煤礦瓦斯爆炸的風(fēng)險評價模型

　　瓦斯爆炸的“人一機一環(huán)境”系統(tǒng)

　　事故致因理論認(rèn)為：人、機（物）和環(huán)境這3個因素在同一時間和空間兩兩相遇時才可能發(fā)生事故。圖1是危險因素組成的瓦斯爆炸人一機一環(huán)境系統(tǒng)圖，圖中兩圓交叉部分為事故易發(fā)生區(qū)，而3個圓相交部分為事故高發(fā)區(qū)。

　　瓦斯爆炸的風(fēng)險評價模型

　　為了研究煤礦瓦斯爆炸事故的危害，尋找系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)以及系統(tǒng)安全性的技術(shù)途徑，在對瓦斯爆炸的“人一機一環(huán)境‘，系統(tǒng)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)科學(xué)性、系統(tǒng)性、可行性和可比性的原則，建立危險源風(fēng)險評價模型。同時根據(jù)礦井瓦斯爆炸的特點和以往事故原因的分析，參照其他行業(yè)的評估方法，提出煤礦瓦斯爆炸風(fēng)險評價模型方程：H＝KD /6       

　　式中H—危險源系統(tǒng)的風(fēng)險度；H的范圍：0<H≤1；

　　K—系統(tǒng)不安全系數(shù)；

　　D—系統(tǒng)的風(fēng)險度。

　　為使H的值標(biāo)準(zhǔn)化即處在0和1之間所以將KD的值再除以6.

　　很明顯，有了危險源系統(tǒng)的風(fēng)險度H，便可得出瓦斯爆炸可能性的大小。

　　系統(tǒng)不安全系數(shù)K的確定

　　根據(jù)系統(tǒng)論的觀點，系統(tǒng)不安全系數(shù)應(yīng)該是人、機、環(huán)境的不安全系數(shù)的交集，本應(yīng)按照概率論的方法去計算，但為簡便起見，現(xiàn)采用下面的方法去估算K，即：

　　K＝（P1+P2+P3）/3

　　式中P1—人的不安全系數(shù)；

　　P2—機的不安全系數(shù)；

　　P3—環(huán)境的不安全系數(shù)。

　�。�1）系統(tǒng)的不安全系數(shù)具有模糊性。瓦斯爆炸破壞性很強，事故現(xiàn)場難以保護，因此歷次事故的真正原因不是很準(zhǔn)確；加之長期以來我國對設(shè)備故障率未作系統(tǒng)分析，很難收集這方面的資料。因此瓦斯爆炸基本事件具有模糊性。也就是說人、機、環(huán)境的不安全系數(shù)具有模糊性。所以，我們可對某煤礦的人、機、環(huán)境的不安全系數(shù)作自然語言判斷，然后采用特爾斐（Delphi）法將這些自然語言數(shù)字化，得到人、機、環(huán)境的不安全系數(shù)P1、P2、P3.

　　對一基本事件的的危險程度，我們可用自然語言集A＝{嚴(yán)重，中等，一般}中的一個值表示。根據(jù)特爾斐（Delphi）方法，我們將自然語言集A大致映射成相應(yīng)的數(shù)值集C={0.6，0.3，0.1}.

　　對人、機、環(huán)境的不安全系數(shù)P， ‘PI ’P3的評估方法。

　　對人的因素進(jìn)行評價時，主要對人的素質(zhì)進(jìn)行評估。評估時主要考慮以下幾個方面：①領(lǐng)導(dǎo)安全意識及管理者接受安全教育和培訓(xùn)情況；②管理者的安全管理水平；③對安全技術(shù)、安全教育的資金投入情況；④安全機構(gòu)及人員配備情況；⑤職工安全教育和培訓(xùn)情況；⑥職工自救能力；⑦安全部門的職能是否得到有效發(fā)揮。

　　對機的不安全狀態(tài)因素分析。導(dǎo)致瓦斯爆炸的機的因素很多，評估時主要對以下幾個方面進(jìn)行評估：①通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性；②生產(chǎn)設(shè)備安全可靠性；③儀器儀表完好率及安全可靠性；④瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)及其有效性；⑤電氣防爆及防靜電能力；⑥電力系統(tǒng)的安全可靠性；⑦安全投入資金的多少。

　　對環(huán)境的不安全狀態(tài)因素分析。導(dǎo)致瓦斯爆炸的環(huán)境因素比較復(fù)雜，評估時主要參照以下幾個方面：①瓦斯的抽放情況；②作業(yè)場所的溫度濕度；③有害氣體和粉塵的濃度；④作業(yè)場所的風(fēng)速、風(fēng)量；⑤作業(yè)場所的安全出口；⑥地質(zhì)構(gòu)造情況；⑦消防管路情況；⑧防爆、隔爆設(shè)施的情況。

　　通過上面的評估標(biāo)準(zhǔn)，我們可以給出人、機、環(huán)境的不安全程度的自然語言，從而得出P1 ，P2，P3的值，繼而我們可算出系統(tǒng)不安全系數(shù)K的值。

　　系統(tǒng)的風(fēng)險度D的估算

　　風(fēng)險度的值為事故概率與事故后果的乘積，由于煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中與生產(chǎn)安全有關(guān)的因素較多，本文中風(fēng)險度的計算采用格雷哈母提出的LE C法，即：

　　D=LEC 式中D—風(fēng)險度；

　　L—發(fā)生事故的概率；

　　E—作業(yè)場所人員密度；

　　C—事故嚴(yán)重度。

　�。�1）發(fā)生事故概率L的確定。確定發(fā)生事故的概率時，為簡化評價過程，可采取半定量方法。首先對導(dǎo)致瓦斯積聚的可能因素進(jìn)行分析，然后對引燃瓦斯爆炸的可能因素進(jìn)行分析。根據(jù)瓦斯爆炸的條件，氧氣濃度的因素在井下各作業(yè)地點是滿足要求的，評估時可不予考慮。綜合以上兩種可能因素得到10種有效的組合方式，然后按照不同組合方式的可能性給予不同的指標(biāo)。

　�。�2）作業(yè)場所人員密度E的確定。根據(jù)作業(yè)場所人員的多少，給予E不同的值。

　�。�3）事故嚴(yán)重度C的確定。瓦斯爆炸的后果是造成人員傷亡、設(shè)備和通風(fēng)設(shè)施損壞及巷道的垮塌。為簡化計算，對C值不再分級，取值為1.

　　結(jié)論

　　在礦井瓦斯爆炸研究中，建立定量的分析模型，對礦井瓦斯爆炸進(jìn)行定量分析是十分必要的，它可以量化礦井瓦斯爆炸的可能性，為防止瓦斯爆炸提供量化指標(biāo)。并可以對瓦斯爆炸發(fā)生的原因作出明確的認(rèn)定，從而進(jìn)行積極的預(yù)防和監(jiān)控。