矿井火灾的人为失误分析及防范对策研究

2022-03-06史亮亮

当代化工研究 2022年3期

＊史亮亮

（晋能控股集团晋圣公司三沟鑫都煤业山西 048006）

1.前言

煤炭是经济发展和社会进步的主要支撑条件，煤炭占世界一次能源消费约60%以上[1]。在世界已探明的石化能源可采储量中，煤炭约占2/3，而中国是世界上少数几个以一次能源为主要能源的国家之一[2]。煤炭不仅是中国的一次能源，也是重要的工业原料。目前，中国约有75%的工业原料、76%的电能、80%的民用商品和60%的化工原料都依赖煤炭[3]。在预测中国社会经济发展的能源需求时，专家认为，到2050年化石能源仍将是中国的主要能源，其中煤炭至少应占能源消费总成的50%左右[4]。因此，煤炭工业是支撑经济发展和保障人民生活的基础产业。在中国开采的煤层中，约有56%的煤层容易发生自燃。近年来，百万吨级的自然发火率有所下降，但仍然很高。煤矿火灾是煤矿五大灾害之一[5]。特别是近几年来，重大火灾事故时有发生，给煤炭企业带来了不可估量的负面影响。它不仅损害了煤炭行业的社会形象，而且严重影响了煤炭行业的发展。限制了煤炭企业的经济效益。据统计，在煤矿火灾事故中，自燃性火灾占总数的94%以上，其中60%发生在采空区。火灾的发生和发展，不仅影响安全生产和周边环境，而且容易引起煤尘和瓦斯爆炸。随着开采深度的增加，煤炭的自燃和着火周期逐渐缩短，开采时间的增加加深了采区残留煤柱和煤炭的氧化程度，进一步缩短了煤炭的自燃和着火周期。因此，火灾预防和控制仍然是企业领导的一项重要而艰巨的任务[6]。

矿井火灾是指发生在生产矿井或基本建设矿井的井下且造成一定数量的人财物损失及一定额度的经济损失，发生火灾要具备可燃物、引火火源及燃烧所需要的氧气三个主要因素[7]。按引火源的不同，可将火灾分为内因火灾和外因火灾，而内因火灾是矿井火灾的主要形式，约占矿井火灾总数的90%。据统计，截止到2020年底，我国国有重点煤矿每年因火灾而封闭的回采工作面达到几千个之多，而封闭工作面会造成大量的煤炭因火区而被冻结，大量的设备和机械被封存而造成财产流失。而针对火灾事故的发生，人为因素失误所占的比例较高，如何有效杜绝人为失误所造成的火灾事故是亟需解决的一个关键问题。

2.人为失误的分析

(1)火灾事故特征

矿井火灾按火源可分为外因和内因，按其发生地点可分为井口建筑物、井筒中、井底车场、井下硐室、倾斜巷道、平巷石门等火灾，任何生产系统都包括人、机、环境三方面，系统只有在这三方面合理协调的状态下才能正常运行，如果任何一方面出现问题系统就不能正常运行甚至发生事故[8]。随着煤炭机械设备不断升级改造，机械设备的安全性不断提高，煤炭生产环境得到了显著改善和提高。人作为具有主观能动性的个体，在事故发生与否的决定性更加突出。根据我国多年的矿井火灾事故统计分析，很多事故是可以在一定程度上减少危害甚至避免发生的，而这些可以减少危害及避免的矿井火灾事故中绝大多数是由于人为因素引起的，表1说明了人为因素在火灾事故发生中的比率。

表1 火灾事故特征源数据处理表

煤矿火灾事故既包括煤自燃火灾，也包括外界热源引起的情况，如非法使用明火或竖井焊接作业，往往是造成事故的主要成因[9]。外源性防火可以通过四种主要方式进行：第一是正确使用安全设施，矿山必须制定井道上下防火措施，并符合国家各项防火规定的要求，特别是要符合国家矿山安全监察局2021年新下发的《煤矿防灭火细则》规定要求；第二是加强井下及井口室明火管理，不得焊接、气焊、喷灯焊等，如在主地下室、主进风井、井口室进行作业，每次都必须制定安全措施，经矿主要负责人批准，并由矿主要负责人指定；第三是消防物资必须存放在地下，消防物资中存放的材料和工具的种类和数量应按有关规定存放，并定期检查和更换；第四是井下爆炸材料仓库、机电设备室、检查室、材料仓库、井下堆场、使用皮带运输机或液压联轴器的巷道、采掘工作面附近的巷道都要有灭火器[10-12]。

