1、预 先 危 险 性 分 析 在 上 行 开 采 安 全预 评 价 中 的 应 用摘 要：以 煤 矿 生 产 本 质 安 全 理 念 为 出 发 点 运 用 预 先 危 险 性 分 析 方 法 分 析 了 上 行 开 采 过 程 中 相关 危 险 性 因 素 并 以 其 危 险 性 大 小 及 对 生 产 系 统 的 破 坏 程 度 对 危 险 性 因 素 进 行 了 分 级 最 后 的 分 析 结 果表 明 上 覆 岩 层 纵 向 裂 隙 为 生 产 过 程 中 的 最 大 危 险 因 素 对 生 产 具 有 破 坏 性 危 害。关 键 词：上 行 开 采；危 险 性 因 素；预 先 危 险
2、性 分 析中 图 分 类 号：T D 3 2 5；X 9 1 3 文 献 标 识 码：A 文 章 编 号：1 0 0 8 4 4 9 5（2 0 0 7）0 5 0 0 7 4 0 3 近 几 年 我 国 煤 炭 行 业 提 出 了 煤 矿 生 产 本 质 安 全的 概 念 而 要 实 现 煤 矿 生 产 的 本 质 安 全 就 必 须 消 除煤 矿 生 产 过 程 中 的 危 险 性 因 素 因 此 首 先 要 对 煤 矿生 产 过 程 中 的 危 险 性 因 素 进 行 分 析。上 行 开 采 作 为 一 种 逆 正 常 开 采 顺 序 的 特 殊 开 采方 法 其 定 义 是 1：开 采
3、 煤 层（群）时 先 采 下 煤 层（分层 或 煤 组）后 采 上 煤 层（分 层 或 煤 组）称 为 上 行 式开 采。上 行 开 采 包 括 了 2 个 大 的 时 期 下 煤 层 的 开采 时 期 和 上 煤 层 的 开 采 时 期。毋 庸 置 疑 2 个 时 期 的 生 产 都 会 伴 随 着 许 多 危险 性 因 素 其 中 既 有 相 同 的 也 有 不 同 的 尤 其 上 煤层 开 采 时 期 是 在 第 一 时 期 结 束 之 后 进 行 的 煤 层 及其 围 岩 已 经 发 生 过 变 形 此 时 再 进 行 煤 层（分 层 或 煤组）开 采 将 伴 随 着 一 些 上 行
4、开 采 特 有 的 危 险 因 素 因而 在 进 行 上 行 开 采 之 前 有 必 要 进 行 上 行 开 采 的 危险 性 因 素 分 析。为 了 体 现 研 究 的 针 对 性 这 里 的 危险 性 因 素 特 指 与 上 行 开 采 密 切 相 关 的 特 有 的 危 险 性因 素。1 危 险 性 因 素 分 析 的 目 的 和 意 义1 1 危 险 性 因 素 分 析 的 目 的 2 危 险 性 因 素 分 析 的 目 的 是 查 找、分 析 和 预 测 工程、系 统 中 存 在 的 危 险 性、有 害 因 素 及 可 能 导 致 的 危险 性、危 害 后 果 和 程 度 提 出 合
5、 理 可 行 的 安 全 对 策 措施 指 导 监 控 危 险 源 和 预 防 事 故 以 达 到 最 低 事 故率、最 少 损 失 和 最 优 的 安 全 投 资 效 益。1 2 危 险 性 因 素 分 析 的 意 义危 险 性 因 素 分 析 的 意 义 在 于 可 有 效 地 预 防 发 生事 故 减 少 财 产 损 失 和 人 员 伤 亡 和 伤 害。危 险 性 因素 分 析 是 从 技 术 带 来 的 负 效 应 出 发 分 析、论 证 和 评估 由 此 产 生 的 损 失 和 伤 害 的 可 能 性、影 响 范 围、严 重程 度 及 应 采 取 的 对 策 措 施 等。2 上 行
6、开 采 危 险 性 因 素 的 定 义 和 分 类危 险 因 素 是 指 能 对 人 造 成 伤 亡、对 物 造 成 突 发性 损 害 以 及 对 上 行 开 采 方 式 造 成 重 要 影 响 的 因 素。可 将 与 上 行 开 采 密 切 相 关 的 或 上 行 开 采 所 特 有的 危 险 性 因 素 分 为 如 下 3 类：1）下 煤 层 采 动 裂 隙 造 成 的 危 险 性 因 素 包 括水、瓦 斯、流 沙 和 火 等；2）上 覆 岩 层 变 形 造 成 的 危 险 性 因 素 包 括 应 力的 增 高 等；3）上 煤 层 围 岩 破 碎 造 成 的 危 险 性 因 素 包 括 巷
