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