薛希忠

（金川集團(tuán)股份有限公司三礦區(qū)，甘肅 金昌 737100）

片冒事故在金川鎳礦安全事故中占有很大的比重，據(jù)統(tǒng)計(jì)金川鎳礦某礦片冒事故占全部安全事故的34.4%，而這一統(tǒng)計(jì)中還沒(méi)有將片冒造成的設(shè)備損害事故納入其中。分析和預(yù)防片冒事故的發(fā)生一直是金川鎳礦安全管理控制的重點(diǎn)。本文將故障樹(shù)分析方法應(yīng)用于金川鎳礦片冒事故的分析和預(yù)防中，對(duì)改善金川鎳礦安全管理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 故障樹(shù)（FTA）分析簡(jiǎn)介

故障樹(shù)（FTA）廣泛用應(yīng)于系統(tǒng)安全工程分析中，是樹(shù)的一種特殊形式，屬于系統(tǒng)工程中的圖論范疇，樹(shù)就是一個(gè)無(wú)圈的連通圖，而故障樹(shù)則是從結(jié)果道原因描述故障的方向樹(shù)。

在編制故障樹(shù)時(shí)，首先要確立頂上事件。所謂頂上事件就是故障樹(shù)分析的對(duì)象事件。如充填體頂板片冒致傷事故、礦巖片冒致傷事故等。在明確了頂上事件后，就要找出構(gòu)成這一事件的直接原因，如人的不安全行為，通風(fēng)不暢等。然后再找出構(gòu)成直接原因的第二層原因，直到最基本的原因。頂上事件、中間事件和基本事件之間由邏輯門將之連接形成故障樹(shù)系統(tǒng)?；镜倪壿嬮T符號(hào)如下圖所示。

圖1 邏輯“或”門

圖2 邏輯“與”門

邏輯“或”門，標(biāo)示只要有一個(gè)或一個(gè)以上輸入事件出現(xiàn)則輸出事件就出現(xiàn)，只有全部輸入事件都不出現(xiàn)，輸出事件才不出現(xiàn)的邏輯關(guān)系。其符號(hào)如圖1所示。

邏輯“與”門，標(biāo)示全部輸入事件出現(xiàn)則輸出事件才出現(xiàn)，只要有一個(gè)輸入事件不出現(xiàn)，則輸出事件就不出現(xiàn)的邏輯關(guān)系。其符號(hào)如圖2所示。

2 片冒事故故障樹(shù)分析

金川鎳礦應(yīng)用下向分層膠結(jié)充填采礦法，片冒事故是其生產(chǎn)工藝過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生的安全事故。金川鎳礦片冒事故有兩大類，一類是充填體片冒，另一類是礦巖片冒?，F(xiàn)將兩類片冒事故按照FAT方法分析如下：

圖3 充填體片冒事故樹(shù)圖

圖4 礦巖片冒事故樹(shù)圖

以上故障樹(shù)分析可以看出，如將兩類片冒事故故障樹(shù)結(jié)合成一個(gè)就成為金川鎳礦片冒事故樹(shù)。其中共有中間事件9個(gè)，即：支護(hù)不良、人的不安全行為（其中包括檢撬不徹底一個(gè)中間事件）、充填體質(zhì)量不佳（其中又包含充填準(zhǔn)備不合格、充填作業(yè)發(fā)生故障兩個(gè)中間事件）、地質(zhì)條件差、爆破影響、地壓活動(dòng)，基礎(chǔ)事件27個(gè)。從故障樹(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)看，所有的基本事件和中間事件、中間事件和頂上事件之間均以“或”門連接，而基本事件共有27個(gè)之多，也就是說(shuō)這27個(gè)基本事件中有一個(gè)發(fā)生，片冒事故就有可能發(fā)生，這也是片冒事故為什么會(huì)在金川鎳礦安全事故中占有高達(dá)34.4%比例的根本原因。為了更加詳細(xì)的對(duì)片冒事故發(fā)生原因進(jìn)行分析，根據(jù)片冒事故故障樹(shù)分析出的27個(gè)基本事件從人、環(huán)境、管理三個(gè)方面進(jìn)行逐一分析。

2.1 人的因素分析

故障樹(shù)顯示造成片冒事故的基本事件中人的因素共有8個(gè)即：沒(méi)有檢撬、選位不當(dāng)、檢撬順序不當(dāng)、充填鋪連不合格、吊掛不合格、碎石未清凈、鑿巖不正確、無(wú)爆破警戒，涉及人的不安全行為、充填準(zhǔn)備不合格和爆破影響三個(gè)中間事件。

