沈中芹 張坤巖 陳光銀 吳田勇

摘 要：礦山透水是威脅礦山安全生產(chǎn)的主要事故類型之一。礦山生產(chǎn)中透水事故不僅頻次較高，而且其造成的后果比較嚴(yán)重，是影響礦山開(kāi)采的關(guān)鍵因素。利用常規(guī)LEC法對(duì)礦山水害事故進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合礦山開(kāi)采活動(dòng)的特點(diǎn)和實(shí)際情況，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中水害事故發(fā)生的危險(xiǎn)性進(jìn)行修正，增加了監(jiān)控補(bǔ)償措施和管理抵消因子，最后就評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)礦山生產(chǎn)中的防治水工作提出了對(duì)應(yīng)的建議和防治措施。

關(guān)鍵詞：礦山透水;LEC法;風(fēng)險(xiǎn)分析;防治對(duì)策

中圖分類號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.29.108

0 引言

水害作為礦井五大災(zāi)害之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)已成為僅次于頂板、瓦斯和運(yùn)輸事故之外最為常見(jiàn)的礦山事故。近年來(lái)，雖然煤礦防治水取得了積極進(jìn)展，但其仍然是影響礦山安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一。如2014年6月15日15時(shí)35分，湖南辰溪縣雙木灣煤礦發(fā)生較大透水事故，突水泥量57350m3，造成9人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失2050萬(wàn)元;2016年4月25日8時(shí)許，陜西銅川煤礦發(fā)生重大透水事故，造成11人死亡，經(jīng)濟(jì)損失1838.17萬(wàn)元;2018年7月6日早班，淮北礦業(yè)公司朱莊煤礦發(fā)生透水事故，造成2人死亡，7人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失397.88萬(wàn)元。這些突水事故造成了極壞的社會(huì)影響，也使人們意識(shí)到礦井水害的防治是礦山安全生產(chǎn)亟待解決的問(wèn)題。

近幾年，我國(guó)利用改進(jìn)的LEC法對(duì)不同領(lǐng)域及事故進(jìn)行了應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)效果較好。其中，朱淵岳等針對(duì)LEC法分?jǐn)?shù)取值主觀性的缺陷進(jìn)行了改進(jìn)，提出了用于水利水電工程建設(shè)期危險(xiǎn)源評(píng)價(jià)的改進(jìn)LEC方法。曲莎等利用改進(jìn)的LEC法結(jié)合輸氣站場(chǎng)的作業(yè)特點(diǎn)，對(duì)輸氣站場(chǎng)的危險(xiǎn)源進(jìn)行了安全評(píng)價(jià)。袁春燕等就礦山建設(shè)過(guò)程中危險(xiǎn)源進(jìn)行定性和定量的辨識(shí)評(píng)價(jià)，利用LEC法確定礦建工程施工過(guò)程中存在的重大危險(xiǎn)因素。本文參考前人研究基礎(chǔ)，利用改進(jìn)的LEC法對(duì)礦山生產(chǎn)過(guò)程中的突水水害事故的危險(xiǎn)性進(jìn)行安全評(píng)價(jià)并根據(jù)危險(xiǎn)性等級(jí)提出相應(yīng)的防止礦山水害的建議和措施。

1 作業(yè)條件分析法簡(jiǎn)介及改進(jìn)

1.1 作業(yè)條件分析法簡(jiǎn)介

煤礦安全評(píng)價(jià)方法較多，包括安全檢查表法（SCA）、工程類比法（PET）、專家評(píng)議法、事故樹(shù)分析法（FTA）、作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法（LEC）等。作業(yè)條件危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)法是一種簡(jiǎn)單易行的半定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，由美國(guó)安全專家格雷厄姆和金尼提出，LEC法較其他的評(píng)價(jià)方法更為系統(tǒng)全面。在對(duì)礦山水害事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，該方法主要針對(duì)礦山系統(tǒng)中各種水害威脅因素進(jìn)行分析，分析其發(fā)生的可能性及其后果嚴(yán)重性，以對(duì)系統(tǒng)發(fā)生水害事故的危險(xiǎn)性進(jìn)行預(yù)測(cè)。LEC法的風(fēng)險(xiǎn)值D由三個(gè)主要因素指標(biāo)的乘積來(lái)確定，即D=L×E×C。

其中，L指事故發(fā)生的可能性。取值與事故或危險(xiǎn)事件實(shí)際發(fā)生的概率有關(guān)，取值標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。E指人員暴露于危險(xiǎn)環(huán)境中的頻繁程度，作業(yè)人員暴露次數(shù)越多，時(shí)間越長(zhǎng)，則E取值越大，取值標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。C指事故可能造成的后果，C取值范圍較大，可從極小的輕傷直到多人死亡的嚴(yán)重結(jié)果，取值標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

