基于魚刺圖的褶曲構造控制大斷面平硐揭煤突出分析

張淑同 劉愛華 傅道春

(1.山東交通學院交通土建工程學院，山東 濟南 250357；2.山東交通學院基建處，山東 濟南 250357）

在煤與瓦斯突出事故調查過程中，事故調查專家主要采用事故現場勘查、物證收集、事故事實材料收集、事故人證材料收集記錄、事故現場攝影與繪圖等方式綜合分析進行事故原因確定，該種方法盡管能夠查明事故發生原因，但無法深入揭示事故影響因素間的內在聯系。魚刺圖分析法是一種探究事故根本原因的方法，目前已有學者將其應用到煤礦底板透水事故[1]、突水潰砂事故[2]、瓦斯爆炸事故[3-4]的原因分析中，取得了較好的效果。本文采用魚刺圖分析法，對某礦褶曲構造控制條件下平硐揭煤期間發生的一起煤與瓦斯突出事故進行分析，以期查明本次復雜條件下事故發生的根本原因，為類似地質條件下的事故預防提供理論依據。

1 概況

事故礦井煤系為上二迭統龍潭煤組，礦區內含煤9～13層，全區可采煤層為C5、C7、C12三層，均為無煙煤，可采煤層間距約20m。

主平硐揭穿C5煤層事故地點埋深約226m，煤層厚度1.6～2.0m，煤體較松軟，煤層傾角25°～26°，該點煤層起伏，遇褶曲構造；煤層頂板為細砂巖、粉砂巖，底板為炭質泥巖，事故地點上下鄰近層均未開采。事故發生后共拋出煤巖量約203t，拋出距離最遠約70m，瓦斯涌出量57000m3，形成了一個深約為6.5m、最寬處約為4.5m的呈口小腔大的倒瓶形孔洞，造成2人窒息死亡。

2 基于魚刺圖法的突出事故分析

國內外學者對于突出機理的認識已經統一到綜合假說上，認為突出是由地應力、瓦斯壓力和煤的力學性質綜合作用的結果，煤與瓦斯突出必須具備瓦斯條件。現有煤與瓦斯突出災害防治的技術措施主要是針對瓦斯因素，煤與瓦斯突出事故當中地應力、瓦斯、煤體物理力學性質是根本，人的不安全行為與機的不安全狀態是導致災害防治技術方法失效引發事故的必要條件，因而，對于本次褶曲構造控制大斷面平硐揭煤突出主要從人、機、環境三個方面采用魚刺圖法進行分析。

2.1 人因失誤分析

人因失誤是指人在行為發生前做出了不正確的決策，或者在執行過程中行為不恰當或者所要求和期望的行為并沒有發生或者完成[5]。人因失誤包括操作工人失誤和管理者失誤，前者是在生產過程中發生的、直接導致事故的不安全行為，而后者則被認為是更加危險的人因失誤。綜合分析本次突出事故人因失誤主要包括以下5個方面。

（1）工人失誤。未嚴格落實石門揭煤防突技術措施；防突專業知識不足；未配戴便攜式氧氣呼吸器；發現異常未及時匯報。

（2）管理人員失誤。落實防治石門揭煤突出的相關規范、標準不到位；未制定有針對性的防突專項方案；防突管理制度執行不嚴格；未配備專門防突人員。

（3）防突技術措施失誤。石門揭煤時未采取有效的防突技術及安全防護措施；對大斷面平硐揭煤防突管理不到位；未執行硐外爆破規定。

（4）安全資金不落實。安全資金不落實；安全投入不足。

（5）教育培訓不到位。防突安全知識培訓計劃執行不充分；工人及安全管理人員安全意識差。

2.2 機的缺陷分析

從發生事故的角度，機的不安全狀態為曾引起或可能引起事故的狀態，常見的不安全狀態表現形式有：設備和裝置結構不良、材料強度不夠、部件損壞，存在危險有害物質，安全防護裝置失靈，以及工藝過程不合理。本次突出事故，機的不安全狀態主要包括以下2個方面。