2.2 環(huán)境因素分析

故障樹(shù)顯示造成片冒事故的環(huán)境因素共有：照明不足、通風(fēng)不良、節(jié)理發(fā)育、斷層破碎帶、礦巖接觸帶和季節(jié)變化共6個(gè)基本事件，涉及地壓活動(dòng)、地質(zhì)條件差和檢撬不徹底三個(gè)中間事件。

2.3 管理因素分析

故障樹(shù)顯示涉及管理因素的基本事件有相鄰盤區(qū)影響、采空區(qū)過(guò)大、鑿巖不正確、充填原料配比不良、水進(jìn)入采場(chǎng)、打底高度不夠、充填次數(shù)＞3、支護(hù)不及時(shí)、沒(méi)有支護(hù)、支護(hù)質(zhì)量差、支護(hù)被破壞、底板不平整、進(jìn)路超高共13個(gè)。共涉及檢撬不徹底、充填準(zhǔn)備不合格、充填作業(yè)發(fā)生故障、地壓活動(dòng)、支護(hù)不良共五個(gè)中間事件，而支護(hù)不良和充填準(zhǔn)備不合格包含的基本事件最多，達(dá)到了9個(gè)。

3 片冒事故預(yù)防

從片冒事故故障樹(shù)分析可以看出，要預(yù)防片冒事故就必須從加大教育培訓(xùn)投入、改善作業(yè)環(huán)境、實(shí)施科學(xué)化管理三方面入手。

3.1 加大教育培訓(xùn)投入

片冒事故故障樹(shù)分析中涉及的8項(xiàng)人的因素，都反映出從業(yè)人員技能差、安全責(zé)任意識(shí)不強(qiáng)的特點(diǎn)，要有效預(yù)防片冒事故就必須在嚴(yán)肅不安全行為經(jīng)濟(jì)考核力度的基礎(chǔ)上，大幅提高安全教育培訓(xùn)投入，從物力、財(cái)力、人力三方面加大對(duì)從業(yè)人員安全技能培訓(xùn)和安全意識(shí)教育的力度，不斷提高從業(yè)人員的綜合素質(zhì)，遏制不安全行為。在這里需要考慮的是教育培訓(xùn)不僅僅是辦了多少期培訓(xùn)班，而應(yīng)該考慮做的內(nèi)容和原因，解決了那些實(shí)際問(wèn)題或潛伏的問(wèn)題，杜絕那種種將錯(cuò)的事情也做得很好的不良現(xiàn)象。同時(shí)安全教育還應(yīng)該包括廠區(qū)及社區(qū)安全知識(shí)宣傳、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全警示標(biāo)語(yǔ)掛設(shè)、辦公區(qū)安全警語(yǔ)掛設(shè)、獎(jiǎng)勵(lì)表現(xiàn)優(yōu)異者等安全文化培育行為。

3.2 改善作業(yè)環(huán)境

地下礦山開(kāi)采受生產(chǎn)工藝影響，作業(yè)環(huán)境相對(duì)惡劣。片冒事故故障樹(shù)基本事件中和環(huán)境因素有關(guān)的共有6項(xiàng)，其中節(jié)理發(fā)育、斷層破碎帶等三個(gè)還屬于井下礦山固有特性，人力無(wú)法根除。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，照明不足、通風(fēng)不暢、空間狹小、高溫潮濕、跑冒滴漏等作業(yè)環(huán)境對(duì)作業(yè)行為的影響卻是潛移默化的。不良環(huán)境往往會(huì)引發(fā)員工忽視作業(yè)程序，冒險(xiǎn)蠻干的行為。而這種行為的“蝴蝶”效應(yīng)會(huì)不斷擴(kuò)大，進(jìn)而引發(fā)多個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)存在違章、違標(biāo)行為的連鎖反應(yīng)，最終不可避免的引發(fā)事故。因此，必須不斷改善作業(yè)環(huán)境，做到現(xiàn)場(chǎng)整潔有序，強(qiáng)制或引導(dǎo)員工形成自律、自主安全管理的工作作風(fēng)，嚴(yán)格按照規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)、制度作業(yè)，減少和避免片冒事故的發(fā)生。

