煤矿瓦斯爆炸事故隐患及风险的表征方法

为治理煤矿瓦斯爆炸事故隐患,管控其风险大小,基于证据对瓦斯爆炸事故隐患进行了系统辨识,利用逻辑图分析了隐患之间的耦合关系和风险演化路径;从事件发生的可能性、事件自身的严重性以及受体的暴露程度3个方面对瓦斯爆炸风险进行表征,并提出三维风险矩阵对事故风险进行分级评价。该方法可以为瓦斯爆炸事故隐患辨识、风险分析、风险评价以及设计事故预防措施提供借鉴。     

瓦斯爆炸事故演化机理的综合论事故模型研究

为预防煤矿瓦斯爆炸事故,研究其演化机理是十分必要的。在总结1950—2013年间发生的126起特别重大瓦斯爆炸事故的基础上,运用混沌理论分析瓦斯爆炸事故演化过程的混沌特性,建立瓦斯爆炸事故综合论事故模型,阐述瓦斯爆炸事故各因素的演化关系。结果表明:瓦斯爆炸事故演化过程具有蝴蝶效应、随机性、分形性等特征;瓦斯爆炸事故的发生,虽然从微观上看是人的不安全行为和物的不安全状态导致的,但从宏观上看是社会因素、组织因素、情境因素交叉耦合作用的结果。     

基于HCNAM-BN的化工过程爆炸事故致因链分析

为了从源头上预防化工过程爆炸事故,依据风险耦合理论,探讨了各风险因子非线性耦合演化为爆炸事故的机理,构建了层次耦合网络分析模型（HCNAM）;从多因素风险耦合角度分析了国内外44起典型化工过程爆炸事故,统计了各风险因子之间的耦合概率并进行了耦合致因重要度分级;采用耦合概率与二态分布相结合的条件概率分布,将层次耦合网络分析模型转化为贝叶斯网络,并对氯乙烯单体槽爆炸性混合气体爆炸事故进行了应用研究。结果表明:91种双因子耦合风险状态中,47种呈现弱耦合致因特性;7种因子双耦合形成风险的概率较大;基于HCNAM-BN模型分析事故,可有效辨识事故最可能致因因素,获取各事故致因链的发生概率并确定事故网络关键节点。     

煤矿瓦斯爆炸事故统计分析及应急管理研究

为研究近几年我国煤矿瓦斯爆炸事故特征，统计分析了2015—2021年发生的63起瓦斯爆炸事故，运用数理统计法、改进人因分析与分类系统(Human Factor Analysis and Classification System, HFACS)模型、卡方检验和让步比分析法对瓦斯爆炸事故的发生规律和致因因素进行了研究。结果表明：山西、陕西、黑龙江3个省瓦斯爆炸事故起数和死亡人数分别占全国的28.57%和37.9%,是重点防控省份；每年的12月发生的瓦斯爆炸事故最多，造成的伤害最大，且在交接班时段及每班接班后的第1～2 h事故频发率最高；管理因素、组织氛围缺失、监督不到位、操作者不良状态、操作失误是影响瓦斯爆炸的5大高频致因因素和导致瓦斯爆炸发生的高频因果链，是瓦斯爆炸事故应急管理的防控重点。     

基于蒙特卡罗法的煤矿工人不安全行为风险评估

为预防顶板、瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、水害4类煤矿事故,首先通过2-4 Model分析100起煤矿事故不安全动作,构建基于蒙特卡罗法的煤矿工人不安全行为风险评估模型;然后研究4类事故的行为风险后果值及每类事故中不安全动作对行为风险的影响程度;最后提出煤矿事故行为风险预防措施。研究结果表明:瓦斯爆炸事故行为风险最大,其次是煤与瓦斯突出事故和水害事故行为风险,顶板事故行为风险最小;未能有效探放水、未按规定施工生产、违规指挥生产这3种不安全动作对煤矿事故行为风险影响较大。     

煤矿瓦斯爆炸事故特征与耦合规律研究

分析瓦斯爆炸事故的瓦斯积聚原因、引爆火源和引爆地点等事故特征及其分类,统计并分析1988—2008年发生的563次瓦斯爆炸事故的基本特征和耦合规律,结果表明:通风混乱等通风系统问题导致瓦斯缓慢积聚的瓦斯爆炸事故占90.6%;电火花和放炮火焰引爆瓦斯占事故的78.6%;发生在采掘工作面的瓦斯爆炸事故占69.4%;通风系统问题导致瓦斯积聚的瓦斯爆炸事故主要发生在采掘工作面和巷道,占81.3%;通风系统问题导致瓦斯积聚的事故其引爆火源主要是电火花,占72.8%;电火花和放炮火焰引爆瓦斯主要发生在采掘工作面和巷道,占73.2%。有效预防和控制煤矿瓦斯爆炸事故需切实加强通风管理、电气管理和严格放炮操作与程序。     

