煤矿危险源分类分级与预警

时间：2015-12-20 23:31:22 所属分类：矿业工程 浏览量:

【摘要】关于危险源概念目前尚无准确的理论界定，为此，笔者试图阐明危险源分为固有型危险源和触发型危险源的新观点，提出并说明了对不同类型危险源应采用的不同的辨识与分级方法。在此基础上，结合企业实际，提出了危险源预警思想和模块设计方法。所有这些

【摘要】关于危险源概念目前尚无准确的理论界定，为此，笔者试图阐明危险源分为固有型危险源和触发型危险源的新观点，提出并说明了对不同类型危险源应采用的不同的辨识与分级方法。在此基础上，结合企业实际，提出了危险源预警思想和模块设计方法。所有这些，对完善安全管理理论，提高煤矿安全管理水平具有理论意义和实用价值。

【关键词】固有型危险源 触发型危险源 辨识与分级 危险源预警

危险源管理是一项复杂的系统安全工程，其中危险源分类、分级是制定和实现管理目标的前提，而危险源预警则是安全管理的关键，笔者结合百善煤矿的实际，进行一些探讨工作。

1危险源分类

近年来，伴随着对事故预防控制的需要，出现了“危险源”、“重大危险源”等概念。但究竟什么是危险源，危险源有哪些种类等问题，到目前为止尚无理论上的确切的界定。因此，有必要从本质特征上将危险源加以区分，为安全管理提供正确的理论指导。

生产系统中的危险源是和安全、危险、事故三种状态紧密相联的。安全是指生产系统没有危险、不受威胁、不出事故。通常认为系统的各项参数（包括设备、环境和人的行为）都符合设计状态为安全状态。在安全状态下，系统发生事故的可能性在可接受水平之下。危险是指生产系统的具有发生事故可能性的一种状态。通常认为，系统参数有不符合设计要求时的状态为危险状态。在危险状态下，系统发生事故的可能性超出了可接受水平。事故是指当系统处于危险状态下，受某些因素激发导致发生过程中断或生命与财产的损失。从理论主讲，安全状态和事故状态是系统相对确定的状态，而危险状态则是在安全状态的存在条件遭到破坏后，系统从安全到发生事故前的一个动态过程，是系统的不确定状态。

生产系统的危险状态，其源于系统中客观存在着导致事故发生的各种能量，当能量的安全存在条件遭到破坏时，系统就处于危险状态，并具有较大的事故发生可能性。笔者把生产系统中客观存在的各种能量的物质称为固有型危险源，它们是系统危险和事故的内因，是造成灾害的物质决定因素。把固有型危险源正常存在的条件遭到破坏的各种硬件和软件保障系统故障称为触发型危险源。固有型危险源涉及到本质安全化问题，其控制更多地依赖于技术、工艺水平。触发型危险源是引发固有型危险源能量失控的外在因素，是危险源监控管理的主要对象。

据上述观点，对煤矿瓦斯爆炸事故危险源作如下分析：存在于煤岩中的瓦斯是固有型危险还源，引起瓦斯爆炸有三个因素：①瓦斯浓度达到爆炸浓度；②足够的氧含量；③存在明火源。三因素是触发型危险源。如触发因素不存在，系统是安全的。如存在因素①或③，系统就由安全状态变成瓦斯爆炸危险状态，但此时并不意味着事故一定发生，但有较大可能性。只有达到爆炸浓度的瓦斯相遇明火而偶然激发时，事故才会发生。因素①是通风故障所致，而井下通风系统属于井下生产的硬件保障系统。因素③火源可能来自系统设备、设施故障所引起的磨擦起火或放电火花，亦可能是井下人员的违章行为所致，而操作规程属软件保障体系。为了避免瓦斯爆炸事故发生，笔者认为，一要采取有效措施将瓦斯浓度始终控制在安全范围内；二应加强对系统设备、设施的检查以及对生产人员的安全教育与管理，杜绝井下明火。总之，通过对瓦斯爆炸的触发型危险源的有效监控和管理来达到使系统安全的目的。

2危险源的辨识与分级

2.1固有型危险源的辨识与分级

固有型危险源是导致事故发生的能量主体。因此，其辨识依据是可能转化为破坏力的各种能携带体。煤矿企业的固有型危险源分布范围广，形式复杂多变，具有隐蔽性和偶然性，对其辨识主要靠有经验的人员及事故统计资料。为确定重大固有型危险源，需要再对辨识的固有型危险源进行分级。笔者在研究中，是通过咨询进行的。据煤矿行业事故统计资料，列出事故类型清单，在辨识的同时按给定判别准则给出分级参数L、E、C的选择项，见表1，然后按三个因素法进行分级。

