基于預防的煤礦瓦斯爆炸事故管理系統(tǒng)
摘 要 從預防角度建立煤礦瓦斯爆炸事故管理系統(tǒng)。根據(jù)我國煤礦瓦斯爆炸事故的基本特點,提出包含管理因素的瓦斯爆炸事故的事故模型,在此基礎上,對瓦斯爆炸事故管理系統(tǒng)的事故信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)組織進行了分析。
關鍵詞 瓦斯爆炸 瓦斯爆炸事故 事故管理 事故信息
自從建國以來,我國煤礦發(fā)生的瓦斯爆炸事故有統(tǒng)計的已達上萬次,這些事故一方面帶來了人員和財產(chǎn)的重大損失,另一方面,它又是一筆來之不易的“財富”,能從反面警示人們,吸取事故教訓,以預防同類事故的發(fā)生。
根據(jù)系統(tǒng)安全學說,煤礦生產(chǎn)礦井是一個完整的有機系統(tǒng),瓦斯爆炸事故屬于礦井生產(chǎn)系統(tǒng)運行過程中的失去控制的動態(tài)事件之一,瓦斯爆炸事故的發(fā)生原因、事故過程、故事中傷亡人數(shù)和財產(chǎn)損失量都和發(fā)生事故的系統(tǒng)密切相關。一起瓦斯爆炸事故的發(fā)生是多種因素綜合作用的結(jié)果,這些因素不同的作用方式,形成了一起事故的具體特征。對一起具體事故,其發(fā)生有一定的偶然性,但是對于特定的系統(tǒng),大量事故的統(tǒng)計結(jié)果卻呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性。事故規(guī)律性的重要表現(xiàn)是事故的某些因素有一定的再現(xiàn)性,表征事故的參數(shù)符合一定的統(tǒng)計分布,統(tǒng)計分布的參數(shù)可以用于定量分析和預防控制瓦斯爆炸事故。這說明事故管理工作對預防事故的繼續(xù)發(fā)生,是非常重要的。
1 我國煤礦瓦斯爆炸事故的模型
研究表明,當下列條件同時存在:瓦斯?jié)舛忍幱谕咚贡O限范圍內(nèi)(4%~5%,14%~16%);空氣中氧氣濃度不小于12%;具有大于引燃瓦斯的最小點火能的火源時就會發(fā)生瓦斯爆炸。雖然在井下絕大部分瓦斯爆炸可能造成事故,但是瓦斯爆炸與瓦斯爆炸事故是有明顯區(qū)別的兩個概念。其中一個重要因素是,由于煤礦是一個有序生產(chǎn)系統(tǒng),所以瓦斯爆炸形成事故,除了爆炸的三個物理條件外,還與管理因素密切相關,對我國所發(fā)生的瓦斯事故的統(tǒng)計分析表明,絕大部分事故是由于管理失誤造成,特別是死亡數(shù)在10人及以上的重大或特大瓦斯爆炸事故,幾乎都是安全管理失誤造成的。
安全管理方面存在的問題可以概括為兩方面,一是管理決策和方式失誤,二是管理系統(tǒng)存在嚴重缺陷,與瓦斯爆炸事故有關的主要表現(xiàn):(1)不嚴格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》中關于預防瓦斯的規(guī)定,致使發(fā)生瓦斯積聚;(2)未按操作規(guī)程進行電氣等易產(chǎn)生火花設備的操作;(3)通風系統(tǒng)缺陷,不能有效排除生產(chǎn)過程中涌出的瓦斯;(4)在處理諸如排放瓦斯等危險現(xiàn)象的過程中,違章指揮和違章操作;(5)在處理瓦斯爆炸事故過程中,出現(xiàn)違章指揮,致使瓦斯爆炸事故的傷亡人數(shù)增加,事故波及范圍擴大;(6)處理其他事故中,忽視瓦斯因素,誘發(fā)瓦斯爆炸事故。
根據(jù)對大量瓦斯爆炸事故的分析,我們認為,我國煤礦瓦斯爆炸事故的模型可以用下列四面體表達,即在事故分析中,除考慮瓦斯爆炸的物理因素外,還將管理問題作為獨立因素列出。實踐表明,采用這種事故模型,能準確描述事故的發(fā)生過程,確定事故的發(fā)生原因,便于事故的分類。
一般地講,絕大部分瓦斯爆炸事故只有在4種因素同時存在并相互作用時才可能發(fā)生。但是對具體的瓦斯爆炸事故,模型中的四個基本因素有其特定的表現(xiàn)形式和互相作用方式,這構(gòu)成了瓦斯爆炸事故的多樣性。對基本因素的歸類分析,構(gòu)成了瓦斯爆炸事故的管理方式。
2 瓦斯爆炸事故的管理方式
2.1 瓦斯爆炸事故描述方式
事故描述方式是事故管理的基礎,它確定了對事故的原因、過程、性質(zhì)、后果等因素的記錄方式。事故的描述有兩種方式,一是案例描述,其具體方法是將一起事故礦井和事故地點的自然狀況、事故發(fā)生原因、處理過程和事故后果、教訓等,以報告的形式記錄下來,形成案例匯編;另一種是采用數(shù)據(jù)描述,將事故所在生產(chǎn)系統(tǒng)中與事故相關的因素以數(shù)據(jù)方式記錄下來,形成數(shù)據(jù)庫。
案例匯編是我國安全管理部門進行事故管理的主要方式,對預防事故起了重要作用,但是,也逐漸暴露出其局限性。采用案例匯編描述瓦斯爆炸事故,便于人們對某一事故的整體了解,特別對于典型事故的詳細分析。但是無法從案例匯編中進行事故的量化分析,從事故預防角度看,對所有煤礦瓦斯爆炸事故進行案例匯編,既不可能,也沒有必要,而且由于寫作風格的差異,同樣性質(zhì)的瓦斯爆炸事故案例的文字描述往往存在差異,容易產(chǎn)生模糊印象。
