楊通祿，高艷芬，賈明濤，李 寧

（1.西部礦業(yè)有限公司錫鐵山分公司， 青海 海西州 816203；2.中南大學(xué) 資源與安全工程學(xué)院，湖南 長沙 410083；3.中南大學(xué)數(shù)字礦山研究中心， 湖南 長沙 410083）

0 引 言

由于礦山事故發(fā)生較為頻繁且傷亡程度較大，礦山安全仍然是國家安全生產(chǎn)管理中十分重要的內(nèi)容。雖然近幾年礦山安全事故總體呈下降趨勢(shì)，但因其事故基數(shù)大，礦山安全形勢(shì)依然十分嚴(yán)峻，尤其是煤礦安全事故，更需要采取科學(xué)有效的技術(shù)方法，進(jìn)一步有效改善安全狀況，降低事故發(fā)生率［1］。

目前，礦山生產(chǎn)過程中雖存在一些解決相關(guān)安全問題的基本技術(shù)方法，但并不規(guī)范也不盡完善。為此，國家于2010年發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》（國發(fā)〔2010〕23號(hào)）。同年，國家安全監(jiān)管總局組織制定了《金屬非金屬地下礦山安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”安裝使用和監(jiān)督檢查暫行規(guī)定》（安監(jiān)總管［2010］168號(hào)），通知提出加強(qiáng)金屬非金屬地下礦山安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”的建設(shè)［2］。通過監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)、壓風(fēng)自救系統(tǒng)、緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)和通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，系統(tǒng)性地對(duì)礦山進(jìn)行可視化、智能化及全局化管理，可以有效地預(yù)防及控制各類安全事故的發(fā)生。

1 礦山安全事故現(xiàn)狀

近年來，我國的礦山安全生產(chǎn)工作雖然取得了一定的進(jìn)步，但礦山安全形勢(shì)依然十分嚴(yán)峻。具體表現(xiàn)主要有：事故頻發(fā)，人員傷亡情況嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)損失大，社會(huì)政治影響比較惡劣［3］。根據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局統(tǒng)計(jì)，2011年，在煤炭產(chǎn)量持續(xù)增長的情況下，全國煤礦發(fā)生事故1201起、死亡1973人，同比減少202起、460人，分別下降14.4%和19.0%，2010年全國非煤礦山共發(fā)生生產(chǎn)安全事故1009起、死亡1271人，同比分別減少221起、269人，下降18%和17.5%。盡管如此，我國作為采礦大國，礦山事故導(dǎo)致的死亡率依然位居世界第一。

總體來說，礦山安全事故呈下降趨勢(shì)，但因事故基數(shù)大，礦山安全形勢(shì)依然十分嚴(yán)峻。在保持礦山安全事故持續(xù)下降的形勢(shì)下，需要采取更加系統(tǒng)有效的方法來提高礦山安全，降低礦山事故發(fā)生頻率。

2 影響礦山安全的主要事故類型

2.1 影響煤礦安全的主要事故類型

煤礦事故發(fā)生的原因多種多樣，事故類型也不盡相同。如果通過總結(jié)分析找到煤礦頻發(fā)事故類型及導(dǎo)致傷亡比重較大的事故類型，并對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性地預(yù)防和控制，那么煤礦的安全生產(chǎn)工作就能上一個(gè)新的臺(tái)階。

對(duì)2009～2011年煤礦事故發(fā)生起數(shù)、傷亡人數(shù)等因素進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖1和圖2所示［4］。圖1和圖2中的其它類別事故包括：爆炸事故、火災(zāi)事故、墜落事故、冒井事故、運(yùn)輸事故、沖擊地壓事故、潰泥事故、煤庫跑煤、煤礦滑落、埋在煤倉，這些事故類型發(fā)生比例均小于等于3%。