基于扎根理论的瓦斯爆炸风险累积效应研究*

为研究瓦斯爆炸风险在事故发展中的累积过程，揭示瓦斯爆炸事故的风险累积机理，引入累积效应的研究思想。首先界定风险累积概念，分析风险累积过程；然后运用案例研究、专家调查等方法分析瓦斯爆炸风险累积的累积源、途径，并应用扎根理论方法提取风险类型并研究风险累积过程；在此基础上，运用系统动力学软件绘制瓦斯爆炸风险累积路径图，将风险的累积过程可视化。研究表明:瓦斯爆炸风险存在累积过程，主要通过加和累积和放大累积方式累积，累积时间越长，越易引发新风险，其中管理风险累积影响人、物、环的状态，而人、物、环风险累积过程直接影响瓦斯爆炸事故发生进程。研究结果为瓦斯爆炸事故原因分析提供1种新方法，对煤矿企业的事故预防和风险管控具有一定指导和参考意义。     

爆炸冲击波及高温耦合引起瓦斯二次爆炸特性研究

在煤矿安全事故中,破坏程度最严重的事故之一就是瓦斯爆炸,而瓦斯爆炸冲击波及火焰锋面可能会二次点爆其他位置积聚瓦斯,加速火焰锋面及冲击波传播,并能产生更高的超压,造成更大的人员伤亡及财产损失。借助详细反应机理GRI Mech 3.0,基于开源化学动力学软件Cantera,研究冲击波强度、瓦斯体积分数和冲击波及高温耦合条件下对瓦斯爆炸特性的影响。结果显示,冲击波诱导瓦斯爆炸中,点火延迟时间随着瓦斯体积分数的增大而出现增大现象,随冲击波强度的增大而降低;同时分析了二氧化碳、一氧化碳和一氧化氮致害物质的浓度随瓦斯体积分数、冲击波强度和冲击波及高温耦合条件下的变化情况。     

瓦斯爆炸事故的混沌特性及其控制方法初探

我国煤炭地下开采占全部产量的 96 % ,含瓦斯煤层多 ,高瓦斯矿井和突出矿井占矿井总数的4 4 % ,由瓦斯引发的爆炸事故的伤亡人数占全部矿井事故伤亡总数的 6 5 %。针对我国煤矿安全生产的严峻形势 ,笔者在对瓦斯爆炸事故特性进行分析的基础上 ,应用混沌理论对瓦斯爆炸事故的风险以及控制方法进行初步探讨 ,初步建立了瓦斯爆炸事故混沌特性分析模型 ,对预防和控制瓦斯爆炸事故的发生 ,改善矿井安全生产状况具有指导意义。     

特别重大瓦斯爆炸事故致因机制研究

为了深入研究特别重大瓦斯爆炸事故演化机制问题,运用统计分析法归纳出一般瓦斯爆炸事故的核心条件、差异条件和扩大条件,通过分析三者之间的相互作用关系,建立特别重大瓦斯爆炸事故致因机制模型。研究结果表明:特别重大瓦斯爆炸事故通常以一般瓦斯爆炸事故的核心条件为基础,通过差异条件和扩大条件共同作用,最终发展成为特别重大事故。为预防特别重大瓦斯爆炸事故,应该注重调整国家的法律法规完善和煤炭产业政策,煤炭企业应该侧重人-机-环-管风险预控体系建设。     

煤矿瓦斯爆炸发展规律及防治的综述及展望

针对瓦斯爆炸事故在矿井开采中的危害及防治,从爆炸发展规律和爆炸防治两大方面对国内外瓦斯爆炸研究状况进行了综合评述。国内外学者通过理论法、实验法、数值模拟法对瓦斯爆炸进行研究,瓦斯爆炸发展规律方面的研究涉及到瓦斯爆炸的机理、瓦斯组分及浓度对爆炸发展规律的影响、爆炸发生的条件及危害、爆炸过程中的燃烧阶段变化及流体流动状态变化、爆炸特征参量随阶段变化的规律等。瓦斯爆炸防治方面的研究涉及到四种防治方法,分别是抑爆、阻爆、泄爆、隔爆,四种方法的研究内容有交叉重合部分且每种方法都有其优势和不足,不同方法组合的耦合效果优于其单独作用。最后,对瓦斯爆炸相关领域的未来研究进行了展望。     

基于SPA-VFS耦合模型的瓦斯爆炸风险评价

为了全面客观地对煤矿瓦斯爆炸风险进行评价，本文采用三类危险源理论、事故致因理论、层次分析法、集对分析-可变模糊集耦合(Set Pair Analysis theory-Variable Fuzzy Set theory, SPA-VFS)方法，选取“人-机-环-管”4个方面共20个指标，建立了煤矿瓦斯爆炸风险评价模型，并通过实例验证该模型的可行性。实例煤矿评价结果显示，SPA-VFS耦合评价方法和置信度识别准则计算的风险评价等级均为较低风险，且与煤矿实际情况相符，具有评价结果精确、实用性强的优点。     

