论矿山安全避险“六大系统”在安全生产中的作用＊

杨通禄，高艳芬，贾明涛，李 宁

（1.西部矿业有限公司锡铁山分公司， 青海 海西州 816203；2.中南大学 资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083；3.中南大学数字矿山研究中心， 湖南 长沙 410083）

0 引 言

由于矿山事故发生较为频繁且伤亡程度较大，矿山安全仍然是国家安全生产管理中十分重要的内容。虽然近几年矿山安全事故总体呈下降趋势，但因其事故基数大，矿山安全形势依然十分严峻，尤其是煤矿安全事故，更需要采取科学有效的技术方法，进一步有效改善安全状况，降低事故发生率［1］。

目前，矿山生产过程中虽存在一些解决相关安全问题的基本技术方法，但并不规范也不尽完善。为此，国家于2010年发布了《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）。同年，国家安全监管总局组织制定了《金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定》（安监总管［2010］168号），通知提出加强金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”的建设［2］。通过监测监控系统、人员定位系统、供水施救系统、压风自救系统、紧急避险系统和通信联络系统，系统性地对矿山进行可视化、智能化及全局化管理，可以有效地预防及控制各类安全事故的发生。

1 矿山安全事故现状

近年来，我国的矿山安全生产工作虽然取得了一定的进步，但矿山安全形势依然十分严峻。具体表现主要有：事故频发，人员伤亡情况严重，经济损失大，社会政治影响比较恶劣［3］。根据国家安全生产监督管理总局统计，2011年，在煤炭产量持续增长的情况下，全国煤矿发生事故1201起、死亡1973人，同比减少202起、460人，分别下降14.4%和19.0%，2010年全国非煤矿山共发生生产安全事故1009起、死亡1271人，同比分别减少221起、269人，下降18%和17.5%。尽管如此，我国作为采矿大国，矿山事故导致的死亡率依然位居世界第一。

总体来说，矿山安全事故呈下降趋势，但因事故基数大，矿山安全形势依然十分严峻。在保持矿山安全事故持续下降的形势下，需要采取更加系统有效的方法来提高矿山安全，降低矿山事故发生频率。

2 影响矿山安全的主要事故类型

2.1 影响煤矿安全的主要事故类型

煤矿事故发生的原因多种多样，事故类型也不尽相同。如果通过总结分析找到煤矿频发事故类型及导致伤亡比重较大的事故类型，并对其进行有针对性地预防和控制，那么煤矿的安全生产工作就能上一个新的台阶。

对2009～2011年煤矿事故发生起数、伤亡人数等因素进行分析统计，结果如图1和图2所示［4］。图1和图2中的其它类别事故包括：爆炸事故、火灾事故、坠落事故、冒井事故、运输事故、冲击地压事故、溃泥事故、煤库跑煤、煤矿滑落、埋在煤仓，这些事故类型发生比例均小于等于3%。

图1 2009～2011年各煤矿事故发生频率

图2 2009～2011年煤矿伤亡事故分类

由图1可以看出，在影响煤矿事故的所有灾害形式中，瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出及透水事故是煤矿安全生产中频发的事故类型，占到总数的59%。从图2中可看出，瓦斯事故、煤与瓦斯突出和透水事故也是导致事故伤亡的主要因素，占到了人员伤亡总数的64%。由此可以得出，上述3种事故是影响煤矿安全的主要事故类型，如果能有效地预防和控制上述事故的发生，安全现状就能得到有效的改善。

2.2 影响非煤矿山安全的主要事故类型

我国是非煤矿山生产安全事故高发的国家，其中，矿石百万吨死亡率是美国、南非等矿业发达国家的30倍以上。对于非煤矿山的安全生产，同样可以找出影响非煤矿山安全的主要事故类型，并对其进行预防和控制。2009～2011年非煤矿山事故发生起数、伤亡人数的进行分析统计结果见图3和图4。图3和图4中的其它类型包括：淹井事故、溺水事故、溃坝事故、跑车事故、瓦斯爆炸、盗采矿石、瓦斯燃烧、吐矿事故、钨砂漏底、井下淤泥喷涌，并且，所有的事故类型所占比例均小于等于3%。

从图3和图4中看出，中毒窒息事故、冒顶事故和坍塌事故所占比例远远超过其它事故所占比例，前者占所有事故起数的66%，后者占伤亡总数的52%。由此可以看出，上述3种事故类型是非煤矿山的频发事故。要改善非煤矿山的安全状况，生产过程中应重点预防和控制上述频发事故的发生。

图3 2009～2011年非煤矿山各事故发生起数

图4 2009～2011年非煤矿山伤亡事故分类

3 “六大系统”在安全生产中的作用

矿山安全是一项复杂的系统工程，造成事故频发的原因多样，比如：重生产，轻安全；安全投入不够；“三违”现象严重等。目前，对于每种矿山事故类型都有相应预防和解决的技术方法。但是，目前对矿山事故所采取的手段，只能对其中的一种或几种事故类型有效果，比如，有害气体监测技术仅对瓦斯和中毒窒息事故有一定的效果，对于冒顶片帮、透水事故的影响却微乎其微。一旦发生事故，各种防治技术之间不能相互融合，对灾变处理能力较弱。因此，矿山内引入一套对所有事故类型都有预防和解决方法的体系显得尤为重要。