圖1 2009～2011年各煤礦事故發(fā)生頻率

圖2 2009～2011年煤礦傷亡事故分類

由圖1可以看出，在影響煤礦事故的所有災(zāi)害形式中，瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出及透水事故是煤礦安全生產(chǎn)中頻發(fā)的事故類型，占到總數(shù)的59%。從圖2中可看出，瓦斯事故、煤與瓦斯突出和透水事故也是導(dǎo)致事故傷亡的主要因素，占到了人員傷亡總數(shù)的64%。由此可以得出，上述3種事故是影響煤礦安全的主要事故類型，如果能有效地預(yù)防和控制上述事故的發(fā)生，安全現(xiàn)狀就能得到有效的改善。

2.2 影響非煤礦山安全的主要事故類型

我國是非煤礦山生產(chǎn)安全事故高發(fā)的國家，其中，礦石百萬噸死亡率是美國、南非等礦業(yè)發(fā)達(dá)國家的30倍以上。對(duì)于非煤礦山的安全生產(chǎn)，同樣可以找出影響非煤礦山安全的主要事故類型，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)防和控制。2009～2011年非煤礦山事故發(fā)生起數(shù)、傷亡人數(shù)的進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖3和圖4。圖3和圖4中的其它類型包括：淹井事故、溺水事故、潰壩事故、跑車事故、瓦斯爆炸、盜采礦石、瓦斯燃燒、吐礦事故、鎢砂漏底、井下淤泥噴涌，并且，所有的事故類型所占比例均小于等于3%。

從圖3和圖4中看出，中毒窒息事故、冒頂事故和坍塌事故所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它事故所占比例，前者占所有事故起數(shù)的66%，后者占傷亡總數(shù)的52%。由此可以看出，上述3種事故類型是非煤礦山的頻發(fā)事故。要改善非煤礦山的安全狀況，生產(chǎn)過程中應(yīng)重點(diǎn)預(yù)防和控制上述頻發(fā)事故的發(fā)生。

圖3 2009～2011年非煤礦山各事故發(fā)生起數(shù)

圖4 2009～2011年非煤礦山傷亡事故分類

3 “六大系統(tǒng)”在安全生產(chǎn)中的作用

礦山安全是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，造成事故頻發(fā)的原因多樣，比如：重生產(chǎn)，輕安全；安全投入不夠；“三違”現(xiàn)象嚴(yán)重等。目前，對(duì)于每種礦山事故類型都有相應(yīng)預(yù)防和解決的技術(shù)方法。但是，目前對(duì)礦山事故所采取的手段，只能對(duì)其中的一種或幾種事故類型有效果，比如，有害氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)僅對(duì)瓦斯和中毒窒息事故有一定的效果，對(duì)于冒頂片幫、透水事故的影響卻微乎其微。一旦發(fā)生事故，各種防治技術(shù)之間不能相互融合，對(duì)災(zāi)變處理能力較弱。因此，礦山內(nèi)引入一套對(duì)所有事故類型都有預(yù)防和解決方法的體系顯得尤為重要。

3.1 “六大系統(tǒng)”的構(gòu)成

為進(jìn)一步提高金屬非金屬地下礦山安全生產(chǎn)保障能力，國家于2010年推出 “六大系統(tǒng)”。該系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、供水施救系統(tǒng)、壓風(fēng)自救系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)和通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成。其中，前3項(xiàng)可實(shí)現(xiàn)礦山安全事故的預(yù)防與監(jiān)測(cè)，后3項(xiàng)是針對(duì)災(zāi)后處理和降低事故危害程度。通過上述“六大系統(tǒng)”的協(xié)調(diào)合作，可使礦山安全生產(chǎn)工作形成一個(gè)體系，實(shí)現(xiàn)礦山企業(yè)的可視化、智能化及全局化的管理。

3.2 “六大系統(tǒng)”中各子系統(tǒng)在安全生產(chǎn)中的作用

“六大系統(tǒng)”中的各個(gè)子系統(tǒng)，看似獨(dú)立，實(shí)則相互依存，相互影響，共同構(gòu)成科學(xué)有效的礦山安全生產(chǎn)保障體系。

