—— 以煤巷综掘工作面掘进工艺为例 ——
安全工程本硕 2401 班 · 扶凯
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课堂任务:分组选择熟悉的生产工艺过程(案例),应用 LEC、MES 及 MLS 评价法进行安全评价。
| 环节 | 内容 |
|---|---|
| ① 案例选择 | 煤巷综掘工作面掘进工艺(高危工序集中,事故案例资料充分) |
| ② 危险辨识 | 辨识危险有害因素,划定 3 个典型评价单元 |
| ③ 三法评价 | LEC → MES → MLS 逐一取值、计算、分级 |
| ④ 对比讨论 | 三种方法的结果对比、适用性分析 |
| ⑤ 管控建议 | 按评价结果提出风险分级管控措施 |
| 条件设定 | 说明 |
|---|---|
| 巷道条件 | 高瓦斯矿井煤巷,半煤岩巷道,矩形断面,锚网索联合支护,煤层有煤尘爆炸危险性 |
| 通风方式 | 压入式局部通风机供风(双风机双电源),风筒末端距迎头不超过 5 m |
| 作业制度 | "三八制"作业,掘进班每班下井作业约 8 h,逐日暴露 |
| 评价单元 | U1 迎头瓦斯积聚条件下作业 U2 迎头空顶区作业 U3 综掘机割煤产尘作业(爆炸+尘肺) |
| 类别 | 主要危险有害因素 | 可能导致的事故 | 是否列入评价 |
|---|---|---|---|
| 瓦斯 | 局扇停风 / 风筒破损脱节致无风微风、循环风,迎头瓦斯积聚超限 | 瓦斯爆炸、窒息 | U1 评价 |
| 顶板 | 迎头空顶距超标、临时支护(前探梁 / 机载支护)使用不及时、锚杆预紧力不足 | 冒顶片帮、伤亡 | U2 评价 |
| 煤尘 | 综掘机截割产尘强度大,内外喷雾 / 除尘风机失效;长期接尘 | 煤尘爆炸、尘肺病 | U3 评价 |
| 机电运输 | 综掘机截割部伤人、电缆失爆、带式输送机摩擦起火 | 触电、机械伤害、火灾 | 本次不展开 |
| 其他 | 巷道贯通误透老空、积水、放炮作业(岩巷段) | 透水、放炮事故 | 本次不展开 |
依据 GB/T 13861《生产过程危险和有害因素分类与代码》及《煤矿安全规程》相关条款辨识。
Graham–Kinney 法,D = L × E × C
| D 分值 | 危险程度 |
|---|---|
| > 320 | 极其危险 不能继续作业 |
| 160 ~ 320 | 高度危险 需立即整改 |
| 70 ~ 160 | 显著危险 需要整改 |
| 20 ~ 70 | 一般危险 需要注意 |
| < 20 | 稍有危险 可以接受 |
特点:简单易行、考虑可能性—暴露—后果三要素;但取值依赖经验,未考虑控制措施状态。
| 评价单元 | L 取值及理由 | E 取值 | C 取值及理由 | D = L·E·C | 等级 |
|---|---|---|---|---|---|
| U1 迎头瓦斯积聚 | L=3 可以发生(风筒管理不到位、停风未撤人的情形可能出现) | 6(每天工作时间暴露) | C=40 多人死亡(瓦斯爆炸) | 3×6×40 = 720 | 极其危险 |
| U2 空顶区作业 | L=6 相当可能(空顶距超标、临时支护不及时在掘进迎头屡有发生) | 6(每天工作时间暴露) | C=7 严重伤害(冒顶片帮伤人) | 6×6×7 = 252 | 高度危险 |
| U3 割煤产尘 | L=1 完全意外、很少可能(有隔爆措施,爆炸概率低) | 6(每天工作时间暴露) | C=15 一人死亡或多人重伤 | 1×6×15 = 90 | 显著危险 |
结论:U1 迎头瓦斯积聚为首要风险,必须立即停止作业、切断电源、撤离人员并整改;U2 限期整改;U3 需要整改并关注职业病风险。
LEC 的改进,引入控制措施状态 M:R = M × E × S
| R = M·E·S | 风险程度(等级) |
|---|---|
| > 180 | 重大风险(1 级) |
| 90 ~ 150 | 较大风险(2 级) |
| 50 ~ 80 | 一般风险(3 级) |
| 20 ~ 48 | 低风险(4 级) |
| ≤ 18 | 轻微风险(5 级) |
取值准则参照应急管理部双重预防机制建设指南附录(MES 分级为准:>180 / 90-150 / 50-80 / 20-48 / ≤18)。
| 评价单元 | M 取值及理由 | E 取值 | S 取值及理由 | R = M·E·S | 等级 |
|---|---|---|---|---|---|
| U1 迎头瓦斯积聚 | M=5 瓦斯电闭锁失效或停风不停电时,监控与撤人措施形同虚设 | 6 | S=10 多人死亡 | 5×6×10 = 300 | 重大风险 1级 |
| U2 空顶区作业 | M=3 有前探梁 / 机载支护但存在使用不及时、围岩离层不易被发现 | 6 | S=8 一人死亡 | 3×6×8 = 144 | 较大风险 2级 |
| U3 割煤产尘 | M=1 综掘机内外喷雾、除尘风机、隔爆水棚等降尘隔爆措施有效 | 6 | S=4 永久失能(尘肺) | 1×6×4 = 24 | 低风险 4级 |
说明:MES 法因考虑了控制措施状态 M,U3 割煤产尘在"措施有效"前提下风险明显低于 LEC 法结论,体现了对现场管控水平的敏感度。
由中国地质大学马孝春博士提出,是 LEC / MES 的进一步改进,可对多个危险因素叠加计算,并将后果细化为四类损失之和:
R = Σi=1..n Mi · Li · ( Si1 + Si2 + Si3 + Si4 )
| 参数 | 含义与取值方法 |
|---|---|
| n | 评价单元内危险因素个数(本次每单元取主导危险因素 n=1) |
| Mi | 第 i 个危险因素的控制与监测