煤矿危险源相关事故致因理论及概念分析

煤矿危险源相关事故致因理论及概念分析

邵丁

古蔺县应急管理局 四川 泸州 656500

摘要：。事故发生前明确可能存在的各种原因对事故预防至关重要。基于对事故本质的分析,提出事故触发链条理论,充实了事故致因论。以煤矿采空区瓦斯爆炸事故的危险源控制体系为例,分析说明了该方法的具体工作步骤。危险源控制理论的提出进一步完善和充实了安全控制论、安全设计及可靠性问题等,可为危险源控制措施的研究提供理论依据。

关键词：危险源；事故致因理论；事故预防

事故因果关系理论是解释事故因果关系、其发展过程和后果的理论。当危险的性质以某种方式重合时，危险就变成了事故。因此，可以明确预防事故的措施。我们的煤矿专家缺乏对煤矿危险源处置模式的深入了解，缺乏实际的煤矿事故处置机制。为了打破事故的因果链，防止事故发生，煤矿尚未找到切实可行的途径。

一、基于危险源触发的事故致因理论

1.危险源是可能导致事故发生的能量或能量载体 。事故的发生正是能量意外释放作用于被保护对象的结果,这与能量意外释放理论是一致的。在一起事故中,直接造成财产损失和人员伤亡的危险源被称作直接危险源,一般来说,直接危险源能量的意外释放还需要一个或多个危险源的相继触发,这些被称为一级……N 级触发危险源,从而形成事触发链条。最初的触发危险源被称为初始触发危险源,一般是人、动物或自然能量(如风、雨、雷电、地震、阳光等) ,事故的发生正是初始事故触发危险源和N 级……一级触发危险源相继触发的结果。只要采取措施使触发链条断裂则事故就不会发生。让事故触发链条断裂的方法通常有两种:一是减小触发能量或者完全隔离,例如触电事故中减小触电电压;二是使被触发危险源的能量更加稳定,超过触发危险源的触发能力,例如高处作业时设置栏杆等。

2.煤矿事故机理。事故必须涉及要素：来源和接受原因是物质基础，创造了应急条件，造成了受灾人员的损失；有害物质是直接作用于受体，对受体造成伤害和中毒的物品或物质；受体是指暴露和暴露的环境、物体和人员。从危险源识别的角度看，事故的三个要素本质上都是危险源，因为它们作为污染物是危险源，也适用于受体，它们本身就是危险的来源。煤矿事故是由一系列三要素事故造成的，如矿井事故，事故发生机理如图所示。

严格区分煤矿事故的要素对正确认识煤矿事故机理具有重要意义，直接影响选择和煤矿安全技术的应用。例如，在煤矿发生瓦斯事故时，可以采用技术控制煤层瓦斯的排放，而控制气体的主要方法是稀释和减少。

3.煤矿事故致因理论模型。煤矿事故特征分析表明，煤矿事故始终与地理区域、地质条件密切相关，建设的出发点乃至生产管理，都与矿山所有制形式、煤矿管理制度和机制密切相关，以及煤矿的技术管理水平。这些因素直接或间接影响煤矿安全，两者之间存在相互关系和相互作用。

（1）内外条件决定了管理基础。事故是由于煤矿的地理位置等各种内外条件造成的，煤层地质条件及其建设思路，以及矿井安全管理的不同基础，即矿井安全管理的基本原理。

（2）管理基础确定了管理模式。矿井事故在不同治理基础上具有地理特征和自然灾害趋势的特点。构成煤矿经营物质条件的法规框架，直接影响煤矿经营模式，即煤矿企业的经营管理模式。 煤矿组织的结构是建立在直线对齐和直线执行功能的基础上的，在这种情况下，不同的管理模式在其运作过程中产生不同的管理缺陷，如冲突解决、管理真空，缺乏程序和标准，缺乏信息交流和监督机制。管理上的缺陷造成了紧急情况归根结底，煤矿管理中的缺陷必然导致对正确的安全方针和目标的背离，使之无法真正实现实践中“三管齐下”管理的要求，使安全管理难以实现和达到效率和效益，必然导致认为煤矿发生人为、机制、环境等风险因素失控，造成事故发生的条件。事故是由有害物质的废弃直接造成的.在紧急情况下，煤矿危险源失去动力，能量意外释放。事故发生的原因是时间与接受者的空间轨迹相交，受害者的能量影响他的身体，他因撞击而失去力量。