（1）監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的作用。在井下開采過程中，監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯?jié)舛?、沖擊地壓、中毒窒息、火源等安全隱患的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，通過控制風(fēng)壓、風(fēng)速等，實(shí)現(xiàn)預(yù)防事故的目的。比如，當(dāng)巷道內(nèi)溫度超過規(guī)定值或風(fēng)速不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷相關(guān)區(qū)域的電源并對(duì)其閉鎖，同時(shí)發(fā)出報(bào)警，從而提高礦山自身預(yù)防事故的能力。

（2）人員定位系統(tǒng)的作用。人員定位系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)井下人員的集中調(diào)度與實(shí)時(shí)監(jiān)控。該系統(tǒng)包括井下作業(yè)人員管理和大屏幕顯示系統(tǒng)兩部分。其中，前者可以對(duì)井下人員進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和定位監(jiān)測(cè)，使管理員隨時(shí)掌握員工在井下的位置及活動(dòng)軌跡；后者可以使調(diào)度人員對(duì)全礦井下的運(yùn)行情況進(jìn)行集中監(jiān)視，及時(shí)做出判斷、處理、發(fā)布調(diào)度指令，進(jìn)一步提高礦山對(duì)安全生產(chǎn)的控制力。

（3）供水施救系統(tǒng)的作用。由于井下環(huán)境惡劣，不能保證水源的體積和質(zhì)量，通過安裝供水施救系統(tǒng)，可以為井下工作人員提供充足水源。該系統(tǒng)除建設(shè)完善的防塵供水系統(tǒng)外，還在所有采掘工作面和其它人員集中的地點(diǎn)設(shè)置供水閥門，以保證在災(zāi)變期間為各采掘地點(diǎn)提供應(yīng)急供水，為被困人員提供足夠的生存水源。

（4）壓風(fēng)自救系統(tǒng)的作用。井下發(fā)生煤與瓦斯突出等事故，自救器失效或者人員來不及使用自救器；采掘面突然停風(fēng)，瓦斯等有害氣體濃度升高，導(dǎo)致缺氧，人員不能安全撤出；發(fā)生冒頂事故，堵塞巷道全斷面，冒頂區(qū)內(nèi)無風(fēng)，出現(xiàn)上述情況時(shí)，遇險(xiǎn)人員可利用壓風(fēng)自救系統(tǒng)進(jìn)行避災(zāi)自救，為遇險(xiǎn)人員提供足夠的時(shí)間等待救援，提高礦山安全生產(chǎn)中的自救力。

（5）緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)的作用。礦山安全重在前期預(yù)防，缺少事故發(fā)生后的應(yīng)對(duì)措施。一旦發(fā)生災(zāi)變，只能依據(jù)事故應(yīng)急預(yù)案，不能從本質(zhì)上保障遇險(xiǎn)人員的生命安全，而緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)可很好地解決這一問題。該系統(tǒng)具有安全防護(hù)和氧氣供給的設(shè)施，通過與其它系統(tǒng)的相互連接，提升了系統(tǒng)的安全防護(hù)能力［5］，一旦發(fā)生事故，可以為受困人員的生命安全增加一層防護(hù)。

（6）通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)的作用。通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)井下人員之間的相互聯(lián)絡(luò)，該系統(tǒng)包括礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)、廣播電信系統(tǒng)等，是礦山安全生產(chǎn)調(diào)度、安全避險(xiǎn)及應(yīng)急救援的重要工具。一旦發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，可通過廣播電信系統(tǒng)及時(shí)通知井下人員撤離至安全地點(diǎn)。同時(shí)，還可以使受困人員找到最近的逃生路線，有效地保證井下人員的生命安全。

3.3 “六大系統(tǒng)”在安全生產(chǎn)中的作用

上述6個(gè)子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)、彼此影響形成統(tǒng)一整體，該系統(tǒng)融合了各個(gè)子系統(tǒng)在礦山安全生產(chǎn)中的作用，使得“六大系統(tǒng)”在安全生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍更為廣泛。對(duì)于上述影響礦山安全的主要事故類型，“六大系統(tǒng)”都可以對(duì)其進(jìn)行有效的預(yù)防和控制，對(duì)于礦山安全生產(chǎn)具有積極促進(jìn)作用。

