煤矿宏观安全评价方法的分析研究及应用.docx
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煤矿宏观安全评价方法的分析研究及应用
课程设计
课程名称
安全系统工程<双语)
题目
煤矿宏观安全评价方法的研究及应用
学院
应急管理学院
专业
公共安全管理
班级
11-03班
学生姓名
于洒诺
学号
311119020324
同组成员
指导教师
王敬泽、王俊明、肖帅、杨闯、周辉
邓奇根、戚灵灵
职称
副教授、讲师
安全科学与工程学院
2018年7月3日
目录
摘要3
Abstract4
1.引言5
1.1问题的提出及研究意义5
1.2课题研究内容5
1.3关键技术及解决方案6
1.3.1煤矿主要危险、有害因素识别和分析技术6
1.3.2安全检查表评价法和作业条件危险性评价 1.3.3事故统计分析与事故防范措施的提出7 2.煤矿宏观安全评价的特点分析7 2.1安全评价概述7 2.1.1安全评价的概念7 2.1.3安全评价的内容8 2.2宏观安全评价与微观安全评价9 2.2.1煤矿宏观安全评价的必要性9 2.3煤矿宏观安全评价分析9 2.3.1煤矿宏观安全评价的意义10 2.3.2煤矿宏观安全评价的作用10 3.煤矿宏观安全评价方法的分析与选择10 3.1常用安全评价方法分析10 3.1.1概率风险评价方法10 3.1.2安全检查表法11 3.1.3作业条件危险性评价法11 3.1.4事故树分析法12 3.2煤矿宏观安全评价方法的选择12 3.2.1评价方法的选择原则12 3.2.2煤矿宏观安全评价方法的研究与选择13 4.煤矿宏观安全评价的方法与程序14 4.1煤矿宏观安全评价的方法与程序14 4.2危险、有害因素辨识和评价单元划分16 4.2.1危险、有害因素的辨识16 4.2.2评价单元的划分16 4.3安全检查表法设计17 4.4作业条件危险性评价法20 5.煤矿宏观安全评价方法的应用22 5.1安全评价的单元划分22 5.1.1矿井简介22 5.1.2评价单元划分22 5.2煤矿生产系统与辅助系统评价22 5.2.1通风系统22 5.2.2防治水系统25 5.2.3采掘系统26 5.3重大危险、有害因素的危险度评价28 5.3.1通风系统重大危险、有害因素的危险度评价28 5.3.2防治水系统重大危险、有害因素的危险度评价29 5.3.3采掘系统重大危险、有害因素的危险度评价30 5.4安全评价结论30 5.4.1安全对策及整改建议30 5.4.2安全现状综合评价结论32 6.结论35 参考文献36 致谢37 摘要 煤矿安全评价是煤矿安全管理的重要环节,作为预测、预防事故的重要手段,对保证煤矿安全生产起着十分重要作用。 本文着重分析了煤矿宏观安全评价的意义及作用以及开展煤矿宏观安全评价的必要性。 接着分析了煤矿宏观安全评价方法的选择原则,以此为指导,选择安全检查表法作为煤矿安全现状综合评价方法,对重大危险、有害因素的危险度采用作业条件危险性评价法,将这两种方法融合提出了本次煤矿宏观安全评价方法体系,我们称之为安全检查-作业条件危险综合评价法。 分析了煤矿宏观安全评价的方法与程序以及危险、有害因素辨识和评价单元划分方法,对融合后的安全检查-作业条件危险综合评价法进行了实际应用设计。 以响水煤矿为例,对安全检查-作业条件危险综合评价法进行了实际应用,结果表明,该评价方法比较适合煤矿宏观安全评价,评价结果真实、可信,对煤矿安全管理有很好的指导作用。 关键词: 煤矿,宏观,安全评价,安全检查表,作业条件危险综合评价法 Abstract Coalminesafetyassessmentisanimportantpartofthecoalminesafetymanagement,asanimportantmeansofforecasting,preventionofaccidents,toensurecoalminesafetyproductionplayaveryimportantrole.Thispaperanalyzesthesignificanceandfunctionofthecoalminemacroscopicalsafetyassessment,andthenecessityofcoalminemacroscopicalsafetyassessment.Thenanalyzedtheprincipleofselectingcoalminemacroscopicalsafetyassessmentmethods,toguide,safetychecklistmethodischosenasthepresentsituationofcoalminesafetycomprehensiveevaluationmethod,themajordangerous,harmfulfactorriskbyoperatingconditionsriskassessmentmethod,fusedthetwomethodsisputforwardinthecoalminemacroscopicalsafetyassessmentmethodsystem,wecallthesecuritycheck-operationconditionsriskcomprehensiveevaluationmethod.Analyzedthecoalminemacroscopicalsafetyassessmentmethodsandprocedures,anddangerousandharmfulfactorsidentificationandevaluationunitdivisionmethod,checkthesafetyofthemerged-dangerousoperationconditioncomprehensiveevaluationmethodisusedforpracticaldesign.Thoughttheexample,thesecuritycheck-dangerousoperationconditioncomprehensiveevaluationmethodisusedforpracticalapplication,theresultsshowthatthemacroscopicevaluationmethodissuitableforcoalminesafetyassessment,evaluationresultstrue,credible,hasverygoodguidancetothecoalminesafetymanagement. Keywords: coalmine,macro,safetyevaluation,safetychecklist,operationconditionsofdangerouscomprehensiveevaluationmethod. 1.引言 1.1问题的提出及研究意义 在我国,除交通行业外,煤炭行业事故最多、伤亡最高,每年事故伤亡人数近万人,占国内工业死亡人数的60%以上,全国煤矿平均生产100万t煤就死亡6人左右,远远高于世界各产煤国家。 煤矿事故多,伤亡大,给职工家属带来极大的痛苦,同时也给国家带来极大的经济损失。 尤其是发生瓦斯煤尘爆炸事故,在造成工程设施和设备的破坏及人员伤亡的同时,间接损失更大,并会引起广泛的社会影响,直接涉及社会安定与政治稳定。 煤矿事故频发一个很重要的因素就是没有使用煤矿安全评价方法对煤矿系统中存在的危险源、有害因素进行辨识与分析,从而难以深入查找事故的潜在诱因,更难准确判断矿井系统发生事故和职业危害的严重程度。 因此,开展煤矿安全评价,预防和控制各类事故的发生,规范煤矿安全管理,势在必行。 对煤矿企业进行安全评价,可以计算出导致事故发生的各种可能途径以及各个因素对顶上事件(事故>发生概率的影响程度,从而做出科学的防范措施,使事故发生的可能性降为最小;可以用最少的投资达到最佳安全效果;可以促进各项安全标准制定和可靠性数据的积累;可以迅速提高安全技术人员业务水平,有助于政府安全监督管理部门对煤矿企业实行宏观控制,实现煤矿企业的安全生产。 近年来,安全评价方法的研究在世界范围内受到广泛重视。 我国研究人员采用诸如安全指数法、概率风险法、指数法、分值法等不同的方法,将概率统计方法、模糊数学、神经网络和灰理论等运用到安全评价中,建立了一系列的煤矿安全评价方法。 因此,研究煤矿安全评价方法对推进我国煤矿安全评价的发展有着重要的意义。 本文拟结合焦作六盘水响水煤矿的实际情况进行研究,具有现实意义。 1.2课题研究内容 本课题主要研究内容包括如下三个部分: <1)安全评价方法的分析与选择 该次煤矿安全现状综合评价采用安全检查表法。 对重大危险、有害因素的危险度采用作业条件危险性评价 安全检查表是系统安全工程的一种最基础、最简便、广泛应用的系统危险性评价方法。 