基于事故樹理論的充填質量分析及改進措施

李曉飛

(山東黃金礦業股份(萊州)有限公司焦家金礦)

焦家金礦焦家分礦是山東黃金集團的主力礦區，生產能力為6 000 t/d，充填量為6 200 m3/d。隨著回采效率的不斷提高，回采深度以及出礦量不斷增加，焦家金礦現有的充填系統和充填管理面臨嚴峻形勢。為不影響生產效率的提高，重點加強充填質量管理，研究分析其充填不合格的原因，利用事故樹分析法[1]，從充填材料的質量、充填過程的管理、進路施工質量等方面進行分析并提出相對應的安全技術措施。

1 工程概況

焦家分礦11中段以上向機械化充填進路采礦法為主，采用1∶20充填材料充填至接頂線，再用1∶10 材料充填接頂。2016年10—11月總計充填進路10條，每條進路約25 m，出現充填未接頂、充填質量相對較差等情況，給生產帶來了困難，給安全帶來了嚴重隱患。

2 充填質量不合格因素

通過現場調查分析以及召開有關人員分析會議，分析得出充填質量不合格主要分為人的不安全行為、物的不安全狀態以及系統環境不安全狀況。不安全因素主要有充填不接頂A1，充填質量差A2，進路施工控制爆破差X1，封閉板墻不合格X2，充填管路架設不合格X3，充填順序錯誤X4，充填配比達不到要求X5，充填管路質量差X6，充填管路破管X7，充填速度過快X8，充填站系統異常X9。

3 事故樹分析

3.1 事故樹的建立

通過上述原因分析，確定充填質量不合格為頂上事件T1，運用安全系統理論[2-3]中相應的事件符號和相應的邏輯門將各個事件從上到下一層一層連接到一起，層層向下，一直到最基本的原因事件，組成頂上事件的事故樹分析圖，見圖1。

圖1 事故樹分析圖

3.2 最小割集

在事故樹分析方法中,最小割集的定義是指導致頂上事件發生最少的基本事件的集合,當該集合中所有基本事件都同時發生時,事故就會成立。集合中包含的基本事件越少,故障出現的可能性越大,對一個事故而言,最小割集越多,割集所包含總的基本事件越少,該事故發生的可能性越大。最小割集的求法有質數代入法、布爾代數簡化法、行列法、矩陣法和結構法[4-5]。運用布爾代數簡化法求解的事故樹最小割集為

T1=A1+A2=(X1+X2+X3+X4)

+(X5+X7+X9)

=(X1+X2+X3+X4)+(X5+X6X8+X9)

=X1+X2+X3+X4+X5+X6X8+X9.

從而得到最小割集為{X1},{X2},{X3},{X4},{X5},{X6，X8},{X9}。

3.3 結構重要度分析

由最小割集可以得出各個因素的重要度為ⅠΦ(1)=ⅠΦ(2)=ⅠΦ(3)=ⅠΦ(4)=ⅠΦ(5)=ⅠΦ(9)>ⅠΦ(6)=ⅠΦ(8)。

3.4 原因分析

基本事件X1原因是進路未按設計要求施工，導致現場頂板出現高低不平，給充填接頂造成困難；X2，X3，X4原因是對充填質量管理觀念差,現場封閉板墻以及架設充填管路未按采礦技術人員標定封閉，焦家礦區擔任充填管理的專業技術人員很少,且缺乏提前管理意識，往往是現場出現問題后,消極進行一些善后工作，既沒有意義,也耽誤生產,且沒有長期性；X5主要原因是影響充填質量的環節較多，充填人員沒有做到對配比環節的現場跟蹤和監督；X6主要原因是材料采購時，未選取國家認證產品；X7主要原因是充填速度過快或充填質量不合格；X8主要原因是充填部門及信息中心互相合作,但責任不明確，井下出現問題之后不能及時采取相應的對策。

4 技術防范措施

以生產副主任為組長，調度室、充填工區、技術組相關人員組成充填質量監督小組，及時召開井下充填情況匯報會議解決充填問題，嚴禁一個采場在安全距離范圍內既充填又爆破。結合焦家金礦采掘車間11中段充填實際情況和當前存在的問題，提出以下技術防范措施：

(1)組織采礦技術員、充填工區值班長以及外圍隊長召開提升充填質量內部會議，明確責任，加強合作；要求各部高度重視并相互積極配合，加強個人責任心。

(2)從充填進路管路的架設到板墻封閉以及充填順序實行跟班制度，責任必須明確到個人；對充填質量問題進行認真分析研究，并進一步提出整改措施；采礦技術人員標注好充填管路架設位置以及板墻位置。

(3)加強各個環節的聯系，及時溝通，工程技術人員積極科技創新，提出更合理的充填方案以及架設板墻措施。

(4)加強充填工區管理，落實考核制度，在重點采場、重點區域，選擇有經驗、工作責任心強的老工人擔任充填質量負責人，確保充填質量。

(5)充填過程中嚴格按照充填技術員標定施工，按照配比充填，實行專人專管。

(6)各部門定期召開會議，發現問題及時解決，努力為礦山安全生產提供有力保障。

5 結 語

通過建立充填質量不合格事故樹,準確分析各個基本事件,得出影響頂上事件的最小割集和結構重要度，為技術人員設計預防基本事件的方案提供理論指導,有利于排除引發事故的隱患，從而為礦山安全生產提供有力保障。

[1] 謝 尚,孫建華,姜天文,等.事故樹定量分析法在煤礦中的應用[J].北京聯合大學學報(自然科學版)，2010(4)：56-59.

[2] 袁昌明,張曉冬,章保東.安全系統工程[M].北京：中國計量出版社,2006.

[3] 張景林,崔國璋.安全系統工程[M].北京：煤炭工業出版社,2002.

[4] 白曉光.北皂礦用“事故樹”法管理安全生產取得成效[J].煤礦安全，1999(9):50.

[5] 劉鐵民,張興凱,劉功智.安全評價方法應用指南[M].北京：化學工業出版社,2005.