3.1 “六大系统”的构成

为进一步提高金属非金属地下矿山安全生产保障能力，国家于2010年推出 “六大系统”。该系统由监测监控系统、供水施救系统、压风自救系统、人员定位系统、紧急避险系统和通信联络系统构成。其中，前3项可实现矿山安全事故的预防与监测，后3项是针对灾后处理和降低事故危害程度。通过上述“六大系统”的协调合作，可使矿山安全生产工作形成一个体系，实现矿山企业的可视化、智能化及全局化的管理。

3.2 “六大系统”中各子系统在安全生产中的作用

“六大系统”中的各个子系统，看似独立，实则相互依存，相互影响，共同构成科学有效的矿山安全生产保障体系。

（1）监测监控系统的作用。在井下开采过程中，监测监控系统可实现对瓦斯浓度、冲击地压、中毒窒息、火源等安全隐患的监测监控，通过控制风压、风速等，实现预防事故的目的。比如，当巷道内温度超过规定值或风速不符合标准时，系统会自动切断相关区域的电源并对其闭锁，同时发出报警，从而提高矿山自身预防事故的能力。

（2）人员定位系统的作用。人员定位系统可实现井下人员的集中调度与实时监控。该系统包括井下作业人员管理和大屏幕显示系统两部分。其中，前者可以对井下人员进行实时跟踪和定位监测，使管理员随时掌握员工在井下的位置及活动轨迹；后者可以使调度人员对全矿井下的运行情况进行集中监视，及时做出判断、处理、发布调度指令，进一步提高矿山对安全生产的控制力。

（3）供水施救系统的作用。由于井下环境恶劣，不能保证水源的体积和质量，通过安装供水施救系统，可以为井下工作人员提供充足水源。该系统除建设完善的防尘供水系统外，还在所有采掘工作面和其它人员集中的地点设置供水阀门，以保证在灾变期间为各采掘地点提供应急供水，为被困人员提供足够的生存水源。

（4）压风自救系统的作用。井下发生煤与瓦斯突出等事故，自救器失效或者人员来不及使用自救器；采掘面突然停风，瓦斯等有害气体浓度升高，导致缺氧，人员不能安全撤出；发生冒顶事故，堵塞巷道全断面，冒顶区内无风，出现上述情况时，遇险人员可利用压风自救系统进行避灾自救，为遇险人员提供足够的时间等待救援，提高矿山安全生产中的自救力。

（5）紧急避险系统的作用。矿山安全重在前期预防，缺少事故发生后的应对措施。一旦发生灾变，只能依据事故应急预案，不能从本质上保障遇险人员的生命安全，而紧急避险系统可很好地解决这一问题。该系统具有安全防护和氧气供给的设施，通过与其它系统的相互连接，提升了系统的安全防护能力［5］，一旦发生事故，可以为受困人员的生命安全增加一层防护。

（6）通信联络系统的作用。通信联络系统可实现井下人员之间的相互联络，该系统包括矿井移动通信系统、广播电信系统等，是矿山安全生产调度、安全避险及应急救援的重要工具。一旦发现险情，可通过广播电信系统及时通知井下人员撤离至安全地点。同时，还可以使受困人员找到最近的逃生路线，有效地保证井下人员的生命安全。

3.3 “六大系统”在安全生产中的作用

上述6个子系统相互协调、彼此影响形成统一整体，该系统融合了各个子系统在矿山安全生产中的作用，使得“六大系统”在安全生产中的应用范围更为广泛。对于上述影响矿山安全的主要事故类型，“六大系统”都可以对其进行有效的预防和控制，对于矿山安全生产具有积极促进作用。

（1）预防与控制主要事故的发生。除人为因素外，矿井安全装备落后、配置不足，通风系统不合理等，都会引起有毒气体积聚，导致瓦斯事故或中毒窒息事故的发生。通过监测监控系统可实现对采掘工作面CO等有毒有害气体浓度及主要工作地点风速的动态监测与监控。该系统包括CO传感器设置、风速传感器设置及视频监控系统，对于预防和控制瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出以及中毒窒息事故的发生具有十分显著的效果［6］。

（2）保障井下人员的生命安全。矿山开采深度、强度的不断增加，给矿山安全生产带来一系列难题。一旦发生事故，需要采取系统有效的措施来保障受困人员的生命。通过建立救生舱、避难硐室等紧急避险系统，实现井下灾害突发紧急情况下的安全避险，为井下作业人员提供应急的生存空间；通过完善的压风自救系统，确保在井下发生灾变时，现场作业人员有充分的氧气供应，防止发生窒息事故；通过完善供水施救系统，在灾害发生后为井下作业人员提供清洁水源或必要的营养液；通过完善通信联络系统和人员定位系统，实现矿井上下和各个作业地点的通信联络，为防灾抗灾及快速抢险救灾提供准确的信息，有效地降低事故的伤亡程度，保障井下人员的生命安全。