3、推行风险预控管理体系。矿山整体风险管理策略本身及其应用是一个复杂的系统，需要系统的管理方法，因此，建立和实施风险预管理体系是煤矿安全的最佳选择。煤炭行业风险预管理体系的主要组成部分及其在煤矿安全中的作用：安全方法确定了煤炭行业安全管理的目标和方向，确定了煤炭行业安全保障的概念和策略，力求不断完善煤炭行业安全管理体系工业。风险管理过程建立在风险管理原则的基础上，根据这些原则，确定风险源、风险评估的过程、方法和要求，煤矿企业风险管理措施的规划和风险管理，是煤矿企业风险管理的基本内容。

风险管理体系的规划包括制定煤矿安全目标、任务和计划，建立机构及其权限，内部沟通等，确保矿山安全管理中目标的正确性、责任性和信息的公开性。对不安全行为的控制要求煤矿职工选择录用、告知和培训员工等要求，监察员工行为及保障公众健康，以消除及控制与人类活动有关的风险。操作控制规定了典型生产系统的操作控制要求，如“采矿、开发、安装、运输、掘进”和运行过程中的地下环境因素，以消除和控制安装和环的风险。允许煤矿企业在紧急情况下有效开展救援和应急行动的急救和应急要求，旨在消除和消除紧急情况下的风险。

二、案例分析

在实际的应用中,由于企业的危险源很多,如果每个危险源都建立这样的控制系统是不可能的,所以要对企业辨识出的危险源进行分级,抓住工作重点。例如,对于煤炭企业,瓦斯爆炸、冲击地压、火灾、水灾和粉尘爆炸等就是重点。越是重要的危险源越是要建立更加可靠的危险源控制体系。以煤矿采空区瓦斯爆炸事故的危险源控制体系为例,按照危险源控制理论,预防采空区瓦斯爆炸事故的步骤如下:1)辨识采空区瓦斯爆炸的危险源。煤矿采空区瓦斯的化学能在条件满足的情况下可能转化为热能,发生爆炸或火灾,对人和设备产生损毁,因此,瓦斯是直接危险源。导致其转化的是一级触发危险源———火,火源通常是煤炭自燃或者是顶板垮落撞击的火花。顶板垮落是顶板压力超过顶板强度造成的,采掘作业是初始触发危险源。煤炭自燃是由于煤有自燃倾向性,且采空区漏风,或保护煤柱的裂隙产生漏风,风压差是导致漏风的原因,这在井工煤矿是不可避免的,因此初始触发危险源可以认为是风压。2)危险源控制体系设计。a. 直接危险源控制体系根据上述危险源辨识结果及瓦斯能量转化的3 个条件(淤瓦斯浓度(甲烷体积分数)在爆炸界限内,5% ~ 16%;于氧气浓度(体积分数)大于12%;盂有引爆瓦斯的火源),可以设计出直接危险源控制系统。b. 触发危险源控制体系在上述触发链条中,顶板垮落产生瓦斯爆炸的可能性极小,因此,为了提高控制可靠性,可以根据煤自燃的3 个条件对煤自燃火源设计控制系统:可以监测氧气浓度,当其超过煤氧化着火所需氧气浓度值时,就要采取注氮或灌浆措施,并找出漏风原因,采取减少漏风的措施;或者可以通过监测保护煤柱两端的压力差变化来确定保护煤柱是否存在漏风,进而采取相应的裂隙填补措施。触发危险源控制体系与直接危险源控制体系是串联的关系,只有当两者都失效时,事故才会发生。3)控制体系可靠性提高措施。控制体系的可靠性关键是回答以下几个问题:a. 监测是否可靠。监测仪器安置地点是否为浓度最高的地点,是否能反映采空区瓦斯浓度分布情况,监测仪器是否可靠,可通过并联或其他逻辑关系提高可靠性。b. 决策的判定准则是否合理。这里1% 的判定条件主要是根据执行环节的能力及瓦斯浓度增长速度来确定的,即该矿采空区瓦斯浓度在从1%增加到危险浓度5%所用的时间内,能否通过注氮或灌浆进行有效控制。c. 执行机构是否可靠。可靠性是一个时间函数,因此,还要对控制系统进行日常维护和保养,发现问题及时更换或维修。当监测和分析到有爆炸趋势时,要及时报警,启动预案。所有事故的发生都是危险源控制系统不完备或不可靠造成的,受篇幅限制,这里不再逐一分析。

综上所述，煤矿安全是一种在很大程度上取决于国内外客观条件的管理，由于事故控制危险源的任务相对复杂。基于煤矿事故成因理论，基于科学合理的监管流程，实施整体风险管理策略，而且通过系统的方法，完全可以实现风险防范和提前管理，从而保证煤矿的安全。

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