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矿井火灾危险源辨识与危险性评价

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矿井火灾危险源辨识与危险性评价
摘要：煤矿火灾事故的社会影响是非常大的,它往往会造成巨大的经济损失及大量的人员伤亡。因此,必须采取有效的措施来预防火灾事故的发生。要预防矿井火灾的发生则应先对火灾事故危险源进行辨识评价,从而得出事故发生的可能性及危险源的危险程度,为进一步提出整改措施提供参考。然后采用了模糊综合评判的方法,对导致事故发生的管理和技术因素作定量化的分析,最后利用等级参数评判法得出系统危险性的大小。
关键词：煤矿火灾；重大危险源；模糊综合评价；火灾危险性

煤矿火灾是指发生在煤矿企业生产范围之内，并造成人员伤亡、资源损失、环境破坏、设备或工程设施毁坏以及严重威胁正常生产的非控制性燃烧。矿井火灾不同于其他火灾事故有其特殊性。一是矿井内可燃物种类、数量多，为火灾发生提供了更多的机会；二是一旦发生火灾极有可能引起瓦斯、顶板事故；三是发生火灾后，灭火救援行动开展起来较困难，易造成重大经济损失。鉴于这种特殊性，分析评价井下生产过程中的易造成火灾的不安全因素显得尤为重要。
1 矿井火灾事故危险源辨识
危险源是可能导致事故的潜在的不安全因素，是危险的根源。从本质上看，导致火灾事故需具备三个基本因素：可燃物、引燃源、助燃物（氧）。但在某些情况下虽具备了火灾事故发生的三要素，还必须在防护体系失效时才能构成发生火灾事故的可能性。一个完整的火灾灾事故危险源基本结构，如图1。

1.1 矿井火灾分类及发生原因
矿井火灾可分为两类：内因火灾和外因火灾。
内因火灾是由煤炭自燃引起的火灾。它经常发生在采空区、停采线、断层、煤柱等丢煤区、掘进冒顶或密闭不严的旧采区。煤自燃必须具备三个条件：煤具有自燃倾向性，热量积聚和足够的氧气。其实质就是煤炭自身与空气中的氧气接触，产生氧化反应所致。
外因火灾是指外部火源，如明火、电缆着火、电气设备产生的电弧火花、瓦斯或煤尘爆炸，以及放炮等引起的火灾。一般地说，在电气化程度较低的中、小型煤矿，大多数外因火灾是由于使用明火或违章爆破等引起的。在机械化、电气化程度较高的矿井，则大多是由于机电设备管理维护不善，操作使用不当，设备运转故障等原因所引起的。而且随着矿井电气化程度的不断提高，机电设备引起的外因火灾的比重也有增长的趋势。在井下吸烟、取暖、违章放炮、电焊及其他原因引起的外因火灾也时有发生。
1.2 危险源辨识的内容及途径
根据能量意外释放论，将系统中存在的、可能发生意外释放的能量或危险物质称为第一类危险源，导致约束、限制能量措施失效或破坏的各种不安全因素称为第二类危险源。
对于矿井火灾，第一类危险源的辨识内容主要有：①煤的自然发火等级②采空区、断层、煤柱等丢煤区、掘进冒顶或封闭不严的旧采区等易发生自燃的场所③甲烷、一氧化碳等可燃性气体④助燃物O2
从系统安全的观点来看，第二类危险源包括人、物、环境三个方面的问题，即人的不安全行为、物的不安全状态及不良的物理环境和企业、社会的软环境。对于矿井火灾，该类重大危险源辨识内容主要有以下几个方面：①瓦斯、氧气、一氧化碳等检测设备、电气设备及供电线路的固有缺陷及可靠性②通风系统设计的合理性③工人接触危险的频率④正常操作进程中的危险、操作失误的危险⑤生产工具存在的缺陷⑥故障处理措施⑦事故处理应急方法⑧过去事故状况⑨企业管理制度、社会环境
另外，危险源的辨识必须每隔一段时间进行一次，以掌握危险源的动态变化，并绘制相应的表格，将获得的资料归类、整理和存档，及时将辨识结果反馈给直接管理者，以便采取措施尽早排除隐患。
危险源辨识途径：一是根据系统内已发生过的事故，通过查找其触发因素，然后通过触发因素找出基于现实的危险源；二是预测系统内尚未发生的事故，追究可能引起的原因，通过这些原因找出触发因素，再通过触发因素辨识出潜在的危险源。
2矿井火灾危险性评价
2.1 火灾事故发生的危险性因素分析
根据轨迹交叉理论，当人的不安全行为和物的不安全状态在各自发展过程中，在一定时间、空间发生了接触，使能量逆流与人体时伤害事故就发生。而导致物的不安全状态和人的不安全行为的因素可分为技术因素和管理因素两个方面。
安全缺陷
不安全行为
肇事人
不安全状态
起因物
致害物
受害人
管理因素
技术因素
事故
图1 轨迹交叉论事故模型
2.2 模型的建立
根据数字统计表明，80%以上的事故都是由管理方面的缺陷而引起的，故建立矿井火灾危险性预测模型：

式中：M为管理因素决定的危险性分数；E为技术因素决定的危险性分数。
2.3 确定选择评语集及评分标准
选择评语集为：
V={v1, v2, v3, v4, v5}={安全,较安全,一般,较危险,危险}
评分标准如表1:
表1　评分标准
总评得分
≥90
≥80
≥70
≥60
其他
安全级别
安全
较安全
一般
较危险
危险
2.4 确定管理、技术因素决定的危险性分数值M和E
⑴确定总评价集
U = {U1 , U2 }
= {管理因素,技术因素}
(2)确定各子评价集
U1 = { u11 , u12 , u13 , u14 } = {安全教育与培训，安全规章制度，劳动组织，职工的知识技术，领导的知识能力}
U2 = { u21 , u22 , u23 , u24 } = {通风系统的合理性，开拓开采系统，采煤方法，电器设备防爆防静电性能 }
(3)确定各子集中的因素的重要程度系数
A1 = { a11 ，a12 ，a13 ，a14 ，a15} = {0.25，0.25，0.2，0.2，0.1}
A2 = { a21 ，a22 ，a22 ，a22 } = {0.3，0.25，0.25，0.2 }
(4)根据评语集V,利用专家打分法得出各个子集的评价矩阵Ri
(5)确定M值和E值
M1,M2…Mf A1R1
=
E1,E2…Ef A2R2

其中：f为专家位数
则有：
最后根据得出的M和E值计算出R值，确定矿井的安全状况。
3结束语
根据评价结果得出矿井目前的安全状况，再利用回溯法找出评分较低项，发现矿井在管理和技术方面的薄弱环节，并及时反馈给主管部门以便尽快采取措施。
参考文献:
〔1〕林柏泉,周　延,刘贞堂.安全系统工程〔M〕.徐州:中国矿业大学出版社, 2005.
〔2〕张国枢.通风安全学〔M〕.徐州:中国矿业大学出版社, 2002.
〔3〕张　跃,邹寿平,宿芬.模糊数学方法及应用〔M〕.北京:煤炭工业出版社, 1992.
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