事件树分析法在钻探施工安全管理中的应用

魏 碧 波

(山西省第三地质工程勘察院，山西 晋中 030620)

事件树分析法在钻探施工安全管理中的应用

魏 碧 波

(山西省第三地质工程勘察院，山西 晋中 030620)

针对钻探施工工作特点和当前安全管理的现状，按照钻探施工实施顺序，应用事件树分析法的基本原理，对钻探施工中每一环节存在的危险有害因素逐一进行了系统、定性地分析与研究，在此基础上提出了各个施工环节相应的预防措施，为钻探施工安全管理注入科学的管理理念和分析方法。

钻探施工，安全管理，事件树分析，预防措施

在地质矿产、水资源勘探和各类工程基础勘察中，采用各种钻机按一定的设计角度和方向施工勘查钻孔，通过钻孔采取岩心(或矿心)、岩屑或在孔内下入测试仪器等方式，以探查地下岩层、矿体、油气和地热等储存资料即为钻探工程。钻探工程是地质勘查中查明地下矿体、采集样本最直接有效的探矿手段，也是获得深部地层实物样品的唯一手段。按其工程目的可分为：地质矿产钻探、水文水井钻探、工程地质钻探、地热钻探、石油钻探等。

近几年来，随着国家经济建设的高速发展，对矿产资源需求也越来越大，在2011年—2014年，即“十二五”期间，我院在地质矿产、水文水井、工程地质勘查、工程施工、地热等方面，钻探工程都有了长足而稳定的发展。具体表现为：钻探工作量大，钻孔数多；钻探门类齐全；开动钻机台数多、种类全；施工区域分布广，搬迁频繁(见表1)。

表1 2011年—2014年度全院钻探工程统计表

由于每年的钻探施工工作量大，任务紧，加之野外施工，分布在省内外不同区域，点多面广，工作环境复杂，工作人员流动性大、辅助工作多，涉及设备运输搬迁、钻塔设备安装拆卸、钻机钻井、孔内事故处理等等各个方面。要顺利完成钻探施工任务，满足甲方合同要求，达到效益最大化，不仅要按钻探规程组织好每个项目的施工，达到设计要求，而且要做好安全生产工作，预防和消除事故隐患，降低钻探各环节安全风险，避免不必要的事故损失。

1 钻探施工安全管理现状及特点

1.1 钻探施工安全管理现状

在我院的20个二级生产经营单位中，涉及钻探施工有13个，其中7个单位从事地质矿产钻探，4个单位从事工程勘察、工程施工钻探，2个单位从事水文水井钻探。由于各单位实行自主经营、自负盈亏、自我发展、自我约束的运行机制，不仅在经济发展上存在差距，而且在钻探施工安全管理水平上也存在差异。就总体安全管理现状而言，却存在着一些共同点。

1)钻探人员普遍素质偏低，施工安全管理隐患较多。我院从事野外钻探施工人员约有900人，正式工只有80余人，其余均为各类临时工，占野外钻探施工人员的91.1%，甚至有的水文水井钻机上只有机长是正式工，其余从副机长到班长到工人全是临时工。针对这种情况，近几年我院陆续举办了钻探工人培训，累计培训钻工200多人次，但临时工占的比重大的现状仍然没有改观，这对钻探施工安全管理带来不少困难。a.他们中不少人存在临时观念，当一天和尚撞一天钟的思想普遍存在，对学习安全生产知识与技能缺乏主动性、积极性。b.安全防范意识淡薄、安全素质不高。c.违章作业、违章操作、违反劳动纪律的“三违”行为时有发生。

2)安措经费投入不足，钻探施工安全得不到保障。经过这几年地质经济发展，我院在安全生产投入方面也做了不少工作，但离安全生产法律法规要求还有一定差距，钻探装备能力大部分是以前购置的设备，新的钻探设备占有量偏少，一些钻探设备安全硬件设施短缺或失效。

3)钻探施工环境差，安全防范措施不到位。在施工准备阶段，钻探项目部往往忽视对施工不利的各种条件、因素的调查了解，对当地水文地质、降雨降水、最大风速、昼夜温差、运输条件、通讯条件等资料调研不翔实、不具体、不准确，钻探施工安全管理存在盲目性，不能制定有效防范措施或应急预案。

