安全系统工程论文

基于事故树分析的鸡西6.20特大瓦斯事故评价研究隆燕莲，钟文豪，张枫，伦应镇摘要：基于事故树分析的鸡西6.20特大瓦斯事故的评价研究。2002年6月20日9时45分，鸡西矿业集团公司某煤矿西二采区发生一起特大瓦斯爆炸事故。事故灾害波及西二采区两个采煤，四个掘进。摧毁21道通风设施，破坏了西二采区通风系统。造成124人死亡，24人受伤，直接损失984.8094万元。这起事故是我国建国以来死亡人数位居第四，造成一名厅级领导、四名县团级干部因公殉职井下的全省空前特大矿难。关键词：煤矿，事故树分析，危险性评价。1引言我国多数煤矿矿井均有一定瓦斯从其煤岩裂缝喷出，然而瓦斯的浓度超过一定值就会失去知觉而晕倒，遇明火或者是静电就会发生爆炸。并且随着越来越多的矿井进入深部开采阶段，矿井的结构就会越来越复杂，同时为了提高煤炭的开采率和降低煤炭的开采成本，某些矿井老板就会降低对安全方面的要求。对员工的安全教育不足，甚至有的员工完全不懂矿井安全方面的知识，在矿井下违规操作酿成大祸。“危险性评价”，也称为“安全评价”，是利用系统工程方法对已有工程或系统可能存在的危险性及其可能产生的后果进行综合评价和预测，并提出相应安全对策措施，以期望达到工程和系统的安全运行。在20世纪60年代，欧美等发达国家形成了以安全评价为目的，以系统工程为工具的安全系统工程理论;其危险识别，风险评价与控制是安全系统工程的主要内容。20世纪80年代初期，安全系统工程首先引入我国机械，冶金和航空等部门。期中，较早将更多安全系统工程方法介绍并应用于煤矿安全评价的是沈斐敏，他系统介绍了事故树分析，管理失误和风险树分析，安全检查表等评价方法及其在矿井火灾事故，瓦斯事故及综合安全评价中的应用。2003年，我国颁布了《煤矿安全评价导则》，预防煤矿瓦斯爆炸是煤矿安全评价中一项重要内容。目前，煤矿安全评价主要是通过矿井生产系统调查，专家打分（评分）和安全检查表法等对矿井安全进行安全综合评价。事故树分析是20世纪60年代美国贝尔实验室T.J.Watson等在图论基础上发展起来的逻辑分析法，是一种从结果到原因描述事故的有向逻辑树图。其最大的优点是可以分析事故的深层原因，也是我国普遍使用安全评价方法。2煤矿爆炸事故模型根据煤矿瓦斯爆炸原理和能量释放与人为失误理论，此次事故的发生是由于不合理的生产过程使之达到了瓦斯爆炸的三个条件(1一定的瓦斯浓度,瓦斯浓度在5%-16%之间。2.一定的引火温度,点燃瓦斯的最低温度在650-750℃之间，且存在时间必须大于瓦斯爆炸的感应期。3.充足的氧气含量。氧气浓度不得低于12%。)，不合理的采矿活动是此次事故的诱因，员工的不安全行为与安全补救措施的缺乏加重了此次事故的灾害性，煤矿瓦斯爆炸事故概念模型。煤矿爆炸的危险源可以分为3类第一类是矿内局部停风造成瓦斯积聚。第二类是隔爆和安全防护器材缺乏，使事故更加恶化，造成了生命和财产的损失。二者构成矿井能量释放的物质条件，使矿井处于“不安全状态”。第三类爆炸诱因，即生产过程的技术、管理和操作漏洞、失误等“不安全行为”它们是瓦斯事故的人为“爆炸诱发事故因素”。煤矿爆炸的因素有很多，以上3类危险源又包括若干直接因素或间接因素，瓦斯爆炸是煤矿安全事故中最难预测和防治、危害最大的事故。3事故树模型1.瓦斯爆炸事故事故树模型的建立为弄清鸡西矿业集团公司煤矿“6.20”特大瓦斯事故各个影响因素之间的内在关系，以该瓦斯爆炸事故为顶上事件，构建瓦斯爆炸事件事故树，如图1说示。