劉偉

（同煤國電同忻煤礦有限公司，山西 大同 037001）

在我國煤礦生產(chǎn)中，水災(zāi)事故是常見的主要災(zāi)害事故之一。水災(zāi)事故一旦發(fā)生，既可導(dǎo)致作業(yè)人員的傷亡，也可造成井下設(shè)備被毀壞，嚴重影響煤礦的安全高效生產(chǎn)。根據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2004年～2013年間，我國煤礦事故總數(shù)約四千起，其中煤礦透水事故260多起，事故比例約為6.5%，但煤礦水災(zāi)造成的損失卻非常巨大[1-2]。如2010年3月28日，山西王家?guī)X透水事故造成38人遇難，直接經(jīng)濟損失高達五千萬元。因此，對礦井水災(zāi)事故的分析，了解事故原因，排除事故隱患，對于預(yù)防煤礦水災(zāi)事故，確保生產(chǎn)具有十分重要的意義。

事故樹分析法對特定事故進行分析，通過對引起該特定事件的因素進行相互關(guān)系的分析，來判斷主要的致災(zāi)因素，以此為準(zhǔn)確的事故預(yù)測、高效的日常維護以及針對性的措施制定等，提供科學(xué)的依據(jù)，提高工作的系統(tǒng)性和可靠性[3]。

1 煤礦水災(zāi)事故原因分析

1.1 煤礦水災(zāi)事故發(fā)生的環(huán)境因素分析

煤礦水災(zāi)事故發(fā)生的環(huán)境因素主要可以歸結(jié)為四個方面，見圖1。導(dǎo)致煤礦水災(zāi)事故的環(huán)境因素中水源是非常重要的一個方面，從近年來事故統(tǒng)計看，水源控制不當(dāng)（B1）誘發(fā)的事故所占比例非常高。從危險源分析的角度來看，雖然井下水源不能完全消除，但是應(yīng)該是可以有效控制的。針對地表水（x1），可在井巷設(shè)計與施工時盡可能地避開或遠離水源；針對地下水（x2），則應(yīng)充分了解礦井水文地質(zhì)條件，提前做好水災(zāi)的防治和應(yīng)急工作；針對老窯水（x3），則應(yīng)按要求進行探放水，還要在采掘過程中定期進行探測；針對大氣降水（x4），則應(yīng)在雨季關(guān)注天氣情況并加強巡檢工作，制定應(yīng)急預(yù)案。 此外，含水層構(gòu)造（B2）和地質(zhì)條件（B3）都屬于煤礦固有條件的一部分，會對井下涌水通道產(chǎn)生一定的影響，所以也需要多加注意。

圖1 煤礦水災(zāi)事故的環(huán)境因素分析結(jié)構(gòu)

1.2 煤礦水災(zāi)事故發(fā)生的人的因素分析

在煤礦水災(zāi)事故中，人的因素也是導(dǎo)致事故發(fā)生的重要因素之一。通過分析發(fā)現(xiàn)，人的因素也可以分為四個方面，見圖2。這些具體的因素通常是由于安全意識淡薄，沒有正確認識煤礦水災(zāi)的危害，違章作業(yè)等導(dǎo)致的。一般通過控制和規(guī)范人的行為可以起到有效的預(yù)防作用。所以，必須加大對礦工的培訓(xùn)力度，讓礦工在培訓(xùn)中提高安全意識，同時增強關(guān)于井下水災(zāi)的理論知識和基本的逃生與救護水平。

圖2 煤礦水災(zāi)事故的人因素分析結(jié)構(gòu)

1.3 煤礦水災(zāi)事故發(fā)生的物的因素分析

在煤礦水災(zāi)事故中，物的因素主要是排水設(shè)備、井筒位置以及探放水設(shè)備等情況，見圖3。想要減少物的因素導(dǎo)致的煤礦水災(zāi)事故，就必須在充分了解煤礦水文地質(zhì)及涌水情況等的基礎(chǔ)上，合理選擇排水設(shè)備、合理設(shè)計井筒位置，同時要根據(jù)規(guī)程要求配備探訪水設(shè)備，并定期進行設(shè)備的維護檢查，確保其可靠性。

