基于行为安全理论的煤矿冲击地压事故分析

殷文韬

（1.应急管理部信息研究院，北京100029；2.煤炭信息研究院，北京100029）

随着煤矿开采深度和强度不断增加，部分煤矿逐渐转入深部开采，冲击地压灾害已成为安全高效开采面临的重大难题[1]。冲击地压是指煤矿井巷或工作面周围煤（岩）体由于弹性变形能的瞬时释放而产生的突然、剧烈破坏的动力现象[2]。研究表明[3-5]，事故直接由人的不安全动作和不安全物态所导致，且80%以上的事故由人的不安全动作导致。现阶段对冲击地压事故的研究多归结为物理因素的影响，且侧重于对冲击地压防治装备的开发与应用[6-8]，鲜有学者对冲击地压事故发生中的不安全动作进行研究。为此，对冲击地压事故发生过程中的不安全动作进行研究，得到其事故发生过程中的相关原因和特征，以对冲击地压事故的现场预防、安全培训和管理改善提供参考。

1 冲击地压事故样本及分析方法

冲击地压逐渐成为威胁煤矿安全生产的重大灾害之一，如最近2 年连续发生的山东能源集团龙郓煤业发生的“10·20”重大冲击地压事故，造成21 人死亡；吉林煤业集团公司龙家堡煤矿发生“6·9”较大冲击地压事故以及开滦集团唐山矿业分公司发生“8·2”较大冲击地压事故。故从时效性及样本综合考虑，拟选取国家煤矿监察系统官网上公布的2011年后有事故调查报告的所有冲击地压事故，并从事故调查报告中获取相关信息，经过搜集统计后共得到10 起事故，以事故致因“2-4”模型为理论基础[9]，即利用不安全动作独立切割方法，通过分析事故样本中发生和存在的不安全动作，构建冲击地压事故的不安全动作库。10 起基本信息见表1。

表1 10 起事故信息表Table 1 Information sheet of 10 accidents

2 冲击地压事故基本特征

1）煤层埋藏相对较深，矿井灾害较为严重。这10 起事故中艾友煤矿事故点埋深最浅（660 m），8个矿井采深超过800 m，甚至有4 个矿井事故点采深超过了1 000 m，煤层埋藏较深。

2）矿井地质条件复杂，事故发生点位于断层区域较多。如龙郓煤业冲击地压事故点位于八里庄断层与田桥断层控制的地垒构造中内，落差近200 m；千秋煤矿事故发生区域接近落差达50～500 m 的F16逆断层；10 起事故中有5 起均发生在断层等地质构造区域。

3）国有重点煤矿较为多发。10 起事故中有9 起是发生在国有重点煤矿，1 起发生在中央企业，部分国有重点煤矿采煤时间长、采深大，煤炭开采条件复杂，并且掘进工作面与采煤工作面分别发生5 起。

4）事故级别较高、人员伤亡严重。10 起冲击地压事故中重大事故和较大事故分别4 起，占比较高，且均造成较大人员伤亡和较为负面的社会影响。

3 冲击地压事故不安全动作分析

通过对10 起冲击地压事故发生和发展的过程分析可知，其发生的必要条件有3 个，存在冲击地压煤层；形成了高应力集中区；未能有效消除冲击地压危险且存在扰动。当生产过程中这3 个条件同时满足时，将会导致冲击地压事故发生，人员生命健康受到损害。以上3 个条件中，除冲击地压煤层条件外，可将导致冲击地压事故的发生过程按生产管理活动划分为2 个阶段：第1 阶段是高应力集中区的形成过程和易生条件；第2 阶段消除冲击地压危险性过程。分别对这2 个阶段中人员的不安全动作和存在的不安全物态进行梳理和分析[10]。

3.1 高应力集中区形成不安全动作与易生条件

较高的应力集中是发生冲击地压的1 个基本要素。生产过程中，除物理因素可导致高应力集中区形成外，人在生产活动中也会直接或间接导致形成高应力集中区，使冲击地压事故发生具备条件。

通过10 起冲击地压事故分析得到了6 种人为导致形成高应力集中区的不安全动作和易生条件，其中断层附近未有效防冲、未按设计开采形成孤岛煤柱工作面发生情形最多，分别出现5 次和3 次，并关联了7 起冲击地压事故，占总事故起数的70%，是可能导致部分区域形成高应力集中的不安全动作。而这6 种不安全动作和易发条件也分别对应了6 类高应力集中区，通过案例分析主要有一是断层附近、临近巷道贯通区域、形成孤岛工作面、多煤层开采的应力交叉区以及煤层沉积相变化区。以上这些可能形成的区域应在生产过程中通过合理采区布局、有效落实防冲措施等手段主动予以规避和消除[11]。

3.2 消除冲击地压危险性过程失效的不安全动作

冲击地压煤层在开采时，为了防止冲击地压事故发生，必须编制防冲专项措施、执行冲击地压危险性预测、监测、效果检验等“五位一体”综合性防治措施，同时对工作面的布置和开采顺序，巷道的支护都有严格要求。通过分析10 起事故，有7 起是忽视冲击地压预兆并强行作业导致事故发生，有5 起事故因未执行防冲措施或执行措施不到位导致消除冲击地压危险性失效致使事故发生。冲击地压发生过程的不安全动作分析见表2。

通过分类归纳冲击地压事故的不安全动作库，共得到21 种导致消除冲击地压危险失效并造成人员伤亡的不安全动作，可合并为7 类，即：冒险作业、巷道支护失效、防冲措施失效、矿压观测失效、防冲培训失效、个人防护失效以和错误区划。冒险作业和防冲措施失效不安全动作频数最多，共占不安全动作总频数的58%。其中冒险作业对应发生事故起数为9 起，即90%的事故中都存在冒险作业的情况。

表2 冲击地压发生过程的不安全动作分析统计Table 2 Analysis and statistics of unsafe acts in the process of rock burst

为避免一线作业人员人身安全受到威胁，作业人员应规避部分关键不安全动作：高应力集中情况下生产作业、忽视冲击预兆和预警信息、未按防冲设计要求执行防冲措施、无防冲专项措施或防冲专项措施不符合要求、未执行防冲措施、未穿防冲服、未使用自救器、超前支护长度不足、巷道支护时锚杆未进入煤层顶部岩层、使用未经审批的防冲设计作业，这些不安全动作多达10 种，占总不安全动作种类的48%。而根据对10 起事故的分析结果来看，如果作业过程中工人能够切实规避以上不安全动作，至少半数以上的冲击地压事故都会得到有效预防。

4 结 语

应用24Model 对2011 年后发生的10 起冲击地压事故的不安全动作与物态进行分析，系统研究了导致煤矿冲击地压事故的不安全行为原因。根据冲击地压事故案例研究得到了当前冲击地压事故的4个基本特征，并分别从高应力集中区形成和消除冲击地压危险性失效2 个维度研究了事故过程中的不安全动作和物态特征，得到导致事故发生的关键不安全动作库，最后提出了一线作业人员预防措施即需重点规避的不安全动作。