采煤工作面顶板安全管理的应用探讨
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作者: 张利兵
摘要矿山井下开采过程中,最常发生的事故就是冒顶事故。顶板事故是影响回采工作面生产的一大隐患,正确区分各种顶板事故,采取有效控制措施,对回采工作面安全生产有着重要的意义。
关键词安全管理;顶板事故;事故树
中图分类号TD77文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0135-01
1选题背景和意义
煤是我国的主要能源,占能源消耗的75%以上;而煤矿生产与其他行业相比其工作场所处于井下深处有限的空间,环境条件恶劣、多变,随着开采过程不断移动,采煤环境不断改变和恶化,在工作过程中顶板、瓦斯、煤炭自燃、粉尘、水害等自然灾害时刻威胁着工人的安全。所以,矿井环境条件恶劣、多变的固有属性是引起煤矿事故多发的潜在危险因素。仅就国有重点煤矿来看,具有煤尘爆炸危险的矿井占89.5%,高瓦斯与瓦斯突出矿井占49.2%,自然发火危险矿井占57.5%,水害危险的矿井占43%,某些矿井还有冲击地压、岩爆和高温危害。而又由于煤矿工作环境差、工资水平又不太高,难以吸引文化、素质较高的工人,而不得不招大量农轮工、农协工和临时工,给改善安全环境带来更大的困难,从而导致安全工作的恶性循环。据统计,矿井有70-85%的事故是人的不安全行为引起的。因此,煤矿职工素质低是企业本身带来的,也是引起煤矿事故多发的重要因素之一。
2事故树原理
事故树分析(缩写为FTA)又称故障树分析,是从结果到原因找出与灾害事故有关的各种因素之间因果关系和逻辑关系的作图分析法。这种方法是把系统可能发生的事故放在图的最上面,称为顶上事件,按系统构成要素之间的关系,分析与灾害事故有关的原因。这些原因,可能是其他一些原因的结果,称为中间原因事件(或中间事件),应继续往下分析,直到找出不能进一步往下分析的原因为止,这些原因称为基本原因事件(或基本事件)。图中各因果关系用不同的逻辑门联接起来,这样得到的图形象一棵倒置的树。
对一个生产过程来说,由于设备,装置故障或作业人员的误判断、误操作以及受毗邻场所发生事故的影响,都可能形成发生事故的一定危险性。为了不使这些危险性因素导致灾害性后果,就需要预先分析和判断生产系统或操作过程中可能会发生哪些危险,有哪些条件可能导致这些危险以及发生危险的可能性有多大。
事故树分析的表现形式是一种逻辑关系图,即对既定的生产系统或作业过程中可能出现的事故条件及可能导致的灾害后果,按工艺流程、先后次序和因果关系绘成的逻辑程序方框图。利用这种用各种符号组成的形象,简洁的树形图,可以分析系统的安全问题或系统运行的功能问题,判明系统可能发生灾害的原因和途径。
3事故树优缺点及作用
1)事故树的优点。①由于事故树分析法是采用演绎方法分析事故的因果关系,能详细找出系统各种原因有的潜在的危险因素,为安全设计、制定安全技术措施和安全管理要点提供了依据。②能简洁、形象表示出事故和各种原因之间因果关系及逻辑关系。③在事故树分析中,顶上事件可以是己经发生的事故,也可以是预想的事故。通过分析,找出原因,采取对策加以控制,从而起到预测预防事故的作用。④事故树分析法既可以用于定性分析,也可用于定量分析。通过定性分析,确定各种危险因素对事故影响的大小,从而掌握和制定防灾控制要点;而定量分析,则能计算出顶上事件(事故)发生的概率,并可从数量上说明危险因素的重要度,为实现系统最佳安全目标提供依据。
2)事故树缺点。但事故树分析法也存在着一些缺点:①要编好一棵事故树必须对系统非常熟悉和有丰富的经验,并且要准确的掌握好分析方法。②对很复杂的系统,编出的事故树会很庞大,这给定性定量分析带来一定的困难,有时甚至计算机都难以胜任。③要对系统进行定量分析,必须知道事故树中各事件的故障率,如果这些数据不准确则定量分析便不可能。