圖3 煤礦水災(zāi)事故的物因素分析結(jié)構(gòu)

1.4 煤礦水災(zāi)事故發(fā)生的管理因素分析

在煤礦水災(zāi)事故中，管理因素是重要的調(diào)節(jié)因素。因為無論是人的因素還是物的因素導(dǎo)致的水災(zāi)事故的發(fā)生，其實通過有效、科學(xué)的管理都可以得到一定的控制甚至避免。有效、科學(xué)的管理應(yīng)該包括完善的制度和良好的執(zhí)行，見圖4。制度的制定一定要使預(yù)案與制度健全、地質(zhì)報告與臺賬等做到完備；制度的落實就是要按照制度和規(guī)程，做到“預(yù)測預(yù)報，有疑必探，先探后掘，先治后采”；同時還要加強對制度落實的監(jiān)督，確保制度得到嚴格執(zhí)行。

圖4 煤礦水災(zāi)事故的人因素分析結(jié)構(gòu)

2 基于事故樹的定性與定量分析

2.1 概述

據(jù)上述從環(huán)境因素、人的因素、物的因素以及管理因素等方面對煤礦水災(zāi)事故的分析，可以建立事故樹，以更加方便地進行事故相關(guān)的定性分析與定量計算。建立的事故樹見圖5，該事故樹由4個中間層（A1，A2，A3，A4），16個底事件，7個邏輯或門（即圖中符號所示）所構(gòu)成。

圖5 煤礦水災(zāi)事故的事故樹

2.2 布爾運算

對圖5所示煤礦水災(zāi)事故的事故樹進行定性分析，求其最小割集，以此判斷相關(guān)底事件對于頂事件的影響程度。在布爾運算中，邏輯或門的關(guān)系是“+”的關(guān)系，因此可得：

2.3 定量計算

（1）事故發(fā)生概率計算

在事故樹分析中，邏輯或門的計算見式（2），假設(shè)pi是每個獨立底事件的發(fā)生概率，頂事件P發(fā)生概率為[4]：

根據(jù)本文所建立的事故樹可以看出，頂事件發(fā)生概率為：

當(dāng)已知每一因素的發(fā)生概率時，即可求得頂事件的發(fā)生概率。

（2）重要度計算

重要度是指各底事件的發(fā)生對頂事件發(fā)生概率的影響程度。計算公式見式（4）[5]：

根據(jù)本文所建立的事故樹可以看出，對式（1）求導(dǎo)數(shù)并代入各事件發(fā)生概率，可以得出各底事件結(jié)構(gòu)重要度。

3 煤礦防治水主要措施

通過上述建立的煤礦水災(zāi)事故樹，對同忻煤礦進行了自查。在自查中發(fā)現(xiàn)，同忻煤礦在環(huán)境因素方面，老窯水影響較大；在人的因素方面，主要是礦工基礎(chǔ)知識與救援方面有所不足；在物的因素方面，主要是設(shè)備可靠性方面有所不足；在管理因素方面，制度上仍然存在不足之處。

據(jù)上分析可以看出，對于同忻礦井下安全生產(chǎn)來講，針對性地進行水災(zāi)事故防治具有非常重要的意義。在實踐中，應(yīng)該做到多措并舉，有效改善防治水工作效率。

3.1 加強礦井涌水量的監(jiān)測并做好預(yù)測

煤礦防治水必須繪制礦井涌水量的動態(tài)曲線，并建立臺賬。對涌水量的監(jiān)測每月應(yīng)不少于3次，當(dāng)遇到會造成大量涌水的地質(zhì)構(gòu)造時還應(yīng)單獨設(shè)立觀測站；當(dāng)遇到涌水量變化、突水或者地表有大量降水時，應(yīng)增加監(jiān)測次數(shù)。