读者之声

避免事故发生的决定因素2010年第1期热点追踪栏目《致命43分钟》一文所报道的2009年龙煤集团新兴煤矿11·21特大瓦斯爆炸事故,是继2004年郑煤集团大平煤矿10·20特大瓦斯爆炸事故、2005年阜煤集团孙家湾煤矿2·14特大瓦斯爆炸事故之后的同类事故的     

火灾爆炸事故多米诺效应耦合模型研究

为了评估火灾爆炸事故中相邻储罐由于多米诺效应而引发二次事故的风险,提出了基于热辐射、冲击波超压以及碎片冲击等三种物理效应共同作用下的事故多米诺效应耦合分析模型.模型采用概率组合方法计算事故影响区域内目标对象发生二次事故的最可能组合及概率.研究表明,火灾爆炸事故多米诺效应的产生受到多种因素影响,其中平面布局、防火间距是影响二次事故发生的主要因素.在计算设施失效概率的过程中,考虑了热辐射、爆炸冲击波以及碎片冲击三种物理效应的耦合作用效果,采用影响系数法对二次事故的可能单元组合加以研究.最后,以一储罐区蒸气云爆炸事故为例对可能发生的二次事故进行了模拟,得到了相邻储罐二次事故的单元组合及概率.     

煤尘与矿井特大爆炸伤亡事故的关系

为了阐明煤尘爆炸或煤尘参与爆炸的严重危害,在分析了煤尘爆炸与瓦斯爆炸各自特点的基础上,通过对近年来我国瓦斯、煤尘爆炸事故的情况分析,特别是对典型的重大恶性瓦斯煤尘爆炸事故的分析,指出煤尘对煤矿发生重大恶性爆炸事故的影响,并说明了沉积煤尘防治对控制重大瓦斯煤尘爆炸事故的作用。     

矿井瓦斯爆炸与预防

瓦斯事故分为煤与瓦斯突出事故和瓦斯爆炸事故.其中瓦斯爆炸事故一次造成的死亡人数最多,易发生重大、特大事故,因此,如果能有效的预防瓦斯爆炸事故,就能有效地控制的煤矿事故的发生.论述了发生瓦斯爆炸的条件以及预防措施.     

大气扰动下封闭火区瓦斯波动特性分析

为预防火区封闭导致的瓦斯爆炸事故,以大型地下矿井为研究对象,根据矿井内瓦斯涌出量和矿井结构特点,建立气压波动、封闭火区漏风量、封闭火区瓦斯体积分数预测模型;研究火区内侧瓦斯体积分数因大气扰动在压差、火区体积、风阻、瓦斯涌出量和封闭时刻等多因素耦合影响的变化特征。结果表明:封闭火区内外压差因大气波动呈现周期变化,火区体积和瓦斯涌出量决定火区瓦斯体积分数;风阻是火区抗大气波动干扰关键因素,增加火区风阻,可缩短瓦斯体积分数通过爆炸极限时间;降低封闭火区体积,可缩短瓦斯爆炸时间。     

我国隧道瓦斯事故统计及影响因素分析

为了解我国隧道瓦斯事故分布特征、发展趋势及其影响因素,统计1949—2019年我国瓦斯隧道以及相关瓦斯事故现有数据,并运用图表分析法总结隧道瓦斯事故,归纳我国隧道瓦斯事故类型、事故后果、事故发生地域、事故发生时间的分布特征及发展趋势特征,进而采用灰色关联法对发生过不同等级事故的8个典型隧道进行影响因素分析。研究结果表明:我国隧道瓦斯事故分布区域主要集中在西南地区,其他地区相对较少;事故类型以瓦斯爆炸为主,且事故后果最为严重;影响隧道瓦斯事故的主要因素依次为围岩瓦斯含量、地层岩性、地质构造、地下水出露程度、隧道埋深。     

采煤工作面瓦斯爆炸事故树分析

根据矿井采煤面瓦斯爆炸的一些典型事例，概括出导致瓦斯爆炸的基本事件，编制了采煤工作面瓦斯爆炸事故树。应用事故树分析中的最小割集、最小径集和结构重要度，对矿井采煤工作面瓦斯爆炸事故进行了研究。结论表明，严格控制瓦斯浓度，杜绝一切火源，是预防矿井瓦斯爆炸的基本途径。     

危化品储运火灾爆炸事故多因素耦合动力学关系

导致危险化学品储运火灾爆炸事故的因素众多,揭示其相互间的作用关系是切断事故链实施靶向干预的关键环节。首先,采用事故树和频度统计法遴选出致险因素,通过解释结构模型(ISM)建立致险因素间的递阶层次关系,并基于耦合理论对致险因素进行耦合作用的矢量分析,推导出危险化学品储运火灾爆炸事故因果关系图;然后,根据系统动力学(SD)理论,建立危险化学品储运火灾爆炸事故多因素耦合下的动力学模型。结果表明:该模型不仅能反映致险因素间的耦合作用关系,还可以对各变量不安全耦合量的累积过程进行可视化描述,为后续各致险因素对危险化学品储运火灾爆炸事故作用机理的研究奠定基础。