3)事故树分析的作用。事故树分析可用来分析事故,特别是重大恶性事故的因果关系。可进行系统的危险性评价,事故的预测,事故的调查分析,沟通事故情报安全措施,优化决策等工作。也可用于系统的安全性设计,逻辑性强,以及即可定性分析,又可定量分析等优点。能够较全面的分析导致事故的多种因素及其逻辑关系,并对它们做出简洁和形象的描述。便于发现和查明系统内固有的和潜在的危险因素,为制定安全技术措施和采取安全管理对策提供依据。能够明确各方面的失误对系统的影响,并找出重点和关键的,使作业人员全面了解和掌握各项防止,控制事故的要点。可以对己经发生的事故的原因进行分析,以充分吸取事故的教训,防止同类事故的再次发生。
4煤层的顶板分类
位于煤层之上的若干岩层统称为煤层顶板。根据顶板的坚硬程度及距煤层的距离,由下而上可把煤层的顶板分为三层:①伪顶。伪顶是在煤层之上、紧贴煤层的一层松软岩层,一般厚度0.3为0.5m。当煤层被采落时伪顶也同时下落,混入煤中,影响煤质。②直接顶。直接顶是位于伪顶之上或煤层之上的顶板,它具有一定的稳定性。工作面煤层被采落时,直接顶不会立即垮落,而是在工作面上方悬露一定的时间才垮落。直接顶是采掘工作面支护的对象。如果支护好,就不会冒顶,否则会造成冒顶伤亡事故。③老顶。老顶是在直接顶上方的岩层,一般由坚硬岩层组成。老顶在采空区上方悬露一定的后才能垮落。老顶垮落后会给采煤工作面带来很大的压力,如果工作面支护不好,就会发生大冒顶伤人事故。
5采煤工作面顶板事故发生原因分析
1)矿山压力的作用。由于采场上覆岩层在开采影响下变形,移动产生矿山压力,这种力通过煤层直接顶板传递到工作面支架上。表现在回采工作面上,下出口附近,矿山压力呈现尤其剧烈,回采工作面中部顶板下沉速度快,压力大;初期来压和周期来压时,整个工作面压力显现异常剧烈。若没有掌握或措施不利都会发生冒顶事故。
2)地质构造的影响。工作面在回采过程中经常会遇到各种小型地质构造,如断层、褶曲、裂隙、陷落柱、冲刷带等。其中,最常见和对回采工作影响最大的是断层。这些都能改变工作面的正常压力状况,如对这些情况不了解就可能发生冒顶。操作技术不熟练,处理方法不当。
操作人员对顶板松石的形成、发展及变化认识不足,对其稳固程度不能做出正确的判断;缺乏实际操作经验和处理技能,使得选择站立的位置和处理方法不当,结果在处理松石时,出现撬左落右、撬前落后、撬小落大等而导致事故的发生。
6基于事故树分析的顶板安全措施
1)加强安全教育和学习措施。①把职工的安全生产技术培训工作,摆在重要议事日程,并把顶板管理技术培训作为我矿安全生产技术培训的重要内容;②不定期举办以顶板管理为主要内容的安全生产技术培训班,特别是新工人进矿都要先培训学习,考试合格发证后,方准许上岗;③审批后的作业规程,开工前要向作业队人员贯彻,经组织学习、考试合格才准予上岗。
2)加强安全意识管理的措施。①顶板事故是煤矿安全生产的主要灾害,要清醒地认识到抓好防治顶板事故的重要性,树立了以抓顶板管理为重点的安全生产管理意识;②为了强化顶板管理,开展井口、班队安全教育,提高认识,做到人人讲安全,个个重视顶板管理;③强化安全管理机构,加强对安全生产的领导,矿成立安全科,井口成立安监站,配足一线专职安全管理人员。
7总结
本文对采煤工作面顶板事故发生原因进行分析,并按照结构重要度的顺序,提出了防止顶板事故发生的具体措施。
参考文献
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[2]杨光,梁美健.试论煤炭企业安全生产保障机制[J].矿业安全与环保,2005.
[3]宋振骥.顶板事故防治[M].煤炭工业出版社,1991.
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