基于层次分析法的石灰岩矿山火灾风险分析

胡小威 朱杰

(1.四川师范大学消防工程研究所 成都 610101； 2.四川省公共火灾防治技术重点实验室 成都 610101)

0 引言

在矿场的生产工作中，火灾作为其中主要的灾害方式，影响着矿场的正常生产和工作人员的生命健康。在此前武丕俭[1]、孙建岭等[2]和安敬鱼等[3]的文章中对煤矿火灾进行了详细分析并给出了防范措施，而对石灰岩矿山火灾的研究分析较少。在石灰岩矿山中，由于石灰岩属于不易自燃矿体，发生火灾时可燃物多为采掘机械和电气设备，对矿山生产活动和工作人员造成的伤害更为直接，所以应该同样给予重视。

在使用安全检查表法进行定性分析后，再使用层次分析法进行定量分析，定性与定量结合，找出影响石灰岩矿山火灾的最重要的因素，并提出相关建议措施以降低火灾发生的概率。

1 火灾分析

1.1 矿山火灾来源

石灰岩矿山火灾与煤矿火灾发生的原因虽然不同，但后果和灾害的危害程度同样严重。由于矿体不燃，火灾的燃烧对象是矿场机械和电器设备，对人员的伤害更加直接。2016年8月16日，甘肃省张掖市西沟石灰石矿安排9人在斜坡道底部破碎硐室进行维修作业时，因斜坡道上施工单位采用气焊处理冒顶作业，导致中天竹跳板、草垫和原木混合材料着火，造成9人重度窒息死亡，之后企业盲目施救，又造成3名救援人员死亡、16人受伤。根据事故构成的“4M”要素，即：人、物、环境、管理。而石灰岩属于不燃矿体，不存在环境因素，所以矿山的石灰岩矿山火灾主要来自人、物和管理三大方面，再进行具体细分则是：建筑消防设计、消防设施布置和职工消防管理。

1.2 安全检查表法

安全检查表法[4]作为一种适用于安全生产的一种常用安全评价方法，广泛适用于工程、系统的各个阶段，是系统安全工程的一种最基础、最简便的系统危险性评价方法。安全检查表采用问答的形式进行评价，在评价过程中同时起到安全教育作用，所以选择安全检查表法对上述三个方面进行定性评价和排查。在查阅总结资料[5-6]和前人的经验后编制出表1。

通过排查评价，发现石灰岩矿山火灾的来源共有四种： 微小火源：矿场中在进行电焊、气焊时飞溅的火花和金属熔融体等；违章放炮：套打老炮眼等其他不遵守放炮程序的操作；电气因素：矿场中的各种机械与电器出现短路、漏电、受潮、电线受损等情况；职工管理因素：不及时处理易燃物品及易燃品在运输、搬运过程中的意外事件等。

表1 石灰岩矿山消防安全检查表

1.3 层次分析法

在进行定性评价过后，再对其进行定量计算评价。层次分析法做为系统性的分析方法，简单实用且所需定量数据信息较少，所以选择层次分析法作为定量计算评价的方法。首先构建分层阶梯结构模型，见图1。

图1 石灰岩火灾分析分层递阶结构模型

然后对各个评价指标进行赋权，得到判断矩阵并进行计算后得到权重，采用MATLAB软件计算各判断矩阵最大特征值，最后进行一致性检验，CR值低于0.1时表明该矩阵赋权合理，具体赋值见表2。

表2 权值表[4]

表3 准则层关于A的判断矩阵

λMAX=3.003 7，CI=0.037，CR=0.003 6<0.1。

表4 方案层关于B1的判断矩阵

λMAX=4.020 6，CI=0.068，CR=0.013 2<0.1。

表5 方案层关于B2的判断矩阵

λMAX=3.018 3，CI=0.009，CR=0.018<0.1。

表6 方案层关于B3的判断矩阵

λMAX=4.031 0，CI=0.010，CR=0.019<0.1。

表3～表6的CR值均小于0.1，表明赋值可行。

对准则层和方案层分别进行权值大小排序得表7。

表7 准则层和方案层权重大小排序

续表7

通过对权重进行分析发现，准则层中管理因素所占权重0.646，占比最大，消防设计次之，说明石灰岩矿山火灾中人员管理因素影响最大。而在方案层中，消防通道的设计、火灾自动报警系统和自动灭火系统、人员消防安全培训在各自方案层中占权重较高，说明其重要程度较高，需提高重视。

2 石灰岩矿山火灾的防范

针对石灰岩矿山火灾的起因，并结合文献资料和此前的事故经验教训，总结出以下几点预防措施：

(1)应对微小火源：在进行焊接、切割作业时，严格按照作业规范和程序，井下电焊、气焊必须严格遵守“一焊一审批”制度。在确认作业现场与附近无易燃物品后再进行作业[7]。

(2)应对违章放炮：进行爆破作业时严格遵守作业规章制度，严禁违规作业。

(3)应对电气因素：定时检查矿场各种机械、电器的状况，及时维修、养护各类设备，应使其在完好无问题状态运行；严禁设备超负荷运行，在发现设备运行异常现象时，应及时排查出故障，同时做好记录，如未能排查故障则应向上级报告情况，必要时停止生产[8]。

(4) 应对职工管理因素：加强职工的安全教育，定时培训，定时抽查，灌输安全生产的理念，普及安全生产的知识；定期进行安全评价，可以运用安全检查表法等安全评价方法对矿场进行评价，找出需要改进、加强的地方并进行及时的完善。推荐使用安全检查表法进行日常的安全评价。

3 结语

在石灰岩矿山各种灾害中，火灾是主要灾害方式。而在火灾中，火灾的因素来源主要来自建筑消防设计、消防设施布置和职工消防管理三个方面，在对其进行定性和定量的分析后得出职工管理是其中最重要的因素。因此，职工的行为和教育管理是防范的主要内容，在矿场的消防安全管理中要高度重视，并加强对这方面的投入。