鱼刺图分析法在煤矿水灾中的应用

杨 超

（同煤集团永定庄煤业有限责任公司，山西 大同 037003）

我国煤矿随经济发展而日益进步，但是由于特殊的作业环境，安全状况一直面临着严峻的考验。而透水事故是常见的灾害，一旦发生可能造成大量人员伤亡和环境破坏，甚至直接导致矿井无法再次投入生产，所带来经济和社会影响都是十分巨大[1]。为了减少矿井透视事故的发生几率，有必要对引发透水事故的因素进行深入研究，提高透水事故预测和防治能力。

1 煤矿透水事故原因分析

1.1 矿山透水事故发生机理

矿井透水事故的发生需要地表径流、地下水等透水水源与矿井生产系统进行贯通，并涌水量超出可控范围就导致透水事故，即透水事故发生的三要素为：水源、通道、规模[2]。透水事故发生的本源是水源，即主要井田范围内存在可能引发透水事件的水源，如地表水、地下河、含水层、积聚的老坑水等，才有可能导致透水事故；其次，透水事故发生，需要这类透水水源能够进入矿井，即透水通道；再次，井下透水只有超出矿井自身排水系统负荷，才会被称为透水事故[3]。

1.2 影响矿井透水的因素

矿井透水的水源分为自然水源和人为水源两种[4]。

自然水源一般分为地表水和地下水，大气降水和地表水与矿井形成5 m 以上的隔水层是无法进入矿井，但是地表水源是地下水、含水层的主要补充源；地下水源根据矿层的接触分为直接充水矿床和间接充水矿床，根据围岩性质各类充水矿床赋存条件也各不相同，分为砂砾石孔隙充水矿床、坚硬岩层裂隙充水矿床和岩溶充水矿床。

人为水源有袭夺水、老空水等，袭夺水主要是由于开采活动造成地下水流场发生改变形成袭夺水源；废弃井巷、采空区等处大量积水，水源无法循环流动积聚在采空区和井巷，形成老空水。

矿井透水通道，通常褶曲、断层以及顶板冒落裂隙带、地面岩溶塌陷带等地质构造，易含水，并与含水层及地表水贯通。同时未封闭或封闭不严的勘探钻孔也有可能构成透水通道。

2 矿山透水事故的鱼刺图分析法

2.1 鱼刺图分析法

鱼刺图分析法通过带指向性的线条和文字标识将事故结果和发生原因构成逻辑因果关系构成因果分析图，由于该分析法展开后的图形形状而被称为鱼刺图。鱼刺图法的优点在于能够进行单一事故深入分析，也可以将多事故综合处理，查找事故发生原因[5]。鱼刺图法通常将事故原因及因素分为人、物、环境和管理四个方面进行展开，每个支线再进行展开，通过箭头表示逻辑关系，最终与基本事件、主要因素连接。

2.2 透水事故的鱼刺图绘制

鱼刺图分析法是在事故致因理论的基础上，结合以往透水事故统计数据，并根据影响因素属性，分为了人、物、环和安全管理四个方面展开分析。

因此，绘制煤矿透水事故的鱼刺图，如图1 所示。从图中可以看出，整个图形外形类似鱼刺，“鱼头”部分即事故对象，煤矿透水事故；四个主要的“鱼刺”即影响事故发生的主要因素，人的因素、物的因素、环境因素和管理因素；一些小的“鱼刺”则是每个主要因素下的具体事件。后面将对这些事件及一些主要的防治措施进行阐述。

图1 煤矿透水事故的鱼刺图

3 基于鱼刺图的煤矿透水事故分析与防治措施

3.1 人的方面

透水水源是一种客观存在，人们通过生产活动改变井下作业空间，与透水水源建立贯通的导水通道，如非法生产、超层越界开采、破坏防水设施等。从某种意义上，透水事故主因是井下作业人员安全意识淡薄，违章指挥和违章作业。所以，如何提高人员安全意识，安全防透水技能对井下防治水害是主要控制手段之一。首先，通过安全意识教育，提高对水害防治重要性防范意识，杜绝不必要的不安全行为；同时提高安全技能培训，提高井下作业人员能够及时发现透水事故的能力和自救技能。

3.2 物的方面

通常指的是矿井排水系统和排水设施状况，该环节实际是井下防治水害的最后一个环节。为了在水害发生或者井下出现涌水现象后，能快速有效井下排水，区域密闭防止灾害扩大。所以，防水墙、防水闸门、防水密闭、保安矿柱等防水设施的选择和设计，以及井下排水设备选型，都应充分考察矿井所在区域降水和井下水文地质情况下，合理进行设计和施工，满足相关规定要求和矿井防治需要。

3.3 环境方面

透水事故的伤害源为实际存在的透水水源，该环节是客观现象，无法直接消除。为了避免透水事故的发生，应主动控制和远离透水水源。所以，应注意井下防洪措施，加强雨季巡查，制定专项应急处置措施；矿井在工作面以井巷布置应远离地表水及透水通道发育区域，避免与地表水源贯通；对地下水方面的控制，也应进行有效规避，为此应加强水文地质探查，充分了解矿井及附近水文地质状况。

3.4 安全管理方面

一切井下作业活动的前提都在组织管理下进行的，有效的安全管理能够最大程度控制人的不安全行为和物的不安全状态。

首先应落实“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”水文探查制度，加强安全监管力度，落实各项安全管理制度，建立各项专项处置及撤离方案；加强对管理及作业人员安全培训，提高管理及作业人员法律及安全意识，有效避免不安全行为的发生，同时加强安全技能培训，及时发现透水事故征兆，提高透水事故处置能力，和人员自救能力。

4 结语

在分析煤矿透水事故发生机理、发生原因的基础上，以“鱼刺图”分析法为基础，绘制了煤矿透水事故鱼刺图，为现场提供了有力、有理的分析方法，方便安全管理人员和技术人员在复杂的因素中方便、有效的判断潜在风险。同时，提出了一些针对性措施以供参考。