（1）安全設備設施不完善。未按照防突設計配備防突儀器、儀表；未設置避災硐室。

（2）更換、維修或回收支架時未采取預防煤體冒落引起突出的措施。

2.3 環境缺陷分析

工作環境是工作賴以完成的條件，不僅制約著勞動者的工作質量，還波及勞動者在工作中的精神狀態。工作環境分為自然環境和社會環境，對于煤與瓦斯突出事故來說，影響安全的環境因素主要是主控災害發生的自然環境以及社會環境。本次煤與瓦斯突出事故的環境因素主要包括以下2個方面。

（1）自然環境缺陷。瓦斯壓力（含量）大；受褶曲控制地質條件復雜；大斷面石門揭煤突出危險性高；煤體厚度變化大；構造應力大。

（2）社會環境缺陷。突出防治安全監管力度不夠；安全行為倫理意識不強；地區經濟發展水平底；科技發展水平不高。

2.4 事故原因綜合分析

根據上述本次煤與瓦斯突出事故人-機-環三個方面的分析，繪制出本次事故分析的魚刺圖，如圖1所示。

由圖1可以看出，本次煤與瓦斯突出事故的礦井位于突出礦區，礦井范圍內瓦斯壓力（含量）大，次級褶曲多，由褶曲控制造成地質條件復雜、瓦斯聚集、構造應力大、C5煤層松軟，為煤與瓦斯突出創造了良好的瓦斯、物理及力學條件，客觀上是造成煤與瓦斯突出的根本原因。大斷面平硐揭煤易于發生危險性大的突出事故，本礦井在平硐揭煤過程中，管理人員未嚴格按照相關規范和標準落實石門揭煤規定，儀器儀表未配備到位，在管理上不到位，思想上重視程度不夠，安全行為落實不嚴格，是本次煤與瓦斯突出事故發生的直接原因。工人受教育程度不高，在操作過程中應對突出災害發生專業不夠，致使在清理和更換巷道支架時未采取有效措施導致煤與瓦斯突出的發生，是本次事故的直接原因。

圖1 煤與瓦斯突出事故魚刺圖

3 事故預防對策

根據本次煤與瓦斯突出事故刺圖分析，針對各細刺內容提出防范災害發生的預防措施，主要有以下方面：

（1）在揭穿突出煤層前必須按照《防治煤與瓦斯突出規定》、《石門揭穿煤與瓦斯突出煤層程序技術條件》等相關規范、標準編制專門設計，采取有效的防治突出的措施。

（2）實測開采煤層瓦斯基本參數，請有資質的單位編制《礦井防突專項設計》，并經審查、審批后認真落實綜合防突措施。

（3）加強對礦井開采區域內地質構造的探測，遇有地質構造時采取相關防治突出措施；與條件單位合作開展次級褶曲控制條件下煤與瓦斯突出發生機理的研究，為災害防治提供理論依據。

（4）煤礦要加大安全投入，建立安全資金使用臺帳，按要求配備完善防突儀器、儀表、安全設備設施。

（5）加強對從業人員安全教育培訓，提高管理人員、工人在防治煤與瓦斯突出方面的安全意識、安全專業知識。

4 結語

本文針對褶曲控制條件下大斷面平硐揭煤突出事故，采用魚刺圖進行了事故分析，可以直觀清晰地查清造成本次煤與瓦斯突出事故的主要因素及各細項原因，可為類似事故原因分析提供技術途徑。本文通過分析，提出環境因素是造成事故發生的根本原因，人因失誤與機的缺陷是造成事故發生的直接與間接原因，并從技術措施、安全教育培訓、安全投入、地質條件4個方面采取防范突出事故發生的措施，進而提高類似條件下的災害防治能力。