3.4 实际生产过程中“六大系统”对矿山安全影响

国家相关部门于2010年要求全国所有矿山推广并逐步完善“六大系统”，并在2013年安装完毕。根据对国家安全监督总局发布的事故快报数据进行统计分析，得到2009～2011年矿山事故起数、死亡人数和伤亡人数统计结果如图5所示。

图5 2009～2011年矿山事故起数、死亡人数和受伤人数统计

由图5可知，2009～2010年矿山事故发生起数、死亡人数有小幅度的增加，但是2010～2011年事故起数明显减少，具体的死亡人数下降了38%。同时，受伤人数于2009～2011年均处于下降状态，其中需要强调的是，2010～2011年下降趋势更为明显。

“六大系统”的推广及完善使得矿山高发事故的形势有了明显好转，事故伤亡人数大幅度减少，对矿山安全现状的有效改善具有重要的现实意义。尽管2010～2011年间，“六大系统”还没有覆盖全国所有的矿山，但是总体上矿山安全取得了显著的效果，因此要求全国所有矿山企业逐步完善并最终必须安装“六大系统”是十分必要的。

4 “六大系统”应用实例

（1）智利圣何塞铜矿。2010年8月5日，智利圣何塞铜矿发生严重塌方事故，33名矿工被困于井下700m深处，他们在避难硐室中等待救援。直至2010年10月13日，33名矿工全部获救［7］。在此事故中井下避难硐室发挥了决定性作用，而避难硐室只是“六大系统”中的一部分。一定程度上说明了矿山建设避难硐室的必要性。

（2）黑龙江龙煤集团新兴煤矿。2009年11月21日，黑龙江龙煤集团鹤岗分公司新兴煤矿发生瓦斯爆炸事故，导致108人死亡。施工作业面距离地面约500m深的探煤道发生煤与瓦斯突出，引起瓦斯爆炸。事故发生的原因是采掘布置不合理，采掘现场管理和劳动组织混乱；通风系统复杂，抗灾能力弱，突出的瓦斯逆流进入二水平进风系统；井下应急处置措施不当，在大范围瓦斯超限并达到爆炸界限的情况下，未果断实施全矿井停电撤人［8］。

如果该矿当时建有完善的“六大系统”，这一事故就可以有效地预防或大幅度降低其危害程度。监测监控系统可有效控制瓦斯浓度或风速值，避免瓦斯积聚。人员定位系统和通信联络系统，可及时查找人员位置，为受困人员提供最近的避难路径。紧急避险系统可以为井下工人提供自救器、救生舱、避难所等逃生避难的装备，并且可以为受困人员提供生存下去的氧气及清洁水源，增加救援时间，降低事故的伤亡程度。

5 结 论

（1）矿山安全事故现状虽然有所改善，但由于其基数较大，形势依然十分严峻。

（2）虽然矿山事故类型繁多，但有其频发的主要事故类型。如果影响矿山安全的主要事故类型能够得到很好的预防及控制，矿山安全现状就可以得到很大的改善。

（3）“六大系统”针对矿山安全的需要，可以很好地预防与监测事故的发生，改善工作环境，提高系统运作效率，有效地降低事故的危害程度。

（4）2010～2011年，“六大系统”还没有覆盖国内所有的矿山，但矿山的安全生产已取得了显著的效果。因此有必要要求所有矿山逐步完善并最终全部安装“六大系统”。

［1］ 杭银建.煤矿企业安全文化及其建设［J］.安全与环境学报，2006（S1）：49－51.

［2］ 安监总管［2010］168号.金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定［S］.

［3］ 李新娟.中国煤矿安全状况与经济社会发展关系的研究［J］.安全与环境学报，2012，8（4）：197－202.

［4］ 国家安全生产监督管理总局调度中心.国家安全生产监督管理总局政府网站事故查询系统［OL］.［2012－04－20］.http：／／media.chinasafety.gov.cn：8090／iSystem／shigumain.jsp.

［5］ 毛春雷，许 晖.金属矿山安全避险“六大系统”设计思路［J］.金属矿山，2012（5）：126.

［6］ 孙继平.煤矿井下安全避险“六大系统”的作用和配置方案［J］.工矿自动化，2010（11）：1－4.

［7］ 搜狐新闻网.智利一铜矿发生塌方事故33名矿工被困17天生 还 ［N／OL］.［2010－08－23］.http：／／news.sohu.com／20100823／n274407671.shtml.

［8］ 中国煤矿安全网.黑龙江省新兴煤矿“11·21”事故调查处理的 通 报 ［EB／OL］.［2010－12－11］.http：／／www.mkaq.cn／sgal／tbdc／2010／1211／65900.html.