基于事故树分析的煤与瓦斯突出事故研究

基于事故树分析的煤与瓦斯突出事故研究

控制煤与瓦斯的发生煤矿和砖瓦的突出是矿工相对复杂的能源现象。这也是一种自然灾害，发生的事故相对频繁、影响较大。目前,国内外对煤与瓦斯突出机理提出了各种假说,如国外的瓦斯主导作用假说、地应力主导作用假说、综合作用假说等以及国内的中心扩张假说、二相流体假说等。但是这些假说只是对某些自然条件中的一些现象进行解释,还不能得到统一、完整的突出理论,还无法从根本上得出对煤与瓦斯突出事故的有效的预防措施。因此本文应用事故树分析方法从煤与瓦斯突出三要素进行分析,找出事故发生的可能途径,制定一定的防治措施,从而避免事故的发生。1突出的煤炭和风险树的组成1.1树分析法的运用事故树分析(AccidentTreeAnalysis,简称ATA)法起源于故障树分析法(简称FTA),是一种演绎的安全系统分析方法。它能对各种系统的危险性进行辨识和评价,不仅能分析出事故的直接原因,而且能深入地揭示出事故的潜在原因。用它描述事故的因果关系直观、明了,思路清晰,逻辑性强,既可定性分析,又可定量分析。1.2顶格事件原因分布以煤与瓦斯突出事故为顶上事件,根据煤与瓦斯突出的三要素,将其作为造成顶上事件的直接原因,并对其分别进行分析,找出引起事故发生的直接、间接原因,绘制事故树图,如下图所示。2基本事件发生概率的事故树结构分析事故树的定性分析就是在不考虑各基本事件的发生概率,或者说假定各基本事件发生概率都相等的情况下,仅从事故树结构上分析各基本事件的发生对顶上事件发生所产生的影响程度。目前最常用的方法是利用最小割集或最小径集进行分析的方法。2.1煤与瓦斯突出事故对最小割集的求解割集是导致顶上事件发生的基本事件的集合,也就是说,事故树中一组基本事件能够引起顶上事件的发生,这组基本事件就称为割集。而导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合就是最小割集。根据煤与瓦斯突出事故树图,利用布尔代数法求解最小割集:经过简化得到最小割集的数量较多,每一组最小割集就是煤与瓦斯突出事故发生的一种可能途径,任何一组最小割集的基本事件同时发生,顶上事件就会发生。说明了煤与瓦斯突出事故发生的可能性大,比较危险。2.2原事故树的最孔径集法最小径集是指使顶上事件不发生的最低限度的基本事件的集合。求最小径集就是利用它与最小割集的对偶性,首先做出与事故树对偶的成功树,再利用布尔代数简化求出成功树的最小割集,就是原事故树的最小径集。即得到最小径集为:根据求得的最小径集表明,有5种使事故不发生的可能途径,只要使任何一个最小径集中的全部事件不发生,则煤与瓦斯突出事故就不会发生。其中最小径集中事件最少的是P2,其次是P1,然后依次是P3、P4、P5。一般情况下,事件越少越容易实现,所以在预防事故发生的情况下,应优先考虑途径P2、P1。2.3结构重要度分析方法的运用结构重要度分析是在不考虑各基本事件的发生概率或假定各基本事件的发生概率完全相等的情况下,分析各基本事件的发生对顶上事件所产生的影响程度。结构重要度分析最常用的方法就是利用最小割集(径集)进行分析,采用此法时,应遵循以下原则:(1)当最小割(径)集中基本事件个数相等时,在最小割(径)集中重复出现的次数越多的基本事件,其结构重要度越大。(2)当最小割(径)集中基本事件个数不相等时,基本事件少的割(径)集中的基本事件比基本事件多的割(径)集中的基本事件的重要度大。依据以上2个原则,得出基本事件结构重要度系数的顺序:3.采取设定在地面采空场及地质构造基础的基本事件主要是利用人为控制的方法进行水从最小割集来看,导致事故树发生的途径众多,要想使事故不发生,必须要控制每一个最小割集,然而在实际生产中,这种做法不仅工作量大,经济消耗大而且效果不显著。但从最小径集来分析,整个事故树更为简单,只要一个最小径集不发生则顶上事件就不会发生,因此,只要确保最小径集P2、P1就可以防止事故的发生,这种做法可以使工作量大大降低,而且效果显著。从基本事件的结构重要度来看,地面大气压力和煤层埋藏深度及地应力过高的地质构造的结构重要度较大,然而这些因素是不因人的意志而转移的,若要生产,这些基本事件是无法避免的,只能降低压力来采取措施;其次是通风压力和风量、区域防治、局部防治、防治范围以及措施实施力,这些基本事件都是人为控制的,因此要加强安全人员的素养,树立安全第一的指导思想,以防事故因人为因素的不合理而发生。再次是预防预报、有瓦斯包出现、空隙大、地质构造破坏等因素,其中有瓦斯包出现、空隙大、地质构造破坏等这些因素是客观存在的,只能从合理开采部署着手,尽量避开这些不可控因素;最后是软分层结构以及与地质构造破坏和煤层特征不稳定有关的一系列因素。对于这些非人为、不可控因素,在施工时要尽力避免这些因素的发生,同时要加大通风量,做好局部和区域预防措施,进一步抓好防突测试人员的培训及防突仪器的检修维护工作,充分把握好防治措施的合理性及施工的规范性。4.加强瓦斯检测人员的素质(1)加强通风管理,建立完善的通风系统,宜采用机械通风严禁自然通风。加强瓦斯检查,提高瓦斯检测人员的素质及配备专业的瓦斯检测