7、道 和 采 场 顶 板 破 碎 等。以 上 3 类 危 险 性 因 素 由 于 各 自 的 特 点 所 危 害 的时 期 有 所 不 同 第 一 类 危 险 性 因 素 主 要 危 害 上 行 开采 的 第 一 时 期 同 时 对 第 二 时 期 的 生 产 也 有 相 当 大的 危 害 尤 其 其 中 的“火”和“瓦 斯”2 种 危 险 性 因 素对 第 二 时 期 具 有 较 大 的 危 害；第 二、三 类 危 险 性 因 素主 要 危 害 上 行 开 采 的 第 二 时 期 生 产。3 上 行 开 采 危 险 性 因 素 分 析 方 法 的 选 择 与 步 骤3 1 预 先 危 险 性
8、分 析 方 法 的 选 择危 险 性 分 析 有 定 性 和 定 量 2 种 类 型。定 性 分 析是 找 出 系 统 存 在 哪 些 危 险 因 素 分 析 危 险 在 什 么 情况 下 能 发 生 事 故 及 对 系 统 安 全 影 响 的 大 小 提 出 针对 性 的 安 全 措 施 控 制 危 险。它 不 考 虑 各 种 危 险 因 素发 生 的 数 量。定 量 分 析 是 在 定 性 分 析 的 基 础 上 进一 步 研 究 事 故 或 故 障 与 其 影 响 因 素 之 间 的 数 量 关系 以 数 量 大 小 评 定 系 统 的 安 全 可 靠 性。定 量 危 险性 分 析 也
9、就 是 对 系 统 进 行 安 全 性 评 价。作 者 以 定 性分 析 为 主 选 用 定 性 分 析 方 法 中 的 预 先 危 险 性 分 析方 法 为 本 研 究 的 分 析 方 法。预 先 危 险 性 分 析 方 法 适 用 范 围 广 凡 能 对 系 统造 成 影 响 的 人、物、环 境 中 潜 在 的 危 险 有 害 因 素 都 可用 于 识 别 和 分 析。该 方 法 简 便 容 易 掌 握 和 操 作；既要 找 出 危 险 因 素 出 现 的 条 件 也 要 分 析 危 险 转 变 为事 故 的 原 因 然 后 提 出 安 全 措 施 可 使 措 施 具 有 考 虑全 面、针
10、 对 性 强 等 优 点。因 此 它 是 减 少 和 预 防 事故 实 现 系 统 安 全 的 有 效 手 段。3 2 预 先 危 险 性 分 析 步 骤 3 1）熟 悉 系 统。在 进 行 危 险 性 分 析 前 须 首 先 对系 统 的 生 产 目 的、工 艺 流 程、操 作 条 件、设 备 结 构、环境 状 况 以 及 同 类 装 置 或 设 备 发 生 事 故 的 资 料 进 行广 泛 地 搜 集 并 熟 悉 和 掌 握。2）识 别 危 险。识 别 危 险 就 是 找 出 系 统 存 在 的各 种 潜 在 危 险 因 素。在 危 险 性 识 别 时 对 能 造 成 人员 伤 亡、财 产
11、 损 失 和 系 统 影 响 的 各 方 面 因 素 都 要 找出 来 包 括 环 境、人、生 产 设 备 等 因 素。3）分 析 触 发 事 件。触 发 事 件 亦 即 危 险 因 素 显现 的 条 件 事 件。已 知 哪 里 潜 有 危 险 因 素 尚 未 发 生 事故 时 只 有 在 一 定 条 件 下 显 现 出 来 才 有 可 能 导 致 破坏 后 果。例 如 瓦 斯 具 有 燃 烧 爆 炸 的 潜 在 危 险 性 但如 不 进 行 煤 层 开 采 不 与 空 气 接 触 是 不 会 发 生 火 灾爆 炸 事 故 只 有 与 空 气 接 触 并 形 成 爆 炸 性 混 合 物 才有
12、可 能 引 起 火 灾 爆 炸。瓦 斯 溢 出 并 与 空 气 接 触 形 成可 爆 炸 性 混 合 物 的 原 因 就 是 触 发 事 件。4）找 出 形 成 事 故 的 原 因 事 件。危 险 因 素 出 现以 后 要 发 展 为 事 故 还 需 要 一 定 的 条 件 这 就 是 事 故的 原 因 事 件。5）确 定 事 故 情 况 和 后 果。危 险 因 素 查 出 后 导致 何 种 事 故 造 成 的 破 坏 后 果 如 何 需 进 行 推 测。6）划 分 危 险 因 素 的 危 险 等 级。系 统 或 子 系 统查 出 的 危 险 因 素 可 能 有 很 多 为 使 采 取 安 全
