大型露天金屬礦爆破的事故樹(shù)分析

李躍偉

（云南地礦建設(shè)工程有限責(zé)任公司，云南 昆明 650299）

事故樹(shù)分析是礦山安全系統(tǒng)工程的常用分析方法，通過(guò)識(shí)別各種危險(xiǎn)源，既能明確事故發(fā)生的直接原因，又能發(fā)現(xiàn)潛在原因[1]。利用事故樹(shù)描述事故的因果關(guān)系，具有清晰的邏輯，可以定性分析，也可以定量分析。金屬礦在爆破施工時(shí)，相關(guān)影響因素多，利用事故樹(shù)分析法可以防范危險(xiǎn)因素，提高施工安全性。

1 大型露天金屬礦爆破事故的原因

隨著采礦技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)大型露天金屬礦數(shù)量不斷增加，不僅機(jī)械化程度高，而且開(kāi)采強(qiáng)度大，對(duì)采礦作業(yè)的安全性提出了更高的要求。在巖石剝離、礦石回采中，通常采用爆破工藝施工，作為生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵工序，在多種因素的影響下，爆破引發(fā)的安全事故時(shí)有發(fā)生。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，爆破的專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、危險(xiǎn)性高，對(duì)爆破材料、爆破技術(shù)、爆破人員的要求高[2]。

2 事故樹(shù)分析方法的流程

（1）前期準(zhǔn)備。首先確定分析系統(tǒng)，重點(diǎn)是處理好外界環(huán)境，明確邊界條件，確定分析系統(tǒng)的范圍，列出影響施工安全的各種因素。其次熟悉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)確定后開(kāi)展調(diào)查研究，收集相關(guān)資料信息，主要是結(jié)構(gòu)性能、分析流程、事故類(lèi)型、環(huán)境因素等。最后調(diào)查事故，收集歷史事故數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)可能發(fā)生的事故，并在本單位與其他單位之間、國(guó)內(nèi)與國(guó)外之間進(jìn)行比較。

（2）編制事故樹(shù)。第一步，確定樹(shù)頂事件，也就是事故分析對(duì)象。一般按照損失大小、事故頻率、后果嚴(yán)重程度，來(lái)選擇樹(shù)頂事件。第二步，調(diào)查和樹(shù)頂事件相關(guān)的事件，從環(huán)境、信息、人員、器材等方面入手，確定事故原因并開(kāi)展分析。第三步，整合樹(shù)頂事件、原因事件，按照一定邏輯，利用規(guī)定符號(hào)將其連接起來(lái)，從而形成樹(shù)形圖，對(duì)圖形簡(jiǎn)化后成為事故樹(shù)。

（3）定性、定量分析。第一，定性分析是從事故樹(shù)的結(jié)構(gòu)出發(fā)，求解最小割集、最小徑集，然后確定事件的結(jié)構(gòu)重要度。根據(jù)分析結(jié)果，制定安全保障方案和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防措施。第二，定量分析是確定引起事故的基本事件，利用基本事件的發(fā)生概率，來(lái)計(jì)算事故的發(fā)生概率，以及基本事件的重要度。根據(jù)分析結(jié)果，預(yù)測(cè)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)整安全生產(chǎn)方向，制定安全防范措施。

（4）結(jié)果分析總結(jié)。針對(duì)事故樹(shù)的分析結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，并提出改進(jìn)建議和意見(jiàn)。

3 大型露天金屬礦爆破事故樹(shù)的建立和應(yīng)用

（1）建立爆破事故樹(shù)。結(jié)合大型露天金屬礦的實(shí)際生產(chǎn)情況，建立爆破事故樹(shù)如下圖1。

圖1 爆破事故樹(shù)示意圖

第一，T指的是爆破事故。第二，A指的是起爆類(lèi)型，A1、A2分別代表異常起爆、正常起爆。第三，B指的是爆破事故類(lèi)型，其中B1代表雷管早爆，B2代表雷管拒爆，B3代表雷管遲爆，B4代表起爆順序不當(dāng)，B5代表警戒區(qū)內(nèi)受損，B6代表飛石傷害。第四，X指的是爆破事故原因，其中X1代表人機(jī)處于危險(xiǎn)范圍內(nèi)，X2代表安全管理不到位，X3代表起爆器故障，X4代表爆破操作失誤，X5代表電流過(guò)大，X6代表電源故障，X7代表炸藥故障，X8代表爆破網(wǎng)絡(luò)不合理，X9代表起爆力不足，X10代表雷管導(dǎo)線問(wèn)題，X11代表炸藥鈍感，X12代表檢查缺陷，X13代表地質(zhì)問(wèn)題，X14代表未清點(diǎn)人數(shù)，X15代表非工作人員進(jìn)入工作區(qū)，X16代表起爆信號(hào)不明，X17代表沒(méi)有警戒線，X18代表警戒范圍小，X19代表裝藥量大，X20代表抵抗線設(shè)計(jì)不當(dāng)，X21代表防護(hù)不到位，X22代表網(wǎng)孔參數(shù)不合理。

