矿井火灾危险源辨识与危险性评价

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。

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：

E M R 2.08.0+=

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={v 1, v 2, v 3, v 4, v 5}={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

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 = {U 1 , U 2

}

= {管理因素,技术因素}

(2)确定各子评价集

U 1 = { u 11 , u 12 , u 13 , u 14 } = {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}

U 2 = { u 21 , u 22 , u 23 , u 24 } = {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

A 1 = { a 11 ，a 12 ，a 13 ，a 14 ，a 15} = {0.25，0.25，0.2，0.2，0.1}

A 2 = { a 21 ，a 22 ，a 22 ，a 22 } = {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R i

(5)确定M 值和E 值 M 1,M 2…M f A 1R 1

=

E 1,E 2…E f A 2R 2

其中：f 为专家位数

则有：f M f i i

M ∑==1 f E f i i

E ∑==1

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.