13、 措 施 时有 轻 重 缓 急、先 后 次 序 对 这 些 危 险 因 素 按 造 成 后 果的 严 重 程 度 划 分 成 4 级 划 分 的 原 则 见 表 1。表 1 危 险 等 级 划 分 表危 险 等 级 影 响 程 度 可 能 导 致 的 后 果 级 安 全 的 不 会 造 成 人 员 伤 亡 及 系 统 破 坏 级 临 界 的处 于 事 故 的 边 缘 状 态 暂 时 还 不 会 造 成 人 员 伤 亡、系 统 损 坏 但应 予 以 排 除 或 采 取 控 制 措 施 级 危 险 的 必 然 会 造 成 人 员 伤 亡 和 系 统 损 坏 要 立 即 采 取 防 范 对 策 措
14、施 级 破 坏 性 的造 成 人 员 重 大 伤 亡 和 系 统 严 重 破 坏 的 灾 难 性 事 故 必 须 立 即 果断 排 除 并 进 行 重 点 防 范7）制 定 安 全 措 施。针 对 危 险 因 素 出 现 条 件 及形 成 事 故 的 原 因 制 定 相 应 的 安 全 措 施。4 上 行 开 采 危 险 性 因 素 预 先 危 险 性 分 析为 了 分 析 方 便 将 整 个 上 行 开 采 过 程 视 为 1 个系 统 2 个 生 产 时 期 视 为 2 个 子 系 统（下 煤 层 生 产 为子 系 统 1 上 煤 层 生 产 为 子 系 统 2）分 别 对 2 个 子 系
15、统 进 行 预 先 危 险 性 分 析 见 表 2、表 3。表 2 上 行 开 采 危 险 性 因 素 预 先 危 险 性 分 析 表 2 子 系 统 1危 险 危 害 因 素 触 发 事 件 现 象 形 成 事 故 原 因 事 件 事 故 模 式 事 故 后 果 危 险 等 级 措 施上 覆 岩 层 纵 向 裂隙、上 煤 层 自 燃、瓦 斯 和 火下 煤 层 的 开 采 在上 覆 岩 层 内 产 生了 纵 向 裂 隙 形 成了 空 气 流 动 通 道；煤 层 瓦 斯 大 量释 放上 煤 层 自 燃；瓦 斯监 测 仪 器 报 警；工作 面 导 通 断 裂 带部 位 有 明 火 并 以火 团 方
16、 式 掉 落 至下 煤 层 工 作 面下 部 空 气 在 纵 向 裂 隙的 导 通 作 用 下 与 上 煤层 接 触；上 部 煤 层 达到 自 然 发 火 期；瓦 斯达 到 极 限 浓 度可 能 在 下 煤 层 工作 面 引 起 火 灾 或爆 炸财 产 损 失、人 员 伤亡、停 产、造 成 严重 经 济 损 失下 煤 层 改 用 分 层开 采 以 便 控 制 纵向 裂 隙 发 育 的 高度；加 强 采 场 顶 板的 监 控 和 维 护；加强 瓦 斯 监 测上 覆 岩 层 纵 向 裂隙、含 水 层 的 水由 于 下 煤 层 的 开采 而 在 上 覆 岩 层内 产 生 了 纵 向 裂隙 形 成 了
17、 上 部 顶板 水 的 流 动 通 道下 煤 层 顶 板 大 量涌 水由 于 下 煤 层 开 采 而 在上 覆 岩 层 内 形 成 的 裂隙 贯 穿 上 部 含 水 层 含 水 层 的 水 沿 着 这 种纵 向 裂 隙 向 下 流 动；正 常 的 排 水 系 统 排 水能 力 相 对 不 足可 能 造 成 工 作 面大 量 积 水 甚 至 淹没 工 作 面；巷 道 和工 作 面 顶 底 板 受浸 而 冒 顶财 产 损 失、生 产 受到 影 响、造 成 经 济损 失提 高 排 水 系 统 综合 排 水 能 力；加 强水 情 监 测 并 备 好排 水 设 备；及 时 分析 采 场 应 力 分 布状
18、 况 7 5 2 0 0 7 年 1 0 月 矿 业 安 全 与 环 保 第 3 4 卷 第 5 期表 3 上 行 开 采 危 险 性 因 素 预 先 危 险 性 分 析 表 子 系 统 2危 险 危 害 因 素 触 发 事 件 现 象 形 成 事 故 原 因 事 件 事 故 模 式 事 故 后 果 危 险 等 级 措 施上 煤 层 及 其 围 岩变 形 导 致 的 应 力增 高下 煤 层 的 开 采 使其 上 覆 岩 层 变 形巷 道 围 岩 变 形严 重巷 道 布 置 在 由 于 下 煤层 中 存 在 保 护 煤 柱 而造 成 的 应 力 增 高 区可 能 造 成 巷 道 功能 降 低 或