3.3 實(shí)施科學(xué)化管理，提高礦山本質(zhì)安全化水平

片冒事故故障樹(shù)分析中涉及管理因素的基本事件有13個(gè)，占全部基本事件的48%。其中支護(hù)不良和充填準(zhǔn)備不合格又包含9個(gè)基本事件，占全部基本事件的33%?？梢?jiàn)要預(yù)防片冒事故，必須實(shí)施科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，提高充填體質(zhì)量、研究完善支護(hù)方式，加強(qiáng)支護(hù)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控和績(jī)效考核，不斷提高礦山的本質(zhì)安全化水平。

3.3.1 不斷提高充填體質(zhì)量

金川礦山采用下向膠結(jié)充填法，充填體的質(zhì)量對(duì)預(yù)防片冒事故具有十分重大的影響。必須實(shí)施科學(xué)管理，不斷提高充填體質(zhì)量。

（1）膠結(jié)充填體的強(qiáng)度主要取決于水泥的含量。而水泥耗量和采礦成本又息息相關(guān)。實(shí)際應(yīng)用中必須通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定水泥的最佳加入量。

（2）在水泥用量不變的條件下，通過(guò)控制用水量和骨粒粒徑，保持料漿濃度大于75%，同時(shí)在每次充填結(jié)束后，必須及時(shí)排水，而不是在接頂時(shí)再進(jìn)行一次性排水，降低充填過(guò)程中的離析現(xiàn)象，提高充填體質(zhì)量。

（3）在充填工藝系統(tǒng)具有高度的可靠性和穩(wěn)定性的前提下，必須保證充填打底的合理高度,減少充填次數(shù)，降低不接頂面積。目前金川鎳礦雖然在充填過(guò)程中都采用1：4的高灰砂比，但如果打底層高度過(guò)小（＜1.6m），下分層頂板的水平拉應(yīng)力必然增大，不利于安全生產(chǎn)。同時(shí)，充填次數(shù)過(guò)多、充填不接頂，必然減弱充填頂板的整體穩(wěn)定性，最終引發(fā)充填體頂板的冒落。

（4）用粉煤灰代替部分水泥做膠凝劑效果明顯，但從現(xiàn)場(chǎng)充填體來(lái)看，部分進(jìn)路水泥的水化硬化過(guò)程受到了影響，影響了充填體強(qiáng)度，因此，必須嚴(yán)格控制粉煤灰的添加量。

（5）加大對(duì)充填準(zhǔn)備過(guò)程不合格項(xiàng)的考核力度和頻度，督促基層單位嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行充填準(zhǔn)備過(guò)程作業(yè)。

（6）從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，充填不接頂和充填體頂板高低不齊有著直接關(guān)系，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)充填體頂板發(fā)生開(kāi)裂甚至冒落也和頂板高低不平有著直接聯(lián)系，必須不斷加強(qiáng)回采過(guò)程質(zhì)量管控，實(shí)現(xiàn)底板平整，掘進(jìn)、回采規(guī)格符合工藝標(biāo)準(zhǔn)，從而提高充填體整體穩(wěn)定性。

3.3.2 加強(qiáng)支護(hù)方式研究

金川礦山巖體破碎、埋藏深、地壓力大，地壓活動(dòng)頻繁，使巷道圍巖在完成支護(hù)和多次返修后仍繼續(xù)收斂變形，給安全生產(chǎn)帶來(lái)很大影響。而支護(hù)不良是導(dǎo)致片冒事故發(fā)生的一個(gè)重要原因。金川鎳礦要預(yù)防和控制片冒事故，就必須在現(xiàn)有噴錨網(wǎng)支護(hù)、錨注支護(hù)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)支護(hù)方式的研究，嚴(yán)格支護(hù)過(guò)程管理，不斷提高支護(hù)質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

故障樹(shù)分析法在對(duì)金川鎳礦片冒事故發(fā)生機(jī)理分析以及事故事故預(yù)防措施的制定方面具有重要的實(shí)踐價(jià)值。金川鎳礦要預(yù)防和避免片冒事故的發(fā)生，必須結(jié)合實(shí)踐和礦山實(shí)際不斷提高礦山的裝備水平、管理水平和從業(yè)人員綜合素質(zhì)，從多方面入手，加強(qiáng)日常的技術(shù)管理和質(zhì)量控制工作。同時(shí)還需要指出的是工藝技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新對(duì)降低和防止片冒事故具有同等重要的意義。