煤礦瓦斯爆炸的風(fēng)險評價(jià)模型

　　瓦斯爆炸的“人一機一環(huán)境”系統

　　事故致因理論認為：人、機（物）和環(huán)境這3個(gè)因素在同一時(shí)間和空間兩兩相遇時(shí)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)境系統圖，圖中兩圓交叉部分為事故易發(fā)生區，而3個(gè)圓相交部分為事故高發(fā)區。

　　瓦斯爆炸的風(fēng)險評價(jià)模型

　　為了研究煤礦瓦斯爆炸事故的危害，尋找系統的薄弱環(huán)節以及系統安全性的技術(shù)途徑，在對瓦斯爆炸的“人一機一環(huán)境‘，系統進(jìn)行分析的基礎上，根據科學(xué)性、系統性、可行性和可比性的原則，建立危險源風(fēng)險評價(jià)模型。同時(shí)根據礦井瓦斯爆炸的特點(diǎn)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(jià)模型方程：H＝KD /6       

　　式中H—危險源系統的風(fēng)險度；H的范圍：0<H≤1；

　　K—系統不安全系數；

　　D—系統的風(fēng)險度。

　　為使H的值標準化即處在0和1之間所以將KD的值再除以6.

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

　　系統不安全系數K的確定

　　根據系統論的觀(guān)點(diǎn)，系統不安全系數應該是人、機、環(huán)境的不安全系數的交集，本應按照概率論的方法去計算，但為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，現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；

　　P2—機的不安全系數；

　　P3—環(huán)境的不安全系數。

　�。�1）系統的不安全系數具有模糊性。瓦斯爆炸破壞性很強，事故現場(chǎng)難以保護，因此歷次事故的真正原因不是很準確；加之長(cháng)期以來(lái)我國對設備故障率未作系統分析，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(shuō)人、機、環(huán)境的不安全系數具有模糊性。所以，我們可對某煤礦的人、機、環(huán)境的不安全系數作自然語(yǔ)言判斷，然后采用特爾斐（Delphi）法將這些自然語(yǔ)言數字化，得到人、機、環(huán)境的不安全系數P1、P2、P3.

　　對一基本事件的的危險程度，我們可用自然語(yǔ)言集A＝{嚴重，中等，一般}中的一個(gè)值表示。根據特爾斐（Delphi）方法，我們將自然語(yǔ)言集A大致映射成相應的數值集C={0.6，0.3，0.1}.

　　對人、機、環(huán)境的不安全系數P， ‘PI ’P3的評估方法。

　　對人的因素進(jìn)行評價(jià)時(shí)，主要對人的素質(zhì)進(jìn)行評估。評估時(shí)主要考慮以下幾個(gè)方面：①領(lǐng)導安全意識及管理者接受安全教育和培訓情況；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安全機構及人員配備情況；⑤職工安全教育和培訓情況；⑥職工自救能力；⑦安全部門(mén)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。導致瓦斯爆炸的機的因素很多，評估時(shí)主要對以下幾個(gè)方面進(jìn)行評估：①通風(fēng)系統安全可靠性；②生產(chǎn)設備安全可靠性；③儀器儀表完好率及安全可靠性；④瓦斯監測系統及其有效性；⑤電氣防爆及防靜電能力；⑥電力系統的安全可靠性；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。導致瓦斯爆炸的環(huán)境因素比較復雜，評估時(shí)主要參照以下幾個(gè)方面：①瓦斯的抽放情況；②作業(yè)場(chǎng)所的溫度濕度；③有害氣體和粉塵的濃度；④作業(yè)場(chǎng)所的風(fēng)速、風(fēng)量；⑤作業(yè)場(chǎng)所的安全出口；⑥地質(zhì)構造情況；⑦消防管路情況；⑧防爆、隔爆設施的情況。

　　通過(guò)上面的評估標準，我們可以給出人、機、環(huán)境的不安全程度的自然語(yǔ)言，從而得出P1 ，P2，P3的值，繼而我們可算出系統不安全系數K的值。

　　系統的風(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(chǎng)所人員密度；

　　C—事故嚴重度。

　�。�1）發(fā)生事故概率L的確定。確定發(fā)生事故的概率時(shí)，為簡(jiǎn)化評價(jià)過(guò)程，可采取半定量方法。首先對導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。根據瓦斯爆炸的條件，氧氣濃度的因素在井下各作業(yè)地點(diǎn)是滿(mǎn)足要求的，評估時(shí)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。

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

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

　　結論

　　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。并可以對瓦斯爆炸發(fā)生的原因作出明確的認定，從而進(jìn)行積極的預防和監控。