淺談事故樹在地質鉆探高處墜落事故預防中的應用

于　冬

（河北省保定地質工程勘查院，河北保定071051）

淺談事故樹在地質鉆探高處墜落事故預防中的應用

于冬*

（河北省保定地質工程勘查院，河北保定071051）

野外地質鉆探工程是地質勘查工程的重要組成部分，由于工程機場常常處于地形險峻、氣候多變、人煙稀少、交通不便的地區，作業工人由于生理、心理及環境等影響因素造成安全生產事故的幾率較高，因此野外地質鉆探既是地勘工程的重點也是難點。通過對野外鉆探過程中發生率較高的高處墜落事故應用事故樹分析法對事故致因因素進行分析，從而有針對性地提出避免鉆探工程高處墜落事故的預防措施。

鉆探工程；事故樹；預防

從事地質鉆探工程的基層隊伍，由于其生產特性常具有點多、面廣、從業環境惡劣、人員及裝備投人量大等特點，使得其安全生產管理難度大，從業風險高，因而備受上級單位和社會的特別關注。有資料顯示，鉆探工程主要的事故類型是高處墜落和物體打擊，占傷亡事故發生總數的60%以上，本文對鉆探工程中易發生的高處墜落事故進行分析，進而提出安全對策措施，供業內人士參考。

1　事故樹分析法簡介

事故樹分析（Fault Tree Analysis，簡稱FTA）又稱故障樹分析，是安全系統工程最重要的分析方法之一。

事故樹是從結果到原因描繪事故發生的有向邏輯樹。它形似倒立的樹，樹中的節點具有邏輯判別性質。樹“根部”頂點節點表示系統某一事故，樹“梢”底部節點表示事故發生的基本原因，樹的“樹叉”中間節點表示由基本原因促成的事故結果，又是系統事故的中間原因。事故因果關系的不同性質用不同的邏輯門表示。這樣畫成的一個“樹”用來描述某種事故發生的因果關系，稱之為事故樹。

事故樹分析邏輯性強，靈活性高，適應范圍廣，既能找到引起事故的直接原因，又能揭示事故發生的潛在原因，既可定性分析，又可定量分析。事故樹分析用來分析事故，特別是重大惡性事故的因果關系。

事故樹分析的步驟如下：①熟悉系統；②確定頂上事件；③繪制事故樹；④定性分析及定量分析；⑤制定安全對策。

2　地質鉆探工程高處墜落事故樹分析

（1）地質鉆探工程簡介。地質鉆探是利用一定的鉆探機械設備和工藝取得地表以下巖礦芯，為地質和礦產資源參數做出可靠評價的一項地質工程。鉆探設備主要包括鉆塔、動力機、鉆機、泥漿泵、鉆桿、鉆頭等。鉆塔是具有一定高度和跨度的金屬桁架，分為天車、塔身主體、二層臺、起塔架、副腿、底盤等6個主要部分。

（2）鉆探工程高處墜落。根據《高處作業分級》（GB/T3608-2008）的規定，凡墜落高度基準面2m以上（含2m）有可能墜落的高處進行的作業，均稱為高處作業。鉆探工程中高處墜落主要發生于鉆塔安裝、拆卸、維護等高處作業時，我國相當一部分地勘單位從建國初期至今仍沿用四角鐵（或管型）鉆塔，雖然具有穩定性好的優點，但是重量大、懸空作業危險性大，分層攀登，逐件組裝，安裝拆卸效率低，人身墜落傷亡事故較多。

（3）鉆探工程高處墜落事故樹。從事故致因理論中的軌跡交叉論觀點來看，任何事故發生的直接原因在于人的不安全行為和物的不安全狀態在時間及空間上發生“撞車”而造成，該事故樹的基本事件不外乎二者。具體基本事件為筆者結合鉆探工程鉆塔高處作業實際情形總結歸納。

依筆者安全管理工作經驗，站在高處作業的人員比在地面工作的人員安全防范心理普遍要高，高處作業的人員在雙腳失穩、失重等突發情況之下雙手會下意識地做出防護措施，或抓、或扶、或推、或擋身邊固著物等動作。

圖1　鉆塔高處墜落事故樹

（4）鉆探工程高處墜落事故樹定性定量分析：

①由已繪制出的事故樹進行最小割集計算：

T=M1M2=（X1+X2+X3）（X6+X7+X8+X9+X10+X11+ X12+X13+X4+X5+X14+X15+X16+X17）（X19+X20+X21+X18+ X22+X23+X24）

將上式充分展開，得到294組最小割集，每組最小割集代表頂上事件T的一個發生路徑，294組割集就說明墜落事故發生有294種路徑，每個基本事件在這294種發生路徑中出現的頻率程度即為該基本事件在墜落事故發生中的重要程度。

②基本事件在高處墜落事故中結構重要度計算：結構重要度反映了一個基本事件對頂上事件發生的貢獻大小的度量。其意義在于按照基本事件對頂上事件發生的影響程度大小來排隊，這對預防措施的采取是十分有用的。

結構重要度近似計算公式為：

式中：I（i）——第i個事件的結構重要度系數；

xi——第i個基本事件；

kj——第j個最小割集；

Nj——第i個基本事件所在的kj的基本事件總數。

經計算，各基本事件的結構重要度排序為：

I［X1］=I［X2］=I［X3］＞I［X18］=I［X19］=I［X20］=I［X21］=I ［X22］=I［X23］=I［X24］＞I［X4］=I［X5］=I［X6］=I［X7］=I［X8］=I ［X9］=I［X10］=I［X11］=I［X12］=I［X13］=I［X14］=I［X15］=I［X16］=I ［X17］

