應用事故樹分析礦井通風系統不穩定問題

李立峰夏　輝

（1.山東工商學院，山東 煙臺 264005；2.煙臺市環保工程咨詢設計院，山東 煙臺 264000）

應用事故樹分析礦井通風系統不穩定問題

李立峰1夏輝2

（1.山東工商學院，山東 煙臺 264005；2.煙臺市環保工程咨詢設計院，山東 煙臺 264000）

礦井通風系統穩定受眾多因素影響，為保障礦井安全生產，把礦井通風系統工作不穩定作為頂上事件，采用事故樹分析法對“礦井通風系統不穩定”問題進行專項分析，全面查清引起系統不穩定的原因，并找出其中關鍵因素，便于采取相應措施加強防范和控制。

事故樹；礦井；通風系統；穩定性

礦井通風系統主要是為了解決礦井內空氣的流通問題，使在井下作業的礦工能夠正常工作并使有害氣體能夠及時地疏散到礦外大氣中。通風系統的穩定性是對礦井安全生產的有力保障。

1.礦井通風系統的不穩定性

礦井通風系統屬于開放系統，當受到內外條件影響時，通風系統的運行狀態會隨之不穩定。如發生外部電網波動時，礦井的主風機工況點會隨之變化，導致通風系統各項參數發生變化；運輸系統、提升系統中的活塞風等對礦井通風系統的穩定性產生影響；通風構筑物工作不可靠導致通風系統不穩定；巷道變形導致風阻變化對礦井通風系統的穩定性差生影響等。

2.“礦井通風系統不穩定”事故樹的建造

采用事故樹分析法對礦井通風系統不穩定的問題進行層層分解，分析影響礦井通風系統穩定性的各種因素及其發生規律和特點，具體事故樹如圖1～圖3所示。

2.1事故樹編制說明

（1）事故樹代碼

本事故樹按照一般編制規則，將事故樹頂上事件以T表示，同時表示以該事件為頂上事件的事故樹和頂上事件本身。以xx作為系統編號，例如T01表示的是“礦井通風系統不穩定”事故樹的頂上事件，屬于第一個系統（因為本文只分析此事故樹，即是唯一的系統，所以下午分析直接以T來表示）。

中間事件按字母順序A、B、C等表示第一、二、三層中間事件，以此類推。同時以yy作為中間事件的編號，此編號即表示該中間事件在上層事故樹中所處的對應位置，又表示以此中間事件為頂上事件的子事故樹的編號。如B03表示事故樹第二層中間事件中處于第3個位置的事件，即“通風巷道風阻變化”事件本身，T01-B03又可表示由T01“礦井通風系統不穩定”事故樹第二層中間事件B03“通風巷道風阻變化”事件轉出的子事故樹。當事故樹處于某一系統的最上層時，無需此類編號。

基本事件以xkk作為編號。其中x代表基本事件，kk表示基本事件在事故樹底層中對應位置，即基本事件的序號，如x14表示底層事故樹第14個基本事件“排水不合理”。

2.2事故樹的建造

本事故樹重點分析正常生產作業過程中礦井內外部各個因素對礦井通風系統穩定性的影響，將自然風壓發生變化的原因作為省略事件處理，不進行具體分析。火災、突水等井下災變事故的發生對通風系統穩定性的破壞作用是巨大的，甚至可能直接摧毀礦井通風風路。在此也不進行深入分析，作為省略事件進行處理。

3.事故樹的應用和分析

（1）通過分析事故樹中基本事件的性質和共同特征，對其進行分類處理，可以發現：盡管影響礦井通風系統穩定工作的因素很多，但大體可以分為9個大類：導致活塞風出現的運輸提升設備狀態的變化、主溜井放礦、通風巷道風阻變化、通風構筑物的工作狀態、爆破作業、導致動力不穩定的風機工作狀態變化、自然風壓的變化情況、礦井災變事故和其他原因，見表1。可以看出，礦井通風系統穩定性問題牽涉到礦山地下開采的各個環節。

（2）從邏輯門構成比來看，事故樹全部由或門連接，直觀判斷割集很多，即每個底層事件都能作為導致礦井通風系統出現不穩定的現象的一條途徑，事故發生的可能性比較大，危險性較大。徑集只有1個，即保證系統可靠性和提高穩定性的預防措施只有一個，需要把與礦井通風系統穩定性相關的方方面面工作做細致，沒有捷徑可走。總體來說，礦井通風系統不穩定屬于高風險事件，而且預防難度比較大。

（3）求各基本事件的結構重要度系數，可以發現，該事故樹中基本事件的結構重要度是相同的。但從礦井通風實踐中可以得出，各個影響因素對礦井通風系統穩定性的影響程度由于作用區域大小不同，也有大小、主次之分。礦井通風系統不穩定現象的過程是復雜的，為了更好地預防“礦井通風不穩定”事件發生，應該采用技術使風機工況與風網阻力更匹配，保證礦井通風動力和網絡結構的合理性、協調性，防止動力不穩定現象的出現，采用合理的礦井通風方式，減少巷道風阻變化，減少放礦作業、運輸作業引起的井巷中風流的流向及風量變化，減少擾動。

表1　礦井通風系統穩定性影響因素分類表

結語

本文從系統的觀點出發，對“礦井通風系統不穩定”事件，采用事故樹法進行了專項分析，對導致礦井通風不穩定的基本風險因素進行了分析歸納，有助于對其進行防范和控制，從而提高礦井通風系統的安全性和應變能力，有效保障礦山安全生產。

[1]張國樞.通風安全性[M].徐州：中國礦業大學出版社，2000.

[2]賈進章，劉劍.角聯分支的存在對通風系統可靠性影響分析[J].礦業安全與環保，2005，32（6）：39-40.

[3]鄭建忠.礦井通風系統的合理性規劃與降低風阻措施[J].中國新技術新產品，2013（11）：186-186.

[4]魏引尚，常心坦.復雜通風系統的穩定性分析[J].西安科技學院學報，2003，23（2）：119-122.

[5]劉業嬌，劉紅，田志超，等.應用事故樹分析礦井通風系統不可靠問題[J].礦業安全與環保，2015，42（2）：116-120.

X913

A

2013年度山東工商學院青年基金項目（項目編號：2013QN002）。