（1）預(yù)防與控制主要事故的發(fā)生。除人為因素外，礦井安全裝備落后、配置不足，通風(fēng)系統(tǒng)不合理等，都會(huì)引起有毒氣體積聚，導(dǎo)致瓦斯事故或中毒窒息事故的發(fā)生。通過監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)采掘工作面CO等有毒有害氣體濃度及主要工作地點(diǎn)風(fēng)速的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控。該系統(tǒng)包括CO傳感器設(shè)置、風(fēng)速傳感器設(shè)置及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)于預(yù)防和控制瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出以及中毒窒息事故的發(fā)生具有十分顯著的效果［6］。

（2）保障井下人員的生命安全。礦山開采深度、強(qiáng)度的不斷增加，給礦山安全生產(chǎn)帶來一系列難題。一旦發(fā)生事故，需要采取系統(tǒng)有效的措施來保障受困人員的生命。通過建立救生艙、避難硐室等緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)井下災(zāi)害突發(fā)緊急情況下的安全避險(xiǎn)，為井下作業(yè)人員提供應(yīng)急的生存空間；通過完善的壓風(fēng)自救系統(tǒng)，確保在井下發(fā)生災(zāi)變時(shí)，現(xiàn)場作業(yè)人員有充分的氧氣供應(yīng)，防止發(fā)生窒息事故；通過完善供水施救系統(tǒng)，在災(zāi)害發(fā)生后為井下作業(yè)人員提供清潔水源或必要的營養(yǎng)液；通過完善通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦井上下和各個(gè)作業(yè)地點(diǎn)的通信聯(lián)絡(luò)，為防災(zāi)抗災(zāi)及快速搶險(xiǎn)救災(zāi)提供準(zhǔn)確的信息，有效地降低事故的傷亡程度，保障井下人員的生命安全。

3.4 實(shí)際生產(chǎn)過程中“六大系統(tǒng)”對(duì)礦山安全影響

國家相關(guān)部門于2010年要求全國所有礦山推廣并逐步完善“六大系統(tǒng)”，并在2013年安裝完畢。根據(jù)對(duì)國家安全監(jiān)督總局發(fā)布的事故快報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到2009～2011年礦山事故起數(shù)、死亡人數(shù)和傷亡人數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖5所示。

圖5 2009～2011年礦山事故起數(shù)、死亡人數(shù)和受傷人數(shù)統(tǒng)計(jì)

由圖5可知，2009～2010年礦山事故發(fā)生起數(shù)、死亡人數(shù)有小幅度的增加，但是2010～2011年事故起數(shù)明顯減少，具體的死亡人數(shù)下降了38%。同時(shí)，受傷人數(shù)于2009～2011年均處于下降狀態(tài)，其中需要強(qiáng)調(diào)的是，2010～2011年下降趨勢(shì)更為明顯。

“六大系統(tǒng)”的推廣及完善使得礦山高發(fā)事故的形勢(shì)有了明顯好轉(zhuǎn)，事故傷亡人數(shù)大幅度減少，對(duì)礦山安全現(xiàn)狀的有效改善具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。盡管2010～2011年間，“六大系統(tǒng)”還沒有覆蓋全國所有的礦山，但是總體上礦山安全取得了顯著的效果，因此要求全國所有礦山企業(yè)逐步完善并最終必須安裝“六大系統(tǒng)”是十分必要的。

4 “六大系統(tǒng)”應(yīng)用實(shí)例

（1）智利圣何塞銅礦。2010年8月5日，智利圣何塞銅礦發(fā)生嚴(yán)重塌方事故，33名礦工被困于井下700m深處，他們?cè)诒茈y硐室中等待救援。直至2010年10月13日，33名礦工全部獲救［7］。在此事故中井下避難硐室發(fā)揮了決定性作用，而避難硐室只是“六大系統(tǒng)”中的一部分。一定程度上說明了礦山建設(shè)避難硐室的必要性。