见表

2.2触发型危险源的辨识与分级

触发型危险源的辨识与分级就要明确引发事故的外因及其在事故发生过程中所起作用的大小，以便寻找控制事故的有效途径，通常用故障树法。分析时，固有型危险源事故类型对应故障树顶上事件，触发型危险源对应故障树的基本事件、正常事件或不展事件。故障树的最小割集是导致顶上事件发生的最小的基本事件集合，最小割集的个数表明导致顶上事件发生的可能途径的多少，最小割集越多，控制事故越难。

触发型危险源的分级是在最小割集基础上进行的，分级依据是最小割集中基本事件（触发型危险源）的危险度，由下式计算：

SI=PIgI/Q

式中，SI-第I触发型危险源危险度；PI-第I触发型危险源发生概率；Q-固有型危险源发生概率；gI-固有型危险源对第I触发型危险源发生概率（PI）的敏感度，其定义式为：

gI=(Q/(PI

对图1所示的故障树，用Fussell算法求得最小割集为：

E1={X3, X4}、 E2={ X2，X4，X5}、E3={ X1 ，X3}、E4={ X1， X5}

设触发型危险源XI发生概率为：P1=0.01，P2=0.02，P3=0.03，P4=0.04，P5=0.05

用最小割集逼近法求顶上事件发生概率为：

Q=0.002。按文献计算gI，由（1）式得：

S1=0.04，S2=0.02，S3=0.75，S4=0.62，S5=0.27。至此就可按S大小将触发型危险源分级，比如可将X3、X4作为第一级，X1作为第二级，X5、X2分别为第三、四级，从而确定重点监控对象。

触发型危险源发生概率的估计，若有事故统计资料，则以统计资料为主要依据，若无统计资料，则暂按等概率处理。

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图1

3危险源预警

据分级结果和企业实际情况，对重大固有型危险源分别确定若干个危险度较高的触发型危险源，作为监控对象或称监控指标。通过对指标实测值与临界值对比（对定性指标是判断观测的现象是否有异常现象）来实现对事故危险源预警。预警子系统数据流程，如图2所示。

3.1外部项（E1-E4）

①安检处E1：提供由信息员每日交送的危险源监控指标实测信息，在研究中，笔者对不同的固有型危险源分别设计了信息卡，以使信息表达尽可能规范统一，便于计算机处理。

②安全总工程师E2：通过查询获得安全信息，能及时、有效地作出安全管理决策。

③安全责任子系统E3和安全统计分析子系统E4：属整个安全管理信息系统的另两个子系统，E3 用于安全责任考核，E4为计算危险度提供数据。

3.2数据存贮（D1-D8）

①固有型危险源基本情况表D1：该数据库包括固有型危险源编号、名称、所在部门、事故类型、L、E、C值等。

②触发型危险源信息表D2：该数据库数据来自信息卡，包括编号、名称、指标监测值、异常现象、监测日期、监测人等，是危险源预警的依据。

③固有型危险源级别表D3：它是固有型危险源分级结果的存贮，包括编号、事故类型、级别、责任者职别。

④故障树档案D4：是一个包含所有故障树“表”的数据库，包括对应的固有型危险源编号及描述故障树结构的各项参数。

⑤最小割集档案D5：是最小割集计算结果的存贮，包括对应的固有型危险源编号、最小割集编号、触发型危险源编号等。

⑥监控指标档案D6：是根据危险度所确定监控指标结果的存贮。

⑦触发型危险源指标档案D7：是根据故障树建立的包含一个固有型危险源下属的所有触发型危险源指标及其临界值的数据库，为危险源预警提供参照标准。

⑧安全状况档案D8：是对预警结果的存贮，供查询。

3.3处理逻辑（P1-P6）

处理逻辑是在系统中执行的，它是对各种数据的转换。每一个处理逻辑就是一个程序，招待相关的数据录入、存贮和计算。

4结语

笔者提出固有型危险源和触发型危险源的分类观点，澄清了诸如“危险源”、“隐患”等概念的内涵，为企业安全管理明确了方向和目标。不同类别危险源应采用不同的分级方法，既符合分级理论又使分级更具可操作性。据此，建立的危险源预警模型，实现了对固有型危险源触发因素的监控和预报。

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