改进LEC法在矿山水害事故安全评价中的应用研究

沈中芹 张坤岩 陈光银 吴田勇

摘 要：矿山透水是威胁矿山安全生产的主要事故类型之一。矿山生产中透水事故不仅频次较高，而且其造成的后果比较严重，是影响矿山开采的关键因素。利用常规LEC法对矿山水害事故进行风险分析的基础上，结合矿山开采活动的特点和实际情况，对实际生产中水害事故发生的危险性进行修正，增加了监控补偿措施和管理抵消因子，最后就评价结果对矿山生产中的防治水工作提出了对应的建议和防治措施。

关键词：矿山透水;LEC法;风险分析;防治对策

中图分类号：TB 文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.29.108

0 引言

水害作为矿井五大灾害之一，据统计，近年来已成为仅次于顶板、瓦斯和运输事故之外最为常见的矿山事故。近年来，虽然煤矿防治水取得了积极进展，但其仍然是影响矿山安全生产的关键因素之一。如2014年6月15日15时35分，湖南辰溪县双木湾煤矿发生较大透水事故，突水泥量57350m3，造成9人死亡，直接经济损失2050万元;2016年4月25日8时许，陕西铜川煤矿发生重大透水事故，造成11人死亡，经济损失1838.17万元;2018年7月6日早班，淮北矿业公司朱庄煤矿发生透水事故，造成2人死亡，7人受伤，直接经济损失397.88万元。这些突水事故造成了极坏的社会影响，也使人们意识到矿井水害的防治是矿山安全生产亟待解决的问题。

近几年，我国利用改进的LEC法对不同领域及事故进行了应用，发现效果较好。其中，朱渊岳等针对LEC法分数取值主观性的缺陷进行了改进，提出了用于水利水电工程建设期危险源评价的改进LEC方法。曲莎等利用改进的LEC法结合输气站场的作业特点，对输气站场的危险源进行了安全评价。袁春燕等就矿山建设过程中危险源进行定性和定量的辨识评价，利用LEC法确定矿建工程施工过程中存在的重大危險因素。本文参考前人研究基础，利用改进的LEC法对矿山生产过程中的突水水害事故的危险性进行安全评价并根据危险性等级提出相应的防止矿山水害的建议和措施。

1 作业条件分析法简介及改进

1.1 作业条件分析法简介

煤矿安全评价方法较多，包括安全检查表法（SCA）、工程类比法（PET）、专家评议法、事故树分析法（FTA）、作业条件危险性评价法（LEC）等。作业条件危险性评价法是一种简单易行的半定量风险评价方法，由美国安全专家格雷厄姆和金尼提出，LEC法较其他的评价方法更为系统全面。在对矿山水害事故风险评价中，该方法主要针对矿山系统中各种水害威胁因素进行分析，分析其发生的可能性及其后果严重性，以对系统发生水害事故的危险性进行预测。LEC法的风险值D由三个主要因素指标的乘积来确定，即D=L×E×C。

其中，L指事故发生的可能性。取值与事故或危险事件实际发生的概率有关，取值标准见表1。E指人员暴露于危险环境中的频繁程度，作业人员暴露次数越多，时间越长，则E取值越大，取值标准见表2。C指事故可能造成的后果，C取值范围较大，可从极小的轻伤直到多人死亡的严重结果，取值标准见表3。

确定了各因素分值后，计算出危险性分值，并对危险性取值分级，一般分为5个等级，按表4进行评定。

1.2 作业条件分析法的改进

但LEC法在应用于矿山突水水害危险性评价中有两点缺陷，即未考虑监控补偿措施和管理因素对水害风险的补偿因素。本文在分析矿山水害危险性的基础上，结合实际情况，增加了监控补偿系数（N1）和管理抵消因子（N2），修正后的危险性的表达公式为D=NLEC=N1N2LEC，如表5和表6所示。

2 改进LEC法在矿山水害风险评价中的应用

矿山水是伴随着矿山生产活动而产生的。本文通过大量事故统计分析和查阅相关资料，将导致矿山突水的影响因素分为4类：人的因素、物的因素、环境因素及管理因素。人的因素主要包括非法生产、越界开采、违章开采以及违反探放水原则;物的因素主要包括防排水能力不足、井筒位置不合理、无专用探放水设备、防水设备不符合要求;环境因素主要包括水源威胁、含水层条件、构造条件和岩性组合条件，管理因素包括安全制度规程不健全或实施不到位、没有进行安全教育培训或培训不到位、安全监督检查不到位以及没有根据实际生产情况制定水害应急救援预案，这些均是往年水害事故中的主要影响因素。在辨识出矿山水害事故的威胁因素后，利用改进LEC法对透水危险性进行评估。

现代化矿山生产过程中，大部分的正规矿山开采基本采用了地下水位水量以及地应力等一系列地质信息监测系统，实时监测矿山开采过程中水文地质的动态信息，同时相关管理人员会根据水文地质信息对矿山生产中的透水征兆进行识别并采取相应管理防治措施。如水害预防措施和应急管理措施等，如表5和表6所示。由表5可知，若监控设备较为有效，并采取了完备的预防措施，则事故发生的可能性补偿系数N1取0.2。因此在采取了监控预防措施后，事故发生的概率将变成可能性小，完全意外。

对于E的取值，由于E是指暴露于危险环境中的频繁程度。在矿山开采过程中一般都是倒班制，因此矿井人员都是每天工作时间内暴露，参照表2，E可取值6。

对于C值，C是指事故发生后造成的后果及严重程度。矿山开采活动中，包括掘进过程、割煤采煤、运输和回采过程中几乎所有工作都是在井下完成的，因此矿井人员一旦工作就一定会暴露在井下危险环境中，而突水事故通常会造成大范围的淹井，工人来不及撤退，便会被淹溺。因此，突水事故通常都会造成群死群伤的后果，此外，井下生产设备也会被水或者泥淹没，也给矿井后期恢复生产工作带来极大的困难。这表明在不考虑事故控制措施的情况下，事故的发生是灾难性的，事故所造成的死亡人数通常在10人以上，对照表3，C取值100。

管理抵消因子因不同煤矿的管理情况而定，若采取了行之有效的管理措施和制度，并根据事故发生的后果的严重性制定了相应的额应急管理措施并定期演练，此时管理抵消因子的值便可取0.15，此时，C值取15。