图1，瓦斯爆炸事故树模型2割集与径集的计算和预防方案（1）割集的计算T=M1·M2=(A1+A2+A3+A4)·（B1+B2+B3+X1）=(X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8+X9)·(X10+X11+X12+X13+X14+X15+X1)由此可知瓦斯爆炸事故中有56个最小割集，分别为：P1={X2X10},P2={X2X11},P3={X2X12},P4={X2X13},P5={X2X14},P6={X2X15},P7={X2X1},P8={X3X10},P9={X3X11},P10={X3X12},P11={X3X13},P12={X3X14},P13={X3X15},P14={X3X1},P15={X4X10},P16={X4X11},P17={X4X12},P18={X4X13},P19={X4X14}，P20={X4X15},P21={X4X1},P22={X5X10},P23={X5X11},P24={X5X12},P25={X5X13},P26={X5X14},P27={X5X15},P28={X5X1},P29={X6X10},P30={X6X11},P31={X6X12},P32={X6X13},P33={X6X14},P34={X6X15},P35={X6X1},P36={X7X10},P37={X7X11},P38={X7X12},P39={X7X13},P40={X7X14},P41={X7X15},P42={X7X1},P43={X8X10},P44={X8X11},P45={X8X12},P46={X8X13},P47={X8X14},P48={X8X15},P49={X8X1},P50={X9X10},P51={X9X11},P52={X9X12},P53={X9X13},P54={X9X14},P55={X9X15},P56={X9X1},（2）径集的计算T=M1+M2=A1A2A3A4+B1B2B3X=X2X3X4X5X6X7X8X9+X10X11X12X13X14X15X1由此可知瓦斯爆炸事故中有2个最小割集，分别为：P1=X2X3X4X5X6X7X8X9,P2=X10X11X12X13X14X15X1而在本次鸡西矿道瓦斯爆炸事件中，主要原因有1）由于现场工作人员为外包队工人，其在施工过程中线路连接不当误送电导致潜水泵开关(插销开关虚插失爆)产生电弧火花。即X3事件发生；2）事故发生前由于矿道封闭了一段时间，通道内风扇被撤离，且在事故发生时局部通风机停转导致通道内瓦斯浓度上升。即X10事件发生；3）瓦斯监测室无专职执机员，不知超限报告。监测系统显示瓦斯限40分钟无人观察，无人报告。即X14事件发生。4）由于事故发生通道启封复用后没有重新制定并落实可靠的通风安全措施，瓦斯的排放处理并不完全，也间接导致通道内瓦斯浓度上升。即X1事件发生。由上文可知，P8，P12，P14成立，顶上事件瓦斯爆炸事故也就因此发生。（3）预防方案由事故树模型可知，要想预防此类事故发生，就必须确保矿道内不出现火源以及矿道内做好瓦斯浓度的控制。1）确保矿道内通风良好并且在矿道建设时做好安全可靠的矿道通风措施。2）定时对通风器材也要定时进行维护和维修。3）对在矿道作业的工人进行培训及专业知识讲解，并做好统一的管理和指挥。4）要工人时刻保持一颗警惕的心，严防施工过程中可能出现的任何问题》5）企业要加大对矿道内防爆和安全防护器材的投入。3事故主要责任分析由模型可以看出此次的爆炸事件主要责任在于安全管理不到位。首先对于物品、器材的管理，公司对于矿道隔爆和安全防护的投入不齐全，对于风扇的维护维修不及时，导致矿道内瓦斯浓度上升。其次是对于工作人员的管理，外包队工人并没有任何的审核，也没有任何培训，工人们井下作业各自为政，没有统一的管理也没有专业的知识，从而导致工作出错酿成大祸。最后鸡西矿业公司没有一个安全可靠的矿道通风措施，也没有做好对于这类事件的预防措施，也是本次事件发生的原因之一。4矿难事故后期补救措施总体补救措施：1.提高矿工的死亡补偿标准和明确矿难责任按照现行《工伤保险条例》的职工因工死亡赔偿标准,对每位遇难矿工的赔偿约在4～5万元左右,折合成吨煤价约200～300t。也就是说即使一次死亡100人的矿难,其赔偿损失只要约4万吨煤就可以弥补。所以只要提高矿工的死亡赔偿以后，煤矿主因煤矿事故的死亡赔偿数量太高，得不偿失的情况下就会自觉提高安全意思。