1.2 钻探施工安全管理工作特点

1)钻探工程作业区大都处于荒郊野外、人烟稀少，工作环境不固定，钻孔布设位于不同的地质地貌环境，受地形地貌影响大，存在安全风险。2)钻探工作周期不固定，一般施工时间长，季节性安全风险因素多。有的钻孔有可能从春到冬进行施工，虫咬、中暑、洪水、火灾、冻害、煤气等季节性安全风险较大。3)在钻探施工过程中设备搬迁运输多，道路运输风险、机械设备安全防护设施、作业人员防护用具损坏、缺失情况时有发生。4)工作内容复杂，辅助工作多、不确定因素导致安全风险高。5)临时工占比较大且操作技能不高，安全意识不强，往往导致人的不安全行为时有发生。6)地层情况复杂，孔内事故发生后由于处理方式方法不当而引发连环事故发生。7)安全管理人员少，平时安全自检少，安全隐患不能及时得到排查和整改。

2 事件树分析法

2.1 事件树分析法基本原理

事件树分析法(Event Tree Analysis简称ETA)是一种按事故发展的时间顺序，由初始事件开始推论可能的后果，从而进行危险源辨识的方法。一起事故的发生是许多原因事件相继发生的结果，其中，一些事件的发生是以另一些事件首先发生为条件的，而一些事件的出现，又会引起另一些事件的出现。在事件发生的顺序上存在着因果的逻辑关系。事件树分析法是一种时序逻辑的分析方法，它以一初始事件为起点，按照事故的发展顺序，分成阶段，一步一步地进行分析，每一事件可能的后续事件只能取完全对立的两种状态(成功或失败，正常或故障，安全或危险)之一的原则，逐步向结果方面发展，直到达到系统故障或事故为止。所分析的情况用树枝状图表示，故叫事件树。它既可以定性的了解整个事件的动态变化过程，又可以定量计算出各个阶段发生的概率，最终了解整个系统各种状态发生的概率。

2.2 事件树分析法基本特点

1)可以事前预测事故及不安全因素，估计事故的可能后果，寻求最经济的预防手段和方法。2)分析系统故障(事故)原因十分方便、明确。3)ETA的分析资料，既可作为教育资料及安全管理控制点设置依据，还可帮助推测类似事故发生的预防对策。4)当事件资料收集、研究比较充足时，可采用计算机模拟，使ETA预测更为有效。5)在安全管理上，事件树分析法具有其他方法所无法比拟的优势。它系统、全面、分析时不易出现漏项。

2.3 事件树分析法基本程序

确定初始事件→判定安全功能→绘制、简化事件树→事件树的定性、定量分析→根据事件树分析提出事故预防措施。

3 事件树分析法的实际应用

3.1 钻探施工的基本顺序

钻探施工任务确定后，首先，要对施工现场进行实地踏勘，然后，按照以下顺序展开：选择施工场地→场地修筑→钻探设备搬迁运输→钻探设备安装、钻前验收→钻进施工→孔内事故处理(如有孔内事故)→钻孔终孔及验收→钻探设备拆卸迁移。

3.2 钻探施工事件树编制

按照事件树编制的基本原则，首先要确定初始事件，初始事件是事故在未发生时，其发展过程中的危害事件或危险事件，如机械故障、设备损坏、能量外溢或失控、人的误动作等。但本文主要把钻探施工过程作为一个系统来考量初始事件，即把钻探施工的第一步作为初始事件，并按照钻探施工顺序对每一步工作进行分析评价。从初始事件开始，按照钻探施工的基本顺序自左向右绘制事件树，用树枝代表事件发展途径。

首先考察钻探施工第一环节，场地选择时最先起作用的安全功能，比如在不影响地质及工程设计的情况下要尽量选择安全施工场所，避开河道、山谷、地势低洼等地带，躲避滑坡、滚石等危险有害因素。把可以发挥功能的状态(成功状态)画在上面分枝，不能发生功能状态(失败状态)画在下面分枝，依次考察每一环节的各种安全功能的两种状态，直到达到钻探施工系统故障或事故为止。

3.3 钻探施工事件树分析图

钻探施工过程危险因素事件树分析见图1。

3.4 钻探施工事件树定性分析

事件树的定性分析在绘制钻探施工事件树的过程中就已经进行，根据钻探施工顺序，对每一环节事件的客观条件和事件的特征作出了可能的逻辑推理，确认事件的可能状态，对钻探系统每一发展过程和事件作了可能的分析。

1)最终导致钻探事故的途径即为事故连锁：显然，事故连锁越多，系统越危险。从钻探施工事件树可以看出，导致钻探施工环节的事故连锁约占到整个事件树连锁50%，说明钻探施工环节是一个危险的系统。

2)分析预防钻探施工事故途径：发挥安全功能的事件构成事件树的安全连锁。从钻探施工事件树可以看出，如果能保证安全连锁都发挥作用，则可以防止钻探事故发生。根据钻探施工的顺序，要从第一步场地选择入手，开始考虑安全功能的发挥。

