应用事故树分析矿井通风系统不稳定问题

李立峰夏　辉

（1.山东工商学院，山东 烟台 264005；2.烟台市环保工程咨询设计院，山东 烟台 264000）

应用事故树分析矿井通风系统不稳定问题

李立峰1夏辉2

（1.山东工商学院，山东 烟台 264005；2.烟台市环保工程咨询设计院，山东 烟台 264000）

矿井通风系统稳定受众多因素影响，为保障矿井安全生产，把矿井通风系统工作不稳定作为顶上事件，采用事故树分析法对“矿井通风系统不稳定”问题进行专项分析，全面查清引起系统不稳定的原因，并找出其中关键因素，便于采取相应措施加强防范和控制。

事故树；矿井；通风系统；稳定性

矿井通风系统主要是为了解决矿井内空气的流通问题，使在井下作业的矿工能够正常工作并使有害气体能够及时地疏散到矿外大气中。通风系统的稳定性是对矿井安全生产的有力保障。

1.矿井通风系统的不稳定性

矿井通风系统属于开放系统，当受到内外条件影响时，通风系统的运行状态会随之不稳定。如发生外部电网波动时，矿井的主风机工况点会随之变化，导致通风系统各项参数发生变化；运输系统、提升系统中的活塞风等对矿井通风系统的稳定性产生影响；通风构筑物工作不可靠导致通风系统不稳定；巷道变形导致风阻变化对矿井通风系统的稳定性差生影响等。

2.“矿井通风系统不稳定”事故树的建造

采用事故树分析法对矿井通风系统不稳定的问题进行层层分解，分析影响矿井通风系统稳定性的各种因素及其发生规律和特点，具体事故树如图1～图3所示。

2.1事故树编制说明

（1）事故树代码

本事故树按照一般编制规则，将事故树顶上事件以T表示，同时表示以该事件为顶上事件的事故树和顶上事件本身。以xx作为系统编号，例如T01表示的是“矿井通风系统不稳定”事故树的顶上事件，属于第一个系统（因为本文只分析此事故树，即是唯一的系统，所以下午分析直接以T来表示）。

中间事件按字母顺序A、B、C等表示第一、二、三层中间事件，以此类推。同时以yy作为中间事件的编号，此编号即表示该中间事件在上层事故树中所处的对应位置，又表示以此中间事件为顶上事件的子事故树的编号。如B03表示事故树第二层中间事件中处于第3个位置的事件，即“通风巷道风阻变化”事件本身，T01-B03又可表示由T01“矿井通风系统不稳定”事故树第二层中间事件B03“通风巷道风阻变化”事件转出的子事故树。当事故树处于某一系统的最上层时，无需此类编号。

基本事件以xkk作为编号。其中x代表基本事件，kk表示基本事件在事故树底层中对应位置，即基本事件的序号，如x14表示底层事故树第14个基本事件“排水不合理”。

2.2事故树的建造

本事故树重点分析正常生产作业过程中矿井内外部各个因素对矿井通风系统稳定性的影响，将自然风压发生变化的原因作为省略事件处理，不进行具体分析。火灾、突水等井下灾变事故的发生对通风系统稳定性的破坏作用是巨大的，甚至可能直接摧毁矿井通风风路。在此也不进行深入分析，作为省略事件进行处理。

3.事故树的应用和分析

（1）通过分析事故树中基本事件的性质和共同特征，对其进行分类处理，可以发现：尽管影响矿井通风系统稳定工作的因素很多，但大体可以分为9个大类：导致活塞风出现的运输提升设备状态的变化、主溜井放矿、通风巷道风阻变化、通风构筑物的工作状态、爆破作业、导致动力不稳定的风机工作状态变化、自然风压的变化情况、矿井灾变事故和其他原因，见表1。可以看出，矿井通风系统稳定性问题牵涉到矿山地下开采的各个环节。

（2）从逻辑门构成比来看，事故树全部由或门连接，直观判断割集很多，即每个底层事件都能作为导致矿井通风系统出现不稳定的现象的一条途径，事故发生的可能性比较大，危险性较大。径集只有1个，即保证系统可靠性和提高稳定性的预防措施只有一个，需要把与矿井通风系统稳定性相关的方方面面工作做细致，没有捷径可走。总体来说，矿井通风系统不稳定属于高风险事件，而且预防难度比较大。

（3）求各基本事件的结构重要度系数，可以发现，该事故树中基本事件的结构重要度是相同的。但从矿井通风实践中可以得出，各个影响因素对矿井通风系统稳定性的影响程度由于作用区域大小不同，也有大小、主次之分。矿井通风系统不稳定现象的过程是复杂的，为了更好地预防“矿井通风不稳定”事件发生，应该采用技术使风机工况与风网阻力更匹配，保证矿井通风动力和网络结构的合理性、协调性，防止动力不稳定现象的出现，采用合理的矿井通风方式，减少巷道风阻变化，减少放矿作业、运输作业引起的井巷中风流的流向及风量变化，减少扰动。

表1　矿井通风系统稳定性影响因素分类表

结语

本文从系统的观点出发，对“矿井通风系统不稳定”事件，采用事故树法进行了专项分析，对导致矿井通风不稳定的基本风险因素进行了分析归纳，有助于对其进行防范和控制，从而提高矿井通风系统的安全性和应变能力，有效保障矿山安全生产。

[1]张国枢.通风安全性[M].徐州：中国矿业大学出版社，2000.

[2]贾进章，刘剑.角联分支的存在对通风系统可靠性影响分析[J].矿业安全与环保，2005，32（6）：39-40.

[3]郑建忠.矿井通风系统的合理性规划与降低风阻措施[J].中国新技术新产品，2013（11）：186-186.

[4]魏引尚，常心坦.复杂通风系统的稳定性分析[J].西安科技学院学报，2003，23（2）：119-122.

[5]刘业娇，刘红，田志超，等.应用事故树分析矿井通风系统不可靠问题[J].矿业安全与环保，2015，42（2）：116-120.

X913

A

2013年度山东工商学院青年基金项目（项目编号：2013QN002）。