（2）黑龍江龍煤集團(tuán)新興煤礦。2009年11月21日，黑龍江龍煤集團(tuán)鶴崗分公司新興煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故，導(dǎo)致108人死亡。施工作業(yè)面距離地面約500m深的探煤道發(fā)生煤與瓦斯突出，引起瓦斯爆炸。事故發(fā)生的原因是采掘布置不合理，采掘現(xiàn)場管理和勞動(dòng)組織混亂；通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜，抗災(zāi)能力弱，突出的瓦斯逆流進(jìn)入二水平進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)；井下應(yīng)急處置措施不當(dāng)，在大范圍瓦斯超限并達(dá)到爆炸界限的情況下，未果斷實(shí)施全礦井停電撤人［8］。

如果該礦當(dāng)時(shí)建有完善的“六大系統(tǒng)”，這一事故就可以有效地預(yù)防或大幅度降低其危害程度。監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)可有效控制瓦斯?jié)舛然蝻L(fēng)速值，避免瓦斯積聚。人員定位系統(tǒng)和通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，可及時(shí)查找人員位置，為受困人員提供最近的避難路徑。緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)可以為井下工人提供自救器、救生艙、避難所等逃生避難的裝備，并且可以為受困人員提供生存下去的氧氣及清潔水源，增加救援時(shí)間，降低事故的傷亡程度。

5 結(jié) 論

（1）礦山安全事故現(xiàn)狀雖然有所改善，但由于其基數(shù)較大，形勢(shì)依然十分嚴(yán)峻。

（2）雖然礦山事故類型繁多，但有其頻發(fā)的主要事故類型。如果影響礦山安全的主要事故類型能夠得到很好的預(yù)防及控制，礦山安全現(xiàn)狀就可以得到很大的改善。

（3）“六大系統(tǒng)”針對(duì)礦山安全的需要，可以很好地預(yù)防與監(jiān)測(cè)事故的發(fā)生，改善工作環(huán)境，提高系統(tǒng)運(yùn)作效率，有效地降低事故的危害程度。

（4）2010～2011年，“六大系統(tǒng)”還沒有覆蓋國內(nèi)所有的礦山，但礦山的安全生產(chǎn)已取得了顯著的效果。因此有必要要求所有礦山逐步完善并最終全部安裝“六大系統(tǒng)”。

［1］ 杭銀建.煤礦企業(yè)安全文化及其建設(shè)［J］.安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2006（S1）：49－51.

［2］ 安監(jiān)總管［2010］168號(hào).金屬非金屬地下礦山安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”安裝使用和監(jiān)督檢查暫行規(guī)定［S］.

［3］ 李新娟.中國煤礦安全狀況與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展關(guān)系的研究［J］.安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，8（4）：197－202.

［4］ 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局調(diào)度中心.國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局政府網(wǎng)站事故查詢系統(tǒng)［OL］.［2012－04－20］.http：／／media.chinasafety.gov.cn：8090／iSystem／shigumain.jsp.

［5］ 毛春雷，許 暉.金屬礦山安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”設(shè)計(jì)思路［J］.金屬礦山，2012（5）：126.

［6］ 孫繼平.煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”的作用和配置方案［J］.工礦自動(dòng)化，2010（11）：1－4.

［7］ 搜狐新聞網(wǎng).智利一銅礦發(fā)生塌方事故33名礦工被困17天生 還 ［N／OL］.［2010－08－23］.http：／／news.sohu.com／20100823／n274407671.shtml.

［8］ 中國煤礦安全網(wǎng).黑龍江省新興煤礦“11·21”事故調(diào)查處理的 通 報(bào) ［EB／OL］.［2010－12－11］.http：／／www.mkaq.cn／sgal／tbdc／2010／1211／65900.html.