4 钻探施工危险有害因素的预防措施

事件树分析法把钻探施工危险有害事件表述得清楚而有条理，对消除事故隐患，制定预防措施或方案提供了有力的依据。

从钻探施工事件树上可以看出，最后导致危险(事故)是一系列危险有害因素发展的结果，如果能中断这种发展过程，钻探施工系统就能向安全的方向发展。因此，在钻探施工过程的各阶段，应采取各种可能措施，控制危险有害事件的可能性状态，减少危险有害因素出现的概率，增大安全状态出现的概率，把钻探施工过程引向安全的途径。

1)钻探施工场地的选择：在不影响地质及工程设计的情况下，应尽可能地避开山谷、河沟、地势低洼地带，并考虑道路交通、水源、居住等因素。

2)钻探施工场地修筑：机场地基要平整、坚固、适用，周围要有排水及防洪措施。钻孔边缘要和地下管道线路距离符合规定。

3)设备运输搬迁：提前勘查道路，遵守交通规则，设备管材捆绑牢固，起吊作业吊臂下严禁有人等。

4)设备安装：机台要稳固、周正、水平，并根据钻探设备类型、钻孔的设计确定。钻机、水泵与动力机等各传动轮之间必须对线，天轮、立轴与孔口各中心线必须在同一条直线。钻塔必须由机长亲自指挥安装，绷绳及埋设符合规定，安全防护设施安装齐全。电气设备的布局与安装必须符合专业技术规定。

5)钻进施工。施工环节历时时间长，涉及的不安全因素多。

a.设备运行安全：按规定进行维护保养，杜绝带病运行，对设备突发故障应有应急预案，如备用柴油动力、设置安全孔段等。

b.分岗安全操作：严格交接班制度，杜绝“三违”现象，精通各类设备性能，有效辨识故障征兆，及时采取应急措施。

c.操作人员相互配合：在加强人员，尤其是“三新”人员安全知识与技能培训的基础上，做到“四不伤害”。

d.应对恶劣天候：钻探施工中出现恶劣天候，如雷电、大风、寒流、洪水等，应立即停止施工，并做好停工前的保护工作，为及时复工创造良好的条件。

e.孔内异常预判：钻探施工环节实践性很强，带班人员除了具备一定的理论知识外，还必须具备丰富的实践经验，对孔内异常必须做出正确的预判，及时采取有效的措施，将可能发生的孔内事故消灭在萌芽状态，引导钻探施工向着安全方向发展。

6)孔内事故处理：编制孔内事故处理方案，并采取相应的安全防护措施。处理结束后，必须对钻探设备、防护设施、基台等进行检查，在没有安全隐患后，方可恢复正常的钻探作业。

7)钻探设备拆卸：首先要切断电源，拆塔使用工具及时放入工具袋，严禁将拆下部件从上向下抛掷。放倒整体钻塔时，要检查绷绳、地锚坑是否符合设计要求，钻探前后左右不准站人等。

总之，钻探施工是一个多工种、多工序、立体交叉的系统工程，在钻探施工过程中，每一个环节都存在着众多的危险有害因素，只有把每一环节做好，才能克服设备、人员、环境和管理的缺陷，才能保证钻探施工任务的顺利完成。

5 结语

钻探施工存在的诸多危险有害因素，要想取得良好的经济效益，做好钻探施工安全管理，提前做到危险有害因素的分析，有针对性的采取预防措施，避免经济损失，十分重要。

用事件树分析法预防钻探施工每一环节危险有害因素是一种行之有效的科学方法。它不仅可在钻探施工安全管理总系统中使用，还可在钻探施工某一环节的子系统中使用，充分发挥其系统、全面、不易漏项的特点。

[1] 汤凤林.岩心钻探学[M].北京：中国地质大学出版社，2009.

[2] 覃家海，倪晓阳，郭海林.地质勘查职工安全生产教程[M].北京：地质出版社，2014.

[3] 中国安全生产协会注册安全工程师工作委员会.安全生产管理知识[M].北京：中国大百科全书出版社，2011.

Event tree analysis in the application of the drilling construction safety management

Wei Bibo

(TheThirdGeologicalEngineeringInvestigationInstituteinShanxiProvince,Jinzhong030620,China)

For drilling characteristics and current status of safety management of construction work, according to the drilling construction implementation of the order, the basic principle of event tree analysis method, each of the processes involved in drilling construction one by one, the dangerous and harmful factors of system, qualitative analysis and research, on the basis of various construction links corresponding prevention measures are put forward, with the scientific management idea for drilling construction safety management and the analysis method.

drilling construction, safety management, event tree analysis, preventive measures

1009-6825(2015)28-0241-03

2015-07-29

魏碧波(1969- )，男，工程师

TU714

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