確定了各因素分值后，計(jì)算出危險(xiǎn)性分值，并對(duì)危險(xiǎn)性取值分級(jí)，一般分為5個(gè)等級(jí)，按表4進(jìn)行評(píng)定。

1.2 作業(yè)條件分析法的改進(jìn)

但LEC法在應(yīng)用于礦山突水水害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)中有兩點(diǎn)缺陷，即未考慮監(jiān)控補(bǔ)償措施和管理因素對(duì)水害風(fēng)險(xiǎn)的補(bǔ)償因素。本文在分析礦山水害危險(xiǎn)性的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際情況，增加了監(jiān)控補(bǔ)償系數(shù)（N1）和管理抵消因子（N2），修正后的危險(xiǎn)性的表達(dá)公式為D=NLEC=N1N2LEC，如表5和表6所示。

2 改進(jìn)LEC法在礦山水害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

礦山水是伴隨著礦山生產(chǎn)活動(dòng)而產(chǎn)生的。本文通過(guò)大量事故統(tǒng)計(jì)分析和查閱相關(guān)資料，將導(dǎo)致礦山突水的影響因素分為4類：人的因素、物的因素、環(huán)境因素及管理因素。人的因素主要包括非法生產(chǎn)、越界開(kāi)采、違章開(kāi)采以及違反探放水原則;物的因素主要包括防排水能力不足、井筒位置不合理、無(wú)專用探放水設(shè)備、防水設(shè)備不符合要求;環(huán)境因素主要包括水源威脅、含水層條件、構(gòu)造條件和巖性組合條件，管理因素包括安全制度規(guī)程不健全或?qū)嵤┎坏轿弧](méi)有進(jìn)行安全教育培訓(xùn)或培訓(xùn)不到位、安全監(jiān)督檢查不到位以及沒(méi)有根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況制定水害應(yīng)急救援預(yù)案，這些均是往年水害事故中的主要影響因素。在辨識(shí)出礦山水害事故的威脅因素后，利用改進(jìn)LEC法對(duì)透水危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估。

現(xiàn)代化礦山生產(chǎn)過(guò)程中，大部分的正規(guī)礦山開(kāi)采基本采用了地下水位水量以及地應(yīng)力等一系列地質(zhì)信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦山開(kāi)采過(guò)程中水文地質(zhì)的動(dòng)態(tài)信息，同時(shí)相關(guān)管理人員會(huì)根據(jù)水文地質(zhì)信息對(duì)礦山生產(chǎn)中的透水征兆進(jìn)行識(shí)別并采取相應(yīng)管理防治措施。如水害預(yù)防措施和應(yīng)急管理措施等，如表5和表6所示。由表5可知，若監(jiān)控設(shè)備較為有效，并采取了完備的預(yù)防措施，則事故發(fā)生的可能性補(bǔ)償系數(shù)N1取0.2。因此在采取了監(jiān)控預(yù)防措施后，事故發(fā)生的概率將變成可能性小，完全意外。

對(duì)于E的取值，由于E是指暴露于危險(xiǎn)環(huán)境中的頻繁程度。在礦山開(kāi)采過(guò)程中一般都是倒班制，因此礦井人員都是每天工作時(shí)間內(nèi)暴露，參照表2，E可取值6。

對(duì)于C值，C是指事故發(fā)生后造成的后果及嚴(yán)重程度。礦山開(kāi)采活動(dòng)中，包括掘進(jìn)過(guò)程、割煤采煤、運(yùn)輸和回采過(guò)程中幾乎所有工作都是在井下完成的，因此礦井人員一旦工作就一定會(huì)暴露在井下危險(xiǎn)環(huán)境中，而突水事故通常會(huì)造成大范圍的淹井，工人來(lái)不及撤退，便會(huì)被淹溺。因此，突水事故通常都會(huì)造成群死群傷的后果，此外，井下生產(chǎn)設(shè)備也會(huì)被水或者泥淹沒(méi)，也給礦井后期恢復(fù)生產(chǎn)工作帶來(lái)極大的困難。這表明在不考慮事故控制措施的情況下，事故的發(fā)生是災(zāi)難性的，事故所造成的死亡人數(shù)通常在10人以上，對(duì)照表3，C取值100。

管理抵消因子因不同煤礦的管理情況而定，若采取了行之有效的管理措施和制度，并根據(jù)事故發(fā)生的后果的嚴(yán)重性制定了相應(yīng)的額應(yīng)急管理措施并定期演練，此時(shí)管理抵消因子的值便可取0.15，此時(shí)，C值取15。