大型露天金属矿爆破的事故树分析

李跃伟

（云南地矿建设工程有限责任公司，云南 昆明 650299）

事故树分析是矿山安全系统工程的常用分析方法，通过识别各种危险源，既能明确事故发生的直接原因，又能发现潜在原因[1]。利用事故树描述事故的因果关系，具有清晰的逻辑，可以定性分析，也可以定量分析。金属矿在爆破施工时，相关影响因素多，利用事故树分析法可以防范危险因素，提高施工安全性。

1 大型露天金属矿爆破事故的原因

随着采矿技术的进步，我国大型露天金属矿数量不断增加，不仅机械化程度高，而且开采强度大，对采矿作业的安全性提出了更高的要求。在岩石剥离、矿石回采中，通常采用爆破工艺施工，作为生产中的一个关键工序，在多种因素的影响下，爆破引发的安全事故时有发生。结合生产实践，爆破的专业性强、危险性高，对爆破材料、爆破技术、爆破人员的要求高[2]。

2 事故树分析方法的流程

（1）前期准备。首先确定分析系统，重点是处理好外界环境，明确边界条件，确定分析系统的范围，列出影响施工安全的各种因素。其次熟悉系统结构，系统确定后开展调查研究，收集相关资料信息，主要是结构性能、分析流程、事故类型、环境因素等。最后调查事故，收集历史事故数据，预测可能发生的事故，并在本单位与其他单位之间、国内与国外之间进行比较。

（2）编制事故树。第一步，确定树顶事件，也就是事故分析对象。一般按照损失大小、事故频率、后果严重程度，来选择树顶事件。第二步，调查和树顶事件相关的事件，从环境、信息、人员、器材等方面入手，确定事故原因并开展分析。第三步，整合树顶事件、原因事件，按照一定逻辑，利用规定符号将其连接起来，从而形成树形图，对图形简化后成为事故树。

（3）定性、定量分析。第一，定性分析是从事故树的结构出发，求解最小割集、最小径集，然后确定事件的结构重要度。根据分析结果，制定安全保障方案和风险预防措施。第二，定量分析是确定引起事故的基本事件，利用基本事件的发生概率，来计算事故的发生概率，以及基本事件的重要度。根据分析结果，预测系统风险，调整安全生产方向，制定安全防范措施。

（4）结果分析总结。针对事故树的分析结果进行总结，并提出改进建议和意见。

3 大型露天金属矿爆破事故树的建立和应用

（1）建立爆破事故树。结合大型露天金属矿的实际生产情况，建立爆破事故树如下图1。

图1 爆破事故树示意图

第一，T指的是爆破事故。第二，A指的是起爆类型，A1、A2分别代表异常起爆、正常起爆。第三，B指的是爆破事故类型，其中B1代表雷管早爆，B2代表雷管拒爆，B3代表雷管迟爆，B4代表起爆顺序不当，B5代表警戒区内受损，B6代表飞石伤害。第四，X指的是爆破事故原因，其中X1代表人机处于危险范围内，X2代表安全管理不到位，X3代表起爆器故障，X4代表爆破操作失误，X5代表电流过大，X6代表电源故障，X7代表炸药故障，X8代表爆破网络不合理，X9代表起爆力不足，X10代表雷管导线问题，X11代表炸药钝感，X12代表检查缺陷，X13代表地质问题，X14代表未清点人数，X15代表非工作人员进入工作区，X16代表起爆信号不明，X17代表没有警戒线，X18代表警戒范围小，X19代表装药量大，X20代表抵抗线设计不当，X21代表防护不到位，X22代表网孔参数不合理。

（2）求解最小割集。割集指的是可能导致树顶事故发生的基本事件的集合，最小割集就是最低限度的割集。在一个系统中，最小割集越多，说明发生事故的概率越大。求解最小割集，可以采用行列法、结构法、矩阵法、布尔代数法等。以布尔代数法为例，图1的最小割集计算方法是：

式1最终计算结果是20，即最小割集为20个。

（3）求解最小径集。径集指的是基本事件不发生，树顶事故就不会发生，这些基本事件的集合，最小径集就是最低限度的径集。径集反映出系统的安全性，最小径集越多，说明发生事故的概率越小。求解最小径集，就能明确需要控制的基本事件。计算时，和最小割集相反，首先将树顶事故“发生”变为“不发生”，把“与”变为“或”，即可得到和事故树相对的成功树；然后求解成功树的最小割集，也就是事故树的最小径集。图1的最小割集计算方法是：

式2最终计算结果是3，即最小割集为3个。

（4）确定结构重要度。在事故树中，以每个基本事件为基准，分析各个事件的发生对树顶事故发生的关联和影响。基本事件的结构重要性越大，对树顶事故的影响越明显。在最小割集中，每个割集内的基本事件数量有差异，一般出现次数少的基本事件，其结构重要度大于出现次数多的基本事件。

（5）分析结果。第一，从事故树结构来看，导致爆破事故发生的原因有22个，且这些原因相互影响、相互作用。第二，最小割集为20个，最小径集为3个，说明爆破事故可能发生的途径有20个，预防途径有3个，可见爆破事故的发生风险大。

（6）安全防护措施。结合本次分析结果，大型露天金属矿爆破施工中的安全防护措施如下：①严格按照《爆破安全规程》作业，结合矿山地质条件，确保爆破设计的科学性、合理性，确保人员、设备、建筑物等均处于安全状态，设置合适的防护设施。②加强施工人员管理，科学设置警戒线，合理确定警戒范围，严格落实责任负责制，爆破前有明显的信号等。③经常开展安全教育培训，警钟长鸣，让每名工作人员都不断提高安全意识；定期组织技术培训，严格执行持证上岗制，杜绝三违作业。④合理选择爆破器材，开展鉴定保护工作。⑤充分了解施工环境，不在雷雨天气作业，降低作业场所杂散电流，远离电力设施。⑥合理设置爆破参数，保证打孔、装药的科学性。⑦完善现场管理措施，及时发现事故隐患并消除。

4 结语

综上所述，大型露天金属矿爆破施工中，引起爆破事故的原因较多。事故树的分析流程，包括前期准备、编制事故树、定性定量分析、结果分析总结四个方面。结合金属矿爆破作业特点，首先建立爆破事故树，然后求解最小割集和最小径集、确定结构重要度，最后根据分析结果制定科学有效的安全防护措施，以此保证爆破作业的安全性。