浅谈事故树在地质钻探高处坠落事故预防中的应用

于　冬

（河北省保定地质工程勘查院，河北保定071051）

浅谈事故树在地质钻探高处坠落事故预防中的应用

于冬*

（河北省保定地质工程勘查院，河北保定071051）

野外地质钻探工程是地质勘查工程的重要组成部分，由于工程机场常常处于地形险峻、气候多变、人烟稀少、交通不便的地区，作业工人由于生理、心理及环境等影响因素造成安全生产事故的几率较高，因此野外地质钻探既是地勘工程的重点也是难点。通过对野外钻探过程中发生率较高的高处坠落事故应用事故树分析法对事故致因因素进行分析，从而有针对性地提出避免钻探工程高处坠落事故的预防措施。

钻探工程；事故树；预防

从事地质钻探工程的基层队伍，由于其生产特性常具有点多、面广、从业环境恶劣、人员及装备投人量大等特点，使得其安全生产管理难度大，从业风险高，因而备受上级单位和社会的特别关注。有资料显示，钻探工程主要的事故类型是高处坠落和物体打击，占伤亡事故发生总数的60%以上，本文对钻探工程中易发生的高处坠落事故进行分析，进而提出安全对策措施，供业内人士参考。

1　事故树分析法简介

事故树分析（Fault Tree Analysis，简称FTA）又称故障树分析，是安全系统工程最重要的分析方法之一。

事故树是从结果到原因描绘事故发生的有向逻辑树。它形似倒立的树，树中的节点具有逻辑判别性质。树“根部”顶点节点表示系统某一事故，树“梢”底部节点表示事故发生的基本原因，树的“树叉”中间节点表示由基本原因促成的事故结果，又是系统事故的中间原因。事故因果关系的不同性质用不同的逻辑门表示。这样画成的一个“树”用来描述某种事故发生的因果关系，称之为事故树。

事故树分析逻辑性强，灵活性高，适应范围广，既能找到引起事故的直接原因，又能揭示事故发生的潜在原因，既可定性分析，又可定量分析。事故树分析用来分析事故，特别是重大恶性事故的因果关系。

事故树分析的步骤如下：①熟悉系统；②确定顶上事件；③绘制事故树；④定性分析及定量分析；⑤制定安全对策。

2　地质钻探工程高处坠落事故树分析

（1）地质钻探工程简介。地质钻探是利用一定的钻探机械设备和工艺取得地表以下岩矿芯，为地质和矿产资源参数做出可靠评价的一项地质工程。钻探设备主要包括钻塔、动力机、钻机、泥浆泵、钻杆、钻头等。钻塔是具有一定高度和跨度的金属桁架，分为天车、塔身主体、二层台、起塔架、副腿、底盘等6个主要部分。

（2）钻探工程高处坠落。根据《高处作业分级》（GB/T3608-2008）的规定，凡坠落高度基准面2m以上（含2m）有可能坠落的高处进行的作业，均称为高处作业。钻探工程中高处坠落主要发生于钻塔安装、拆卸、维护等高处作业时，我国相当一部分地勘单位从建国初期至今仍沿用四角铁（或管型）钻塔，虽然具有稳定性好的优点，但是重量大、悬空作业危险性大，分层攀登，逐件组装，安装拆卸效率低，人身坠落伤亡事故较多。

（3）钻探工程高处坠落事故树。从事故致因理论中的轨迹交叉论观点来看，任何事故发生的直接原因在于人的不安全行为和物的不安全状态在时间及空间上发生“撞车”而造成，该事故树的基本事件不外乎二者。具体基本事件为笔者结合钻探工程钻塔高处作业实际情形总结归纳。

依笔者安全管理工作经验，站在高处作业的人员比在地面工作的人员安全防范心理普遍要高，高处作业的人员在双脚失稳、失重等突发情况之下双手会下意识地做出防护措施，或抓、或扶、或推、或挡身边固着物等动作。

图1　钻塔高处坠落事故树

（4）钻探工程高处坠落事故树定性定量分析：

①由已绘制出的事故树进行最小割集计算：

T=M1M2=（X1+X2+X3）（X6+X7+X8+X9+X10+X11+ X12+X13+X4+X5+X14+X15+X16+X17）（X19+X20+X21+X18+ X22+X23+X24）

将上式充分展开，得到294组最小割集，每组最小割集代表顶上事件T的一个发生路径，294组割集就说明坠落事故发生有294种路径，每个基本事件在这294种发生路径中出现的频率程度即为该基本事件在坠落事故发生中的重要程度。

②基本事件在高处坠落事故中结构重要度计算：结构重要度反映了一个基本事件对顶上事件发生的贡献大小的度量。其意义在于按照基本事件对顶上事件发生的影响程度大小来排队，这对预防措施的采取是十分有用的。

结构重要度近似计算公式为：

式中：I（i）——第i个事件的结构重要度系数；

xi——第i个基本事件；

kj——第j个最小割集；

Nj——第i个基本事件所在的kj的基本事件总数。

经计算，各基本事件的结构重要度排序为：

I［X1］=I［X2］=I［X3］＞I［X18］=I［X19］=I［X20］=I［X21］=I ［X22］=I［X23］=I［X24］＞I［X4］=I［X5］=I［X6］=I［X7］=I［X8］=I ［X9］=I［X10］=I［X11］=I［X12］=I［X13］=I［X14］=I［X15］=I［X16］=I ［X17］