(2)人为失误分类

①个体操作失误

个体操作失误主要有三方面：

A.人为过失。认为过失包括有随机失误、意识过失、意识淡薄或心理方面的障碍及失误等。

B.技术欠缺。操作失误通常时候由技术的欠缺引起的，主要有专业技术部过硬或经验不足引起。

C.环境条件因素引起的失误。矿井作业环境的恶劣会在很大程度上降低作业任务的技能和心理承受能力，从而会因环境因素带来很多认为失误。

②群体决策失误或组织决策失误

A.组织程序失误。组织程序失误主要表现在未设置监督机构或未进行定期的安全检查，在特定时刻安全和生产之间的轻重选择不合理，即“生产第一，安全第二”。

B.组织规则失误。组织规则失误主要是缺乏必要的安全制度及规程等。

C.组织文化失误。很多煤矿生产过程中由于过度的追求生产效益，往往容易忽视其安全生产知识的宣传，从而造成安全文化意识的薄弱。

D.安全管理决策失误。安全管理决策失误主要是指高层领导在制定相关安全方针、政策及其管理模式等过程中的失误。

E.设计研究失误。在安全评价及安全分析等过程中所产生的失误往往会在下一步设计过程中引起更多的失误。

F.信息传递失误。信息反馈失误主要包括信息不全或信息缺失所引起信息传递过程中的失真。

G.人际间交流失误。人际间交流失误往往是由于每个人特有的思维表达方式引起的交流过程中的失误。

(3)火灾事故发生的事故链

由于矿井火灾事故的发生往往是一串联事件按一定顺序在特定状态下发生的：

图1形象简单说明了矿井事故发生的过程，由上述图标我们可以看到矿井火灾是有环境因素引起人为失误，由人为失误所产生的人的不安全状态及不安全行为直接引起矿井火灾事故的发生。图标中的环境主要包括矿井的工作环境（如井下温度、煤的瓦斯含量、突水危险性等）、特定矿井所具有的特点、机器设备良好状态、防护设施以及矿工的休息条件等。通过上述矿井火灾事故发生的事故链，人为失误在整个事故过程中所处的地位及作用，由于矿井火灾事故是有以上四部分互为因果依次发生的结果，所以我们在生产过程中只要阻止前三部分的任一部分，就可以达到阻止矿井火灾事故的发生。然而，目前随着科学技术的发展，机器设备、井下工作面环境等得到了极大的改善，因此我们通过减少人为失误可以进一步减少或避免矿井火灾事故的发生。

图1 火灾事故的因果连锁关系

3.内外因火灾预防

(1)内因火灾的防治措施

预防矿井内因火灾的措施涉及到煤矿生产的各个环节，一是减少发火隐患，预防煤炭自燃，主要包括两个主要方面：

①在开采技术方面，要正确选择矿井的开拓方式、采煤方法和开采程序，合理布置采区，不得任意采掘规定的段间、区间煤柱，以提高开采有自然发火危险煤层的矿井先天防火能力。

②在通风技术方面，要选择合理的通风方式，正确设置控制风流的设施，采取均压防火措施，加强通风防火管理等，以减少漏风，这对防止煤炭自然发火有重要作用。预防性灌浆，注阻化剂、惰性气体等。二是掌握自然发火预兆，及时进行发火预测预报，把自然发火消灭在“萌芽”阶段。三是对采掘生产过程中遗留下的各种发火隐患要及时处理，如加强“三道”维修，加强对废旧巷处理，及时充填煤巷喧，及时处理高温火点等。

(2)外因火灾的防治措施

外因火灾在矿井火灾总数中所占的比率不大，只有20%左右，但由于外因火灾的突发性和意外性，一旦发生，往往容易造成人们的惊慌失措而酿成重大事故。另外，随着采掘机械化程度的迅速提高，外因火灾呈现上升趋势。因此，矿井必须十分重视外因火灾的预防工作。

①一般措施

A.推荐的防火系统。2016年新下发的《煤矿安全规程》规定，生产和矿井建设必须制定矿井上下防火措施。矿井内所有地面建筑物、煤堆、研究岩山、木材堆场等的防火措施和系统必须符合国家防火措施规定。

B.防止火灾和烟雾进入竖井。为防止井口附近可能发生的火灾产生的烟雾进入井筒，《煤矿安全规程》规定：木材场、石堆和灰场与迎风距离不得小于80m。木场与石桩的距离不得小于50m。石堆或灰场不得位于进料竖井主导风向的上风侧，也不得位于表土内有煤层的地面上或漏风采石场上方的坍塌区域内。

C.设置消防水池和地下消防管线系统。煤矿安全条例规定：矿山必须设置地面消防水池和地下消防管道系统。地下消防管道系统每100m设置支管和阀门，但在带式输送机巷道中应每50m设置支管和阀门。地面消防水池的容量必须经常保持不小于200m3水。

D.非易燃建筑材料的使用《煤矿安全规程》规定：新建煤矿的永久性井筒框架和井筒房间，以井筒房间为中心的联合建筑，必须使用非易燃材料和建筑。对现有生产矿井中使用可燃材料建造的井身框架和井首室，必须制定防火系统。

E.设置防火门。为防止地表火势蔓延到地下，《煤矿安全规程》规定：进风井应设置防火铁门，铁门必须严密，易于关闭，开启时不妨碍吊装，运输和人员通行，并应定期维护；如果未配备防火铁门，必须采取安全措施防止烟雾和火灾进入矿井。

F.建立一个防火材料仓库。《煤矿安全规程》规定，必须在竖井上方和下方设置消防材料库，并应遵守以下规定：消防材料库应位于井底附近，敷设有轨道能与井筒直接相连，但不应位于井壁室内。地下消防物资仓库应位于井底场或各生产层的主要运输巷内，并配备消防列车。消防物资库储存的材料、工具的品种、数量应符合有关规定，并定期检查、更换；消防材料和工具不得挪作他用。

②技术措施

预防外因火灾的技术措施主要包括预防明火引火的措施、预防放炮引火的措施、预防电气火灾的措施和防止摩擦火花等几个方面。这几项措施的具体做法与防止引燃瓦斯火源的方法基本相同。除此之外，还应认真保管和使用易燃物，井下和室内不准存放汽油、煤油或变压器油。井下使用的润滑油和棉纱、布头等，必须存放在盖严的铁桶内，用过的棉纱、布头也要放在盖严的铁桶内，并定期送到地面处理。