魚刺圖分析法在煤礦水災中的應用

楊 超

（同煤集團永定莊煤業有限責任公司，山西 大同 037003）

我國煤礦隨經濟發展而日益進步，但是由于特殊的作業環境，安全狀況一直面臨著嚴峻的考驗。而透水事故是常見的災害，一旦發生可能造成大量人員傷亡和環境破壞，甚至直接導致礦井無法再次投入生產，所帶來經濟和社會影響都是十分巨大[1]。為了減少礦井透視事故的發生幾率，有必要對引發透水事故的因素進行深入研究，提高透水事故預測和防治能力。

1 煤礦透水事故原因分析

1.1 礦山透水事故發生機理

礦井透水事故的發生需要地表徑流、地下水等透水水源與礦井生產系統進行貫通，并涌水量超出可控范圍就導致透水事故，即透水事故發生的三要素為：水源、通道、規模[2]。透水事故發生的本源是水源，即主要井田范圍內存在可能引發透水事件的水源，如地表水、地下河、含水層、積聚的老坑水等，才有可能導致透水事故；其次，透水事故發生，需要這類透水水源能夠進入礦井，即透水通道；再次，井下透水只有超出礦井自身排水系統負荷，才會被稱為透水事故[3]。

1.2 影響礦井透水的因素

礦井透水的水源分為自然水源和人為水源兩種[4]。

自然水源一般分為地表水和地下水，大氣降水和地表水與礦井形成5 m 以上的隔水層是無法進入礦井，但是地表水源是地下水、含水層的主要補充源；地下水源根據礦層的接觸分為直接充水礦床和間接充水礦床，根據圍巖性質各類充水礦床賦存條件也各不相同，分為砂礫石孔隙充水礦床、堅硬巖層裂隙充水礦床和巖溶充水礦床。

人為水源有襲奪水、老空水等，襲奪水主要是由于開采活動造成地下水流場發生改變形成襲奪水源；廢棄井巷、采空區等處大量積水，水源無法循環流動積聚在采空區和井巷，形成老空水。

礦井透水通道，通常褶曲、斷層以及頂板冒落裂隙帶、地面巖溶塌陷帶等地質構造，易含水，并與含水層及地表水貫通。同時未封閉或封閉不嚴的勘探鉆孔也有可能構成透水通道。

2 礦山透水事故的魚刺圖分析法

2.1 魚刺圖分析法

魚刺圖分析法通過帶指向性的線條和文字標識將事故結果和發生原因構成邏輯因果關系構成因果分析圖，由于該分析法展開后的圖形形狀而被稱為魚刺圖。魚刺圖法的優點在于能夠進行單一事故深入分析，也可以將多事故綜合處理，查找事故發生原因[5]。魚刺圖法通常將事故原因及因素分為人、物、環境和管理四個方面進行展開，每個支線再進行展開，通過箭頭表示邏輯關系，最終與基本事件、主要因素連接。

2.2 透水事故的魚刺圖繪制

魚刺圖分析法是在事故致因理論的基礎上，結合以往透水事故統計數據，并根據影響因素屬性，分為了人、物、環和安全管理四個方面展開分析。

因此，繪制煤礦透水事故的魚刺圖，如圖1 所示。從圖中可以看出，整個圖形外形類似魚刺，“魚頭”部分即事故對象，煤礦透水事故；四個主要的“魚刺”即影響事故發生的主要因素，人的因素、物的因素、環境因素和管理因素；一些小的“魚刺”則是每個主要因素下的具體事件。后面將對這些事件及一些主要的防治措施進行闡述。

圖1 煤礦透水事故的魚刺圖

3 基于魚刺圖的煤礦透水事故分析與防治措施

3.1 人的方面

透水水源是一種客觀存在，人們通過生產活動改變井下作業空間，與透水水源建立貫通的導水通道，如非法生產、超層越界開采、破壞防水設施等。從某種意義上，透水事故主因是井下作業人員安全意識淡薄，違章指揮和違章作業。所以，如何提高人員安全意識，安全防透水技能對井下防治水害是主要控制手段之一。首先，通過安全意識教育，提高對水害防治重要性防范意識，杜絕不必要的不安全行為；同時提高安全技能培訓，提高井下作業人員能夠及時發現透水事故的能力和自救技能。

3.2 物的方面

通常指的是礦井排水系統和排水設施狀況，該環節實際是井下防治水害的最后一個環節。為了在水害發生或者井下出現涌水現象后，能快速有效井下排水，區域密閉防止災害擴大。所以，防水墻、防水閘門、防水密閉、保安礦柱等防水設施的選擇和設計，以及井下排水設備選型，都應充分考察礦井所在區域降水和井下水文地質情況下，合理進行設計和施工，滿足相關規定要求和礦井防治需要。

3.3 環境方面

透水事故的傷害源為實際存在的透水水源，該環節是客觀現象，無法直接消除。為了避免透水事故的發生，應主動控制和遠離透水水源。所以，應注意井下防洪措施，加強雨季巡查，制定專項應急處置措施；礦井在工作面以井巷布置應遠離地表水及透水通道發育區域，避免與地表水源貫通；對地下水方面的控制，也應進行有效規避，為此應加強水文地質探查，充分了解礦井及附近水文地質狀況。

3.4 安全管理方面

一切井下作業活動的前提都在組織管理下進行的，有效的安全管理能夠最大程度控制人的不安全行為和物的不安全狀態。

首先應落實“預測預報，有疑必探，先探后掘，先治后采”水文探查制度，加強安全監管力度，落實各項安全管理制度，建立各項專項處置及撤離方案；加強對管理及作業人員安全培訓，提高管理及作業人員法律及安全意識，有效避免不安全行為的發生，同時加強安全技能培訓，及時發現透水事故征兆，提高透水事故處置能力，和人員自救能力。

4 結語

在分析煤礦透水事故發生機理、發生原因的基礎上，以“魚刺圖”分析法為基礎，繪制了煤礦透水事故魚刺圖，為現場提供了有力、有理的分析方法，方便安全管理人員和技術人員在復雜的因素中方便、有效的判斷潛在風險。同時，提出了一些針對性措施以供參考。