作业条件危险性评价 <2)煤矿安全评价的方法与程序 根据煤矿的实际情况,本文采用安全检查表评价法和作业条件危险性评价 其具体的方法程序如下: a)安全检查表评价法: 根据划分好的评价单元,通过抽查对各个子单元进行现场检查评定,得出检查结果,进而采取相应的安全措施。 b)作业条件危险性评价 该方法认为,影响作业条件危险性的因素是L<事故发生的可能性)、E<人员暴露于危险环境的频繁程度)和C<一旦发生事故可能造成的后果)。 用这三个因素分值的乘积D=LEC来评价作业条件的危险性,D值越大,作业条件的危险性越大。 <3)煤矿宏观安全评价方法的应用 对煤矿生产系统的通风、机电、运输、防治水、采煤、掘进、安全管理7个评价单元采用安全检查表法<简称SCL)进行定性评价;对重大危险、有害因素的危险度采用作业条件危险性评价法<简称LEC)进行定量评价。 1.3关键技术及解决方案 1.3.1煤矿主要危险、有害因素识别和分析技术 首先将煤矿划分为采煤、掘进、水文地质、机电、运输、通风、安全管理7个评价单元。 对于通风评价单元,从通风系统、局部通风、瓦斯防治、瓦斯监测、防灭火、粉尘防治、通风设施等方面进行危险有害因素分析;对于机电评价单元,从提升、压风、供电、电气及保护、照明通讯及信号等方面进行危险有害因素分析;对于运输评价单元,从斜巷及平巷、机车运输、井下机械运送人员等方面进行危险有害因素分析;对于防治水评价单元,从技术管理、地面防治水、井下防治水等方面进行分析;对于采煤评价单元,从技术管理、安全出口、顶板管理、工作面爆破、采煤设备等方面进行危险有害因素分析;对于掘进评价单元,从技术管理、一般工程、支架支护、锚喷支护、掘进设备、巷道维修、掘进爆破等方面进行分析;对于安全管理评价单元,从安全制度、图纸、安全管理、安全措施、安全培训等方面进行分析。 通过详细的危险有害因素分析,找出了煤矿中存在的不安全状况,为下一步进行安全评价提供了依据。 1.3.2安全检查表评价法和作业条件危险性评价 ①煤矿生产系统与辅助系统评价 此评价过程是根据划分好的评价单元,采用安全检查表评价法对每个评价单元进行评价。 评价过程采取现场检查、汇总检查结果、提出评价意见的评价步骤进行评价,评价内容深入具体。 ②重大危险、有害因素的危险度评价 对煤矿重大危险、有害因素、危险度,根据安全检查表发现的问题,及其对煤矿生产构成的危害程度,可以用LEC法或经验法,将煤矿重大危险有害因素的危险度分成五个等级: 极度危险不能继续作业;高度危险应立即整改;显著危险需要整改;比较危险需要注意;稍有危险可以接受。 对各个评价单元采用作业条件危险性评价法 1.3.3事故统计分析与事故防范措施的提出 根据全省煤矿事故统计资料分析,结合该矿近年的事故统计资料分析,主要危险有害因素对煤矿安全生产构成危险影响程度从高到低依次为: 顶板、运输、机电、瓦斯、水灾、放炮事故。 按照“安全第一、预防为主”的安全生产方针,提出若干防止事故发生的措施建议。 2.煤矿宏观安全评价的特点分析 2.1安全评价概述 现代工业生产中,为实现系统安全的目标,必须应用安全原理和工程技术方法,预先对系统中的各种危险进行辩识、评价和控制,以有效的预防事故、特别是重大恶性事故的发生,将系统的危险性降到最低程度,避免或减少事故可能造成的生命或财产损失。 为达到这一目标,就需要对计划、设计直到生产运行的全过程不断地进行检查、测定、分析和评价,以便有的放矢地采取事故预防措施,保证系统的安全。 因此,安全评价是充分认识系统的实际安全状况、有效地采取安全对策的基础,是应当引起高度重视并积极进行开发研究的一个重要课题。 2.1.1安全评价的概念 安全评价 2.1.3安全评价的内容 安全评价的内容包括危险性的辩识和危险性的评价两个方面,如图2.1所示。 图2.1安全评价的内容 危险性辨识要求辨识出所有的危险源,包括现状存在的危险源和将来可能存在的危险源,并能预测出危险源的变化;计算风险率,就是对所有的危险源进行发生概率分析,确定去哪些危险源可能转换成事故,哪些不能转化为事故,并对所有危险源进行后果严重程度分级,把发生的概率和后果危害程度结合确定出评价中的危险因素。 危险性评价是安全评价的主要内容,包括危险性的控制和安全指标的设定。 危险性控制是在确定危险因素的基础上,确认切实可行的安全措施,安全措施制定的顺序为: 消除危险,采取安全防护设施隔离危险,减低危险。 这个顺序必须遵守,在科学性和可行性上的基础上具体采取安全措施。 安全指标需要设定,一般是公认的安全标准,没有例外。 