（5）鉆探工程高處墜落事故原因分析：上述分析鉆探工程高處墜落事故發生可能路徑有294種，綜合歸納其原因，大致有以下幾點：

①人的不安全行為：野外地質施工，由于氣候惡劣，工期緊等客觀原因，造成搶時間、爭分奪秒倉促上陣等情況，工人容易忽視安全，進行諸如穿硬底鞋、拖鞋或赤腳等作業情況；氣候變幻無常，上塔前艷陽高照，上塔后陰霾密布、狂風大作，或夜間作業等不良環境造成人員視覺受限；超時、超負荷作業；安全帶非正常使用等。

②物的不安全狀態：專職安全員失職，未進行施工前巡檢，或巡檢工作走過場，未發現作業對象存在的安全隱患并及時整改，如存在塔上踏步或平臺損壞、安裝不合格、高處作業人員拋擲結構件、未設安全網、安全護欄失效等。

③人員培訓不足：使用非熟練工，未進行安全生產“三級教育”，未進行作業培訓，非持證上崗，人員自我安全防護意識薄弱，冒險懸空作業，遠離固著物，伸手未及。

3　事故樹的最小徑集求解及鉆塔高處墜落事故預防

3.1最小徑集求解

將圖1事故樹中的或門轉換為與門，與門轉換為或門，各基本事件轉換為“不發生”，可將事故樹轉換為事故“不發生”的成功樹。對成功樹求解最小徑集，可以得出預防事故發生的各種可能方案。

成功樹求解：

T=M1+M2=X1X2X3+X6X7X8X9X10X11X12X13X4X5X14X15X16X17X19X20X21X18X22X23X24

最小徑集數量有3組：

P1=｛X1，X2，X3｝

P2=｛X18，X19，X20，X21，X22，X23，X24｝

P3=｛X4，X5，X6，X7，X8，X9，X10，X11，X12，X13，X14，X15，X16，X17｝

3.2鉆塔高處墜落事故預防

最小徑集的獲得，能夠清楚地發現預防頂上事件（墜落事故）的控制途徑，上述分析得出3組最小徑集，代表預防墜落事故發生可以采取3種組合措施。但是3組最小徑集遠小于294組最小割集。且徑集P2與徑集P3中基本事件過多，因此控制事故發生存在較大難度，對此，筆者提出以下幾點預防事故的建議：

（1）提升上塔作業人員安全意識。除了對新入行工人進行必要的“三級安全教育”及每年定期安全培訓之外，還要堅持做到不定期地進行安全意識提升訓練，禁止未經“三級教育”的新工人上塔作業，對登高作業人員進行培訓，取得登高作業許可證，持證上崗。從主觀上杜絕違章作業造成的高處墜落事故。使工人的安全思想由被動的“要我安全”轉變為主動的“我要安全”。

關鍵作業面安排熟練工人作業，避免冒險懸空作業，避免超出臂長距離的可抓取的固著物作業，盡量避免失手墜落的可能，高處墜落瞬間手的作用不可小覷，關鍵時刻只要抓對了固著物可以避免墜落發生。

（2）強化安全技術措施。淘汰落后的鉆塔、超期服役的鉆塔，或改造安全設施有缺陷的鉆塔。嚴格執行《鉆探安全規程》要求。鉆塔工作臺，應安裝可靠防護欄桿。防護欄桿高度應大于1.2m，木質踏板厚度應大于50mm或采用防滑鋼板。塔梯應堅固、可靠；梯階間距應小于400mm，坡度小于75°。活動工作臺每次準乘一人。乘工作臺高空作業時，應先閉鎖手動制動裝置后方可進行作業。合格設置安全網。

另外，有條件的鉆探單位可以購置先進的鉆探機具，例如采購進口現代鉆機，不需設置鉆塔，從根本上杜絕鉆塔高處墜落事故的發生。

（3）強化現場安全管理。安裝、拆卸鉆塔應在安裝隊長或機長統一指揮下進行，現場還應配置專職安全員，進行班前安全檢查，包括作業環境檢查和安全防護器具檢查，及時發現、處理隱患。作業人員要合理安排，嚴格按鉆探操作規程進行作業，塔上塔下不得同時作業。進入機場應按規定穿戴工作服、工作鞋、安全帽，不得赤腳或穿拖鞋，塔上作業應按規定使用安全帶，禁止穿帶釘子或者硬底鞋上塔作業。拆鉆塔應鋪設工作臺板，塔板臺板長度、厚度應符合安全要求。堅決杜絕在夜間及5級以上大風、雷雨、霧、雪惡劣天氣情況下進行施工作業，減少惡劣作業環境對作業人員的干擾，從而確保作業人員的人身安全。另外，對于作業使用的工具、設備還要進行定期的安全檢查，減少作業人員受傷后墜落事故的發生。

4　結語

本文結合野外地質勘探工程鉆塔高處作業實際情況，應用安全系統工程理論中的事故樹分析方法，盡可能地分析出可能導致高處墜落的基本事件，繪制事故樹，對其最小割集和最小徑集進行求解，確定導致事故發生的關鍵因素，相應地提出預防對策措施。本文未對事故樹進行精確的概率計算，若能獲得可靠的基本事件發生概率，可以獲得預防事故的較為精確的分析結果，必將會對野外地勘的安全管理工作起到更好的推動作用。

［1］張景林，崔國璋.安全系統工程［M］.煤炭工業出版社，2002.

［2］覃家海.地質勘探安全規程讀本［M］.煤炭工業出版社，2005.

［3］李艷霞，等.事故樹結構重要度求解方法研究探討［J］.中國安全生產科學技術，2012，8（5）：107-110.

TU711

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1004-5716（2016）06-0036-03

2015-06-15

2015-06-17

于冬（1980-），男（漢族），河北保定人，工程師，現從事礦山、地質安全評價及管理工作。