现行《矿山安全条例》、《矿山安全监察条例》、《矿山安全监察行政处罚暂行办法》等法规，对事故责任人的处罚规定不具体存在着操作上的可变性，对事故责任人的处罚不够严格存在走过场等问题。明确煤矿安全事故责任人，明确并加大对责任人的处罚力度。如此，才能改变煤矿经营者与一些地方政府要经济效益而忽视安全管理的局面。2.强化煤矿管理者的安全意识和安全责任矿主安全意识对矿难安全的事故率有直接影响。矿难治理中应该加强煤矿企业的高层领导和管理者安全责任意识教育。因为，市场自发产生和政府强力施加的各种外部激励虽然能够促使企业努力改善安全状况，但它们代替不了内部动机的激励作用。煤矿企业管理层的安全意识和责任感是一种内在的根本激励，而中国目前之所以矿难频发，很大一部分原因就在于缺乏这种内部动机。因此，提高煤矿企业经营者和管理者的安全意识和安全责任是抑制煤矿安全事故的一个关键点3.加大煤矿职工的安全培训高素质的煤矿从业人员是促进煤矿安全的重要因素。如果各煤矿企业能够实实在在地对矿工进行岗前、岗中、岗位轮换等各类培训，可在一定程度上提高矿工素质和安全意识、安全技能，对于降低事故率是大有好处的。政府可以通过立法，确定煤矿管理人员和技术人员的教育和考核标准，并制定良好的煤矿从业人员（包括管理者和矿工）培训制度。积极发展安全生产普通高等教育和职业教育，培养和造就更多的煤矿安全生产技术和管理人才，提高整个煤矿产业的从业者素质。能够有效的提高按却意识，减少矿难事故的发生。鸡西矿业集团公司某煤矿“6.20”特大瓦斯事故补救措施：1.降低煤矿井下瓦斯的浓度瓦斯浓度是导致瓦斯爆炸的主要因素，因此在煤矿瓦斯爆炸的防治中，控制煤矿井下瓦斯的浓度非常重要，首先要建立科学的通风系统，通风安全技术是瓦斯爆炸防治的关键环节，所有的矿井都应该建立科学、安全、可靠的通风系统，确保井下工作地点有足够的风量，能够将瓦斯冲淡、排出井外，避免井下瓦斯浓度超过5%。在实际的煤矿开采过程中，可能会遇到瓦斯聚集，导致局部瓦斯的浓度越来越大，依靠简单的通风系统无法将瓦斯浓度控制在安全的范围内，因此需要瓦斯抽放设备，从经济的角度来看，通风系统排出的瓦斯，直接进入到空气中，不会产生任何的经济效益，而抽放设备抽出的瓦斯，不会排放到空气中，不会产生大气污染问题，同时可以利用抽出的瓦斯，增加资源的运用。通过实际的调查发现，我国煤矿开采时，大部分都出于渗透煤层，使得瓦斯预抽的难度较大，因此需要采用先进的瓦斯抽放技术，控制瓦斯超限的情况。为了最大程度上控制瓦斯爆炸的发生，需要建立瓦斯日常管理制度，定期地对井下瓦斯情况进行巡查，检查井下的通风情况和瓦斯的浓度，一旦发现有浓度超限的情况，要及时地采取处理措施。已经出台的《煤矿安全规程》对检查瓦斯浓度的次数和时间等进行了严格的规定，在实际的工作中，瓦斯检察员要按照这个规程，结合煤矿自身的情况，发挥出瓦斯检查应有的作用。如低瓦斯矿井中每班需要检查2次以上，高瓦斯矿井要检查3次以上，对于瓦斯特殊危险的工作面需要设立专门的检查人员，对于部分突出的矿井需要做好瓦斯的预测，最大程度上将瓦斯浓度控制在安全的范围内。还可以建立瓦斯监控系统，利用先进的传感器和计算机设备，组成自动化、智能化的瓦斯监控系统，实时地监测煤矿井下的瓦斯浓度，发现瓦斯浓度超限后，能够立刻发出警报，实现断电闭锁等。同时，结合相应的数据分析软件，可以预测未来一段时间瓦斯浓度的变化，为实际瓦斯浓度控制提供一些参考措施。2.控制明火明火作为煤矿井下瓦斯爆炸的必备条件，要杜绝一切危险的明火，对所有可能产生明火的操作进行严格的限制和管理，如禁止在井下使用架线的电机车，将生产和挖掘的供电分开。3.建立瓦斯爆炸的应对预案在实际的煤矿生产中，虽然从各个方面预防瓦斯爆炸的发生，但还是有可能出现瓦斯爆炸，因此应该建立瓦斯爆炸事故发生后的预案，并进行相应的演练，贯彻煤矿瓦斯爆炸防救结合、预防为主的理念，结合煤矿自身的实际情况，认真制定一个瓦斯爆炸事故的应急预案，然后组织员工进行演习。让员工在演习中熟悉煤矿的情况，同时熟悉