根據(jù)系統(tǒng)安全科學,事故描述實際是對系統(tǒng)安全信息的一種記錄方式,借助于計算機技術,根據(jù)事故分析原理,將一起事故中所包含的事件進行細化,對細化的每一起事件作為一個信息單元,以數(shù)據(jù)庫中的一個字段表示,從而達到事故的數(shù)據(jù)描述。由于目前數(shù)據(jù)庫技術已克服了數(shù)據(jù)庫記錄個數(shù)、長度等限制,因此可以根據(jù)需要設計包含成百上千個數(shù)據(jù)字段的庫結(jié)構(gòu),同時,為吸收案例匯編的優(yōu)點,對一些典型案例,可以采用備注文件的方式,將事故報告存入數(shù)據(jù)庫中。本文所敘述的瓦斯爆炸事故管理系統(tǒng)是在Visual Foxpro 5.0系統(tǒng)上開發(fā)出來的。
2.2 瓦斯爆炸事故的數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
事故管理系統(tǒng)可以向用戶提供每一起事故包含的所有信息,系統(tǒng)所提供的事故信息應當準確、客觀、完整,這樣才能保證用戶借助于系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)進行客觀分析,得出準確可靠的結(jié)論。但是事故都是在系統(tǒng)失控狀態(tài)下發(fā)生的,在事故發(fā)生后很難保證事故中每一項信息都能準確記錄下來,事故信息相當一部分來自推算、模擬實驗等途徑,不同途徑的數(shù)據(jù)可信度有明顯區(qū)別,因此在事故管理系統(tǒng)中應當指出事故信息的具體來源。根據(jù)瓦斯爆炸事故的特征,瓦斯爆炸事故來自以下4個途徑:事故前后的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)記錄;對事故現(xiàn)場的模擬分析結(jié)果;借助于其它數(shù)據(jù)和公式的推算;目擊者的回憶。
采用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行瓦斯爆炸事故管理,關鍵是設計一個科學的描述瓦斯爆炸事故的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它既能完整準確地記錄與瓦斯爆炸事故所有有關的數(shù)據(jù),又要使用戶能通過數(shù)據(jù)庫了解所記錄的瓦斯爆炸事故的全部情況,因此必須準確定義數(shù)據(jù)庫每一個字段的類型、長度和名稱。
瓦斯爆炸事故管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與瓦斯爆炸事故模型密切相關。根據(jù)瓦斯爆炸事故的四面體模型,瓦斯爆炸事故信息來源于瓦斯爆炸的三要素和安全管理,四項要素中每一面都包含了多項數(shù)據(jù),而且各要素所包含的數(shù)據(jù)是互相關聯(lián)的,這些數(shù)據(jù)構(gòu)成了事故管理的全部信息。根據(jù)瓦斯爆炸事故發(fā)生發(fā)展的時間順序,在對我國煤礦的瓦斯爆炸事故的大量案例調(diào)查分析的基礎上,我們將瓦斯爆炸事故管理系統(tǒng)中事故表征信息的數(shù)據(jù)劃分為4個部分:
?。?)瓦斯爆炸事故礦井的自然狀況。本部分包括事故的地理位置、礦井產(chǎn)量、瓦斯等級等信息,包含20個字段。
(2)瓦斯爆炸事故區(qū)域的自然狀況。本部分包括該區(qū)域的瓦斯涌出量、煤層賦存狀況、生產(chǎn)狀況、人員配備等,包含40個字段。
(3)瓦斯爆炸事故發(fā)生前的事故區(qū)域相關參數(shù)及處理記錄。本部分包括事故發(fā)生前的瓦斯?jié)舛取⒂砍龇绞?、通風參數(shù)、供電情況、火源、爆炸發(fā)生時間、參加救護的救護隊員人數(shù)等情況,包含42個字段。
?。?)瓦斯爆炸事故后果及事故性質(zhì)。本部分包括事故傷亡人數(shù)、財產(chǎn)損失、事故性質(zhì)認定等,包含26個字段。
整個數(shù)據(jù)庫共128個字段,由四個表構(gòu)成,這是基于目前對瓦斯爆炸機理、 瓦斯爆炸事故發(fā)生原因等方面的最新研究成果所設計的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 隨著瓦斯爆炸事故特征的變化和研究的進展,可以對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整。
考慮到數(shù)據(jù)庫字段長度的限制,該管理系統(tǒng)對每一個字段的含義進行了詳細解釋。同時,在對字段命名時,盡量使用戶從字段名稱中,直觀地理解字段的意義。
3 瓦斯爆炸事故管理系統(tǒng)的使用和特點
使用瓦斯爆炸事故管理系統(tǒng),可以方便進行如下工作:
?。?)查詢、打印各類煤礦瓦斯爆炸事故信息;
(2)可以對系統(tǒng)中的某一字段,建立索引文件,達到對瓦斯爆炸事故分類分析的目的;
(3)對于具體生產(chǎn)礦井,采用該數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),建立自己的瓦斯爆炸事故的管理系統(tǒng);
?。?)對典型瓦斯爆炸事故,可以查閱事故的調(diào)查報告。