必須堅持“有疑必探，先探后掘”的原則?？梢酝ㄟ^采用新型技術(shù)，增加探水準(zhǔn)確性，如瞬變電磁探測技術(shù)等。另外，根據(jù)探測結(jié)果要對涌水量進行預(yù)測，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)與預(yù)測數(shù)據(jù)出入較大時，應(yīng)及時探明井下情況，找出原因，做出應(yīng)對決策，防止事故的發(fā)生。

3.2 確保防治水設(shè)備的可靠性

煤礦防治水設(shè)備主要是指排水設(shè)備與探放水設(shè)備，其可靠性對煤礦安全生產(chǎn)而言十分重要。設(shè)備保持良好狀態(tài)才能獲得精確的探測數(shù)據(jù)，有效降低探測失誤帶來的不良影響；排水設(shè)備主要影響井下涌水能否及時排出。因此，在日常工作中，要加強對設(shè)備的巡檢。同時，要按照規(guī)程要求組織排水實驗，確保礦井排水能力。

3.3 強調(diào)“以人為本”的理念

這里所說的“以人為本”的理念主要是指，通過對礦工素質(zhì)的提升來降低井下事故發(fā)生的概率，是針對人因的重要措施。首先，必須增強礦工的基礎(chǔ)知識水平。要定期進行理論培訓(xùn)和考試，確保所有相關(guān)人員掌握煤礦防治水的基本知識，如水災(zāi)發(fā)生的原因、預(yù)兆、應(yīng)急措施等；第二，要提高礦工的安全意識。要通過思想教育工作、宣傳工作、獎罰措施等多種手段，提高礦 工的安全意識；第三，普及自救與互救技術(shù)。要定期進行實戰(zhàn)訓(xùn)練和技術(shù)比武。強化礦工的自救互救水平，提高抵御災(zāi)害和避險的能力。

3.4 完善管理體系

一方面要制定完善的防治水管理制度，如建立健全崗位責(zé)任制，完善水災(zāi)的預(yù)測制度、探放水制度、技術(shù)管理制度、隱患排查制度等。同時，還要加大督查力度，確保制度的有力執(zhí)行和切實到位。另一方面要建立完善的應(yīng)急救援預(yù)案。企業(yè)要制定預(yù)案，配備滿足緊急救援的排水設(shè)備、救援物資等，確保災(zāi)害發(fā)生時能夠及時應(yīng)對，將損失降到最低。

通過對上述措施的落實，對于發(fā)現(xiàn)的問題及時采取對策，需整改的地方緊抓落實，同忻煤礦防治水工作有了明顯的提高，確保了煤炭安全高效開采。

4 結(jié)語

1）本文對煤礦水災(zāi)事故的發(fā)生原因進行了系統(tǒng)的研究，從環(huán)境因素、人為因素、物的因素以及管理因素四個大的方面進行了分析，并總結(jié)了16個具體的影響因素。在此基礎(chǔ)上，建立了煤礦水災(zāi)事故的事故樹，進行了定性分析（布爾運算）與定量計算（概率與重要度）。

2）依據(jù)事故樹的分析結(jié)果，提出了預(yù)防煤礦水災(zāi)事故的對策：加強礦井涌水量的監(jiān)測，并做好預(yù)測工作，確保防治水設(shè)備的可靠性，強調(diào)“以人為本”的理念以及完善管理體系。

〔1〕仇海生，楊春麗，馬立爽，等.煤礦水災(zāi)的事故樹分析法[J].煤礦安全，2008（12）：126-128.

〔2〕王艷紅.系統(tǒng)安全分析方法在煤礦走向長壁采煤法中的應(yīng)用[D].中國地質(zhì)大學(xué)，2014.

〔3〕林伯泉，張景林.安全系統(tǒng)工程[M].北京:中國勞動社會保障出版社，2007.

〔4〕羅自力，王 鵬，楊紅偉.安全系統(tǒng)分析頂板事故[J].能源與環(huán)保，2017，39（2）：8-10.

〔5〕高 岳.用事故樹法確定煤礦防治水安全檢查表[J].煤田地質(zhì)與勘探，2010，12（6）：57-61.