安全评价所遵循的原则之一就是要科学公正,只有制定公认的安全标准,才能为安全评价提出衡量危险性大小的杠杆,为安全措施的选择制定目标,即把危险性降低到公认的标准范围内即为可接受的安全,这也是安全评价的初衷。 2.2宏观安全评价与微观安全评价 煤矿宏观安全评价是研究煤炭整个行业或者单个煤矿企业目前总的安全状况,它是从宏观角度进行全面的、全方位的评价,如对某一煤矿企业的各个系统进行全面的安全评价,本文就属于此类。 煤矿微观安全评价是对具体的某个工种或煤矿生产的某个子系统状态,利用各种系统安全分析方法,找出事故发生的各种可能途径以及各个因素对(事故>发生概率的影响程度,发现工序或子系统中的基本事件对整个评价单位的安全状况的影响,如瓦斯局部突出危险性的评价、瓦斯爆炸危险性评价等。 2.2.1煤矿宏观安全评价的必要性 煤矿生产系统是个非常复杂的系统。 矿山生产是由众多相互依存、相互制约的不同种类的生产作业综合组成的整体;每种生产作业又包括许多设备、物质、人员和作业环境等要素。 所以,解决煤矿安全问题是如何保证系统安全的问题。 系统安全是指在系统寿命期间内运用系统安全工程的原理和方法,辨识出系统中的危险源,并采取控制措施,使其危险性最小化,从而使系统在规定的性能、时间和成本范围内达到最佳的安全程度。 安全评价是安全系统工程的重要内容之一,已成为现代安全生产的重要环节,它与日常安全管理和安全监督监察工作不同,安全评价对系统危险产生的损失和伤害的可能性、影响范围、严重程度及应采取的对策措施等方面进行分析、论证和评估。 安全评价已成为预测、预防事故的重要手段。 所以,开展煤矿宏观安全评价,是强化煤矿安全管理,促进安全工作规范化、制度化、科学化行之有效的措施,是煤矿企业改变生产条件,实现安全生产的必由之路,也是煤炭行业在我国加入WTO后亟待解决的重要问题。 2.3煤矿宏观安全评价分析 煤矿宏观安全评价是指以实现煤矿系统安全为目的,应用安全系统工程原理和方法,对煤矿系统中存在的危险、有害因素进行识别与分析,判断煤矿系统发生事故和危害的可能性及其严重程度。 为防范煤矿系统安全事故,提出对策建议、措施和科学依据。 2.3.1煤矿宏观安全评价的意义 煤矿宏观安全评价是加强安全生产监督管理的一个必要组成部分[36]。 煤矿宏观安全评价是以系统工程理论为基础,运用科学、适用的定量或定性的评价方法,对煤矿存在的危险因素和有害因素进行识别、分析和评估,并提出合理可行的安全技术和安全管理对策。 其基本出发点和目的是实现煤矿本质安全化。 作为预测、预防事故的要手段,在贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”方针中有着十分重要的作用。 通过评价可确认所评煤矿是否具备了安全生产的条件,有助于安全生产的宏观控制,有助于安全投资的合理选择,有助于提高煤矿的安全管理水平,有助于提高其经济效益。 2.3.2煤矿宏观安全评价的作用 <1)可以使煤矿有效的减少事故和职业危害; <2)可以对煤矿进行系统的安全管理; <3)使煤矿企业以最小的投资达到最佳安全效率; (4>可以促进各项安全标准制定和可靠性数据积累; (5>可以迅速提高安全技术人员业务水平。 3.煤矿宏观安全评价方法的分析与选择 3.1常用安全评价方法分析 目前国内常用的安全评价方法有数十种,这里主要介绍以下几种评价方法。 3.1.1概率风险评价方法 概率风险评价方法代表了安全评价的一个发展方向,是一种精度较高的定量安全评价方法。 这类方法通过综合分析系统最基本单元元件的性能及其致灾结构关系,推算整个系统发生事故的概率,通过对灾害后果的估计,来综合反映系统的危险程度,并同既定的目标相比较,判定其是否达到预期的安全要求;或者,将危险概率值划分为若干等级,作为系统安全评价及制定安全措施的依据。 该方法要求数据准确、充分,分析完整,判断和假设合理,并能准确的描述系统中的不确定性。 对于煤炭行业,由于系统复杂,其中的不确定因素多,且各种因素状态不明确,对系统完整的分解比较困难,使用这种方法时受到相当程度的限制。 为了克服这一缺陷,模糊概率来取代上述准确概率的模糊概率安全评价方法正处于研究之中。 对于煤矿安全管理,要得到某一事故的模糊概率也很不易,必须投入大量的人力、物力和财力进行系统的研究和分析,在现实条件下,煤炭生产系统不可能完成类似的研究,所以此评价方法不适用于煤矿宏观安全评价。 3.1.2安全检查表法 安全检查表就是系统地对一个生产系统或设备进行科学的分析,从中找出各种不安全因素,依据检查工程,把找出的不安全因素以问题清单的形式列制成表,以便进行检查和避免漏检。 