（5）钻探工程高处坠落事故原因分析：上述分析钻探工程高处坠落事故发生可能路径有294种，综合归纳其原因，大致有以下几点：

①人的不安全行为：野外地质施工，由于气候恶劣，工期紧等客观原因，造成抢时间、争分夺秒仓促上阵等情况，工人容易忽视安全，进行诸如穿硬底鞋、拖鞋或赤脚等作业情况；气候变幻无常，上塔前艳阳高照，上塔后阴霾密布、狂风大作，或夜间作业等不良环境造成人员视觉受限；超时、超负荷作业；安全带非正常使用等。

②物的不安全状态：专职安全员失职，未进行施工前巡检，或巡检工作走过场，未发现作业对象存在的安全隐患并及时整改，如存在塔上踏步或平台损坏、安装不合格、高处作业人员抛掷结构件、未设安全网、安全护栏失效等。

③人员培训不足：使用非熟练工，未进行安全生产“三级教育”，未进行作业培训，非持证上岗，人员自我安全防护意识薄弱，冒险悬空作业，远离固着物，伸手未及。

3　事故树的最小径集求解及钻塔高处坠落事故预防

3.1最小径集求解

将图1事故树中的或门转换为与门，与门转换为或门，各基本事件转换为“不发生”，可将事故树转换为事故“不发生”的成功树。对成功树求解最小径集，可以得出预防事故发生的各种可能方案。

成功树求解：

T=M1+M2=X1X2X3+X6X7X8X9X10X11X12X13X4X5X14X15X16X17X19X20X21X18X22X23X24

最小径集数量有3组：

P1=｛X1，X2，X3｝

P2=｛X18，X19，X20，X21，X22，X23，X24｝

P3=｛X4，X5，X6，X7，X8，X9，X10，X11，X12，X13，X14，X15，X16，X17｝

3.2钻塔高处坠落事故预防

最小径集的获得，能够清楚地发现预防顶上事件（坠落事故）的控制途径，上述分析得出3组最小径集，代表预防坠落事故发生可以采取3种组合措施。但是3组最小径集远小于294组最小割集。且径集P2与径集P3中基本事件过多，因此控制事故发生存在较大难度，对此，笔者提出以下几点预防事故的建议：

（1）提升上塔作业人员安全意识。除了对新入行工人进行必要的“三级安全教育”及每年定期安全培训之外，还要坚持做到不定期地进行安全意识提升训练，禁止未经“三级教育”的新工人上塔作业，对登高作业人员进行培训，取得登高作业许可证，持证上岗。从主观上杜绝违章作业造成的高处坠落事故。使工人的安全思想由被动的“要我安全”转变为主动的“我要安全”。

关键作业面安排熟练工人作业，避免冒险悬空作业，避免超出臂长距离的可抓取的固着物作业，尽量避免失手坠落的可能，高处坠落瞬间手的作用不可小觑，关键时刻只要抓对了固着物可以避免坠落发生。

（2）强化安全技术措施。淘汰落后的钻塔、超期服役的钻塔，或改造安全设施有缺陷的钻塔。严格执行《钻探安全规程》要求。钻塔工作台，应安装可靠防护栏杆。防护栏杆高度应大于1.2m，木质踏板厚度应大于50mm或采用防滑钢板。塔梯应坚固、可靠；梯阶间距应小于400mm，坡度小于75°。活动工作台每次准乘一人。乘工作台高空作业时，应先闭锁手动制动装置后方可进行作业。合格设置安全网。

另外，有条件的钻探单位可以购置先进的钻探机具，例如采购进口现代钻机，不需设置钻塔，从根本上杜绝钻塔高处坠落事故的发生。

（3）强化现场安全管理。安装、拆卸钻塔应在安装队长或机长统一指挥下进行，现场还应配置专职安全员，进行班前安全检查，包括作业环境检查和安全防护器具检查，及时发现、处理隐患。作业人员要合理安排，严格按钻探操作规程进行作业，塔上塔下不得同时作业。进入机场应按规定穿戴工作服、工作鞋、安全帽，不得赤脚或穿拖鞋，塔上作业应按规定使用安全带，禁止穿带钉子或者硬底鞋上塔作业。拆钻塔应铺设工作台板，塔板台板长度、厚度应符合安全要求。坚决杜绝在夜间及5级以上大风、雷雨、雾、雪恶劣天气情况下进行施工作业，减少恶劣作业环境对作业人员的干扰，从而确保作业人员的人身安全。另外，对于作业使用的工具、设备还要进行定期的安全检查，减少作业人员受伤后坠落事故的发生。

4　结语

本文结合野外地质勘探工程钻塔高处作业实际情况，应用安全系统工程理论中的事故树分析方法，尽可能地分析出可能导致高处坠落的基本事件，绘制事故树，对其最小割集和最小径集进行求解，确定导致事故发生的关键因素，相应地提出预防对策措施。本文未对事故树进行精确的概率计算，若能获得可靠的基本事件发生概率，可以获得预防事故的较为精确的分析结果，必将会对野外地勘的安全管理工作起到更好的推动作用。

［1］张景林，崔国璋.安全系统工程［M］.煤炭工业出版社，2002.

［2］覃家海.地质勘探安全规程读本［M］.煤炭工业出版社，2005.

［3］李艳霞，等.事故树结构重要度求解方法研究探讨［J］.中国安全生产科学技术，2012，8（5）：107-110.

TU711

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1004-5716（2016）06-0036-03

2015-06-15

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于冬（1980-），男（汉族），河北保定人，工程师，现从事矿山、地质安全评价及管理工作。