（2）求解最小割集。割集指的是可能導(dǎo)致樹(shù)頂事故發(fā)生的基本事件的集合，最小割集就是最低限度的割集。在一個(gè)系統(tǒng)中，最小割集越多，說(shuō)明發(fā)生事故的概率越大。求解最小割集，可以采用行列法、結(jié)構(gòu)法、矩陣法、布爾代數(shù)法等。以布爾代數(shù)法為例，圖1的最小割集計(jì)算方法是：

式1最終計(jì)算結(jié)果是20，即最小割集為20個(gè)。

（3）求解最小徑集。徑集指的是基本事件不發(fā)生，樹(shù)頂事故就不會(huì)發(fā)生，這些基本事件的集合，最小徑集就是最低限度的徑集。徑集反映出系統(tǒng)的安全性，最小徑集越多，說(shuō)明發(fā)生事故的概率越小。求解最小徑集，就能明確需要控制的基本事件。計(jì)算時(shí)，和最小割集相反，首先將樹(shù)頂事故“發(fā)生”變?yōu)椤安话l(fā)生”，把“與”變?yōu)椤盎颉保纯傻玫胶褪鹿蕵?shù)相對(duì)的成功樹(shù)；然后求解成功樹(shù)的最小割集，也就是事故樹(shù)的最小徑集。圖1的最小割集計(jì)算方法是：

式2最終計(jì)算結(jié)果是3，即最小割集為3個(gè)。

（4）確定結(jié)構(gòu)重要度。在事故樹(shù)中，以每個(gè)基本事件為基準(zhǔn)，分析各個(gè)事件的發(fā)生對(duì)樹(shù)頂事故發(fā)生的關(guān)聯(lián)和影響。基本事件的結(jié)構(gòu)重要性越大，對(duì)樹(shù)頂事故的影響越明顯。在最小割集中，每個(gè)割集內(nèi)的基本事件數(shù)量有差異，一般出現(xiàn)次數(shù)少的基本事件，其結(jié)構(gòu)重要度大于出現(xiàn)次數(shù)多的基本事件。

（5）分析結(jié)果。第一，從事故樹(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)看，導(dǎo)致爆破事故發(fā)生的原因有22個(gè)，且這些原因相互影響、相互作用。第二，最小割集為20個(gè)，最小徑集為3個(gè)，說(shuō)明爆破事故可能發(fā)生的途徑有20個(gè)，預(yù)防途徑有3個(gè)，可見(jiàn)爆破事故的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)大。

（6）安全防護(hù)措施。結(jié)合本次分析結(jié)果，大型露天金屬礦爆破施工中的安全防護(hù)措施如下：①?lài)?yán)格按照《爆破安全規(guī)程》作業(yè)，結(jié)合礦山地質(zhì)條件，確保爆破設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性，確保人員、設(shè)備、建筑物等均處于安全狀態(tài)，設(shè)置合適的防護(hù)設(shè)施。②加強(qiáng)施工人員管理，科學(xué)設(shè)置警戒線，合理確定警戒范圍，嚴(yán)格落實(shí)責(zé)任負(fù)責(zé)制，爆破前有明顯的信號(hào)等。③經(jīng)常開(kāi)展安全教育培訓(xùn)，警鐘長(zhǎng)鳴，讓每名工作人員都不斷提高安全意識(shí)；定期組織技術(shù)培訓(xùn)，嚴(yán)格執(zhí)行持證上崗制，杜絕三違作業(yè)。④合理選擇爆破器材，開(kāi)展鑒定保護(hù)工作。⑤充分了解施工環(huán)境，不在雷雨天氣作業(yè)，降低作業(yè)場(chǎng)所雜散電流，遠(yuǎn)離電力設(shè)施。⑥合理設(shè)置爆破參數(shù)，保證打孔、裝藥的科學(xué)性。⑦完善現(xiàn)場(chǎng)管理措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患并消除。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大型露天金屬礦爆破施工中，引起爆破事故的原因較多。事故樹(shù)的分析流程，包括前期準(zhǔn)備、編制事故樹(shù)、定性定量分析、結(jié)果分析總結(jié)四個(gè)方面。結(jié)合金屬礦爆破作業(yè)特點(diǎn)，首先建立爆破事故樹(shù)，然后求解最小割集和最小徑集、確定結(jié)構(gòu)重要度，最后根據(jù)分析結(jié)果制定科學(xué)有效的安全防護(hù)措施，以此保證爆破作業(yè)的安全性。