安全检查表列出所有可能导致事故发生的不安全因素和岗位的全部职责;安全检查表的内容必须与所定的检查工程一一对应;其内容主要包括: ①序号;②检查内容;③回答;④检查人和检查时间;⑤备注等。 安全检查表一经建立,即成为检查实施的依据。 由于它的针对性强,所以对有计划,全面考察系统的安全性有明显的作用。 安全检查表的优点在于可以事先编制,集思广益,有利“群防”和周密分析,避免或减少遗漏重要的不安全因素;整改责任明确。 由于表中内容直观简单,容易掌握,易于实行“群众管理”;检查方法具体实用可避免流于形式走过场,有助于提高安全检查效果。 由于煤矿系统十分复杂,采用安全检查表法进行评价是比较适合的。 3.1.3作业条件危险性评价法 作业条件危险性评价法(JobRiskAnalysis,LEC>又称为格雷厄姆-金尼法,是由美国学者K.J.格雷厄姆(KennthJ.Graham>和G.F.金尼(GilbertF.Kinney>提出的,是一种简单易行的半定量风险评价方法,是评价人们在某种具有潜在的危险的环境中作业的危险性的方法,它以被评价的环境与某些作为参考的环境之对比为基础,采取析分的方法指定多种自变量的分数,最后根据总的危险分数来评价危险性。 K.J.格雷厄姆和G.F.金尼认为,在某种环境下进行作业时,总是具有一定程度的潜在危险的,影响危险性的主要因素有三个: (1>事故或危险事件发生的可能性L;(2>作业人员暴露于危险环境中的时间E;(3>事故或危险事件发生可能产生的后果C。 先确定三个因素不同的分值,再以三个分值的乘积D来评价危险性的大小,D值大,说明该系统危险性大,需要增加安全措施,直至达到容许范围。 作业条件危险性评价法具有比较简便、便于工作人员掌握、容易在企业内部进行、操作性强、评价的效果比较明确等诸多特点,因此,合理应用该评价法对煤矿的一些部位进行评价,有利于整改措施的制定与实施,对安全工作会起到很好的指导和促进作用。 所以此方法适用于煤矿宏观安全评价。 3.1.4事故树分析法 事故树分析,简称FTA(FaultTreeAnalysis>是一种描述事故因果关系有方向的“树”是安全系统工程中最重要的分析方法之一。 事故树分析遵守逻辑分析原则,即从结果分析原因,相关事故(节点>之间用逻辑门连接。 这种方法的特点是: 能详细地描述事故原因及其相互之间的逻辑关系;便于发现矿井系统中存在的潜在危险因素和状态;通过分析能寻找出控制事故的要素和不安全状态的关键环节;易于进行数理逻辑运算和定量计算,并实现分析计算机化。 事故树是由众多基本事件构成的,这些基本事件对顶上事件均产生影响,但影响程度是不同的在制定安全防范措施时必须有先后次序,轻重缓急,以便使系统达到经济、有效、安全的目的。 事故树分析是安全系统工程的主要分析方法之一,由于比较精细、具体,所以此方法主要应用于微观安全评价。 3.2煤矿宏观安全评价方法的选择 从上述评价方法中可以看出,每个评价方法都各有自己的使用范围,各有自己的优、缺点。 在进行煤矿宏观安全评价方法选择时,必须综合考虑各种因素,这些因素有: 开展安全评价的动机;所需评价结果的类型;可用于评价的信息类型;所分析的矿井事故特征;已发现与评价对象有关的风险。 同时要注意到安全评价方法不是单一的,确定的分析方法,不是决定安全评价结果的唯一因素;选择安全评价方法时,并不存在最佳方法,评价方法的恰当选择还要依赖于评价人员对评价方法的不断了解和实际经验的积累。 3.2.1评价方法的选择原则 在进行安全评价时,应该在认真分析并熟悉被评价系统的前提下,选择安全评价方法。 选择安全评价方法应遵循充分性、适用性、系统性、针对性和合理性的原则。 (1>充分性原则 充分性是指在选择安全评价方法之前,应该充分分析评价系统,掌握足够多的安全评价方法,并充分了解各种安全评价方法的优缺点、适应条件和范围,同时为安全评价工作准备充分的资料,也就是说,在选择安全评价方法之前,应准备好充分的资料,供选择时参考使用。 本文已对目前煤矿安全评价常用的安全检查表法、指数评价法、概率风险评价法、模糊评价法以及事故树分析法、事件树分析法进行了详细分析,指出了各自的特点和适用范围。 (2>适应性原则 适应性是指选择的安全评价方法应该适应被评价的系统。 被评价的系统可能是由多
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