19、 功 能失 效通 风 和 运 输 受 阻、生 产 受 影 响、造 成经 济 损 失避 开 应 力 增 高 区 将 上 煤 层 巷 道 相对 于 下 煤 层 巷 道作 内 错 布 置上 覆 岩 层 活 动 导致 的 破 碎 带 和 断裂 带下 煤 层 的 开 采 使其 上 覆 岩 层 变 形破 坏上 煤 层 围 岩 破 碎；顶 板 经 常 冒 落下 煤 层 开 采 在 上 煤 层及 其 围 岩 内 造 成 的 横向 和 纵 向 变 形 导 致 的煤 层 及 其 围 岩 局 部破 碎可 能 造 成 巷 道 顶板 冒 落；工 作 面 大量 矸 石 垮 落 埋 压液 压 支 架财 产 损 失、人 员
20、伤亡、造 成 经 济 损 失掌 握 破 碎 带 和 断裂 带 情 况；严 格 顶板 安 全 检 查 制 度、加 强 支 护 质 量 管理 和 改 进 支 护 措施；工 作 面 选 用 有伸 缩 梁 的 液 压 支架；带 压 移 架 或 擦顶 移 架；铺 设 顶 网5 结 语预 先 危 险 性 分 析 可 知 上 行 开 采 采 煤 方 法 存 在着 火 灾、爆 炸、大 量 涌 水、巷 道 围 岩 变 形、冒 顶 等 危 险和 危 害 但 主 要 危 险 为 火 灾、爆 炸 其 危 险 等 级 为 级（破 坏 性 的）。引 发 火 灾 爆 炸 的 主 要 因 素 是 下 煤 层开 采 在 上 覆
21、 岩 层 内 形 成 的 纵 向 裂 隙 形 成 了 空 气 在上 下 煤 层 之 间 流 动 的 通 道 导 通 了 上 部 具 有 自 燃 倾向 的 上 煤 层 上 煤 层 自 燃 产 生 的 明 火 通 过 纵 向 裂 隙以 火 团 的 方 式 掉 落 至 下 煤 层 工 作 面 并 在 下 煤 层 工作 面 形 成 火 灾 和 爆 炸 危 险。参 考 文 献：1 汪 理 全 李 中 颃 煤 层（群）上 行 开 采 技 术 M 北 京：煤 炭工 业 出 版 社 1 9 9 5 2 国 家 安 全 生 产 监 督 管 理 局（国 家 煤 矿 安 全 监 察 局）安 全评 价 M 修 订 版
22、 北 京：煤 炭 工 业 出 版 社 2 0 0 3 3 蔡 凤 英 谈 宗 山 孟 赫 等 化 工 安 全 工 程 M 北 京：科 技出 版 社 2 0 0 1（责 任 编 辑：吕 晋 英）（上 接 第 7 3 页）利 用 主 成 分 分 析 法 可 以 降 低 各 项 目 指 标 类 型 之间 的 信 息 重 叠 建 立 起 随 机 变 量（评 价 指 标 变 量）与煤 矿 安 全 程 度 之 间 的 线 性 关 系 简 化 了 以 往 采 用 层次 分 析 模 糊 数 学 对 于 风 险 层 次 划 分 的 负 担 而 且 利用 主 成 分 分 析 计 算 机 软 件 的 数 据 处 理
23、 功 能 可 以 方便 地 进 行 主 成 分 分 析。煤 矿 安 全 评 价 所 要 做 的 就 是正 确 划 分 矿 井 评 价 项 目 指 标 类 型 获 取 样 本 数 据 大大 减 少 煤 矿 安 全 评 价 数 据 处 理 的 工 作 量 为 安 全 生产 管 理 和 决 策 提 供 有 力 的 技 术 依 据。参 考 文 献：1 于 秀 林 任 雪 松 多 元 统 计 分 析 M 出 版 地 不 详：中 国统 计 出 版 社 1 9 9 9 2 王 学 仁 王 松 桂 实 用 多 元 统 计 分 析 M 上 海：上 海 科 技出 版 社 1 9 9 0 3 潘 雄 峰 刘 凤 朝 王 元 地 基 于 主 成 分 分 析 方 法 的 风 险 投资 项 目 评 估 模 型 J 科 技 进 步 与 对 策 2 0 0 4（3）4 唐 文 彬 韩 之 俊 财 务 综 合 评 价 中 的 主 成 分 分 析 方 法 J 统 计 与 决 策 2 0 0 1（8）5 朱 金 伟 主 成 分 分 析 法 在 经 营 效 益 评 价 中 的 应 用 J 金融 与 经 济 2 0 0 4（7）（责 任 编 辑：吕 晋 英）7 6 2 0 0 7 年 1 0 月 矿 业 安 全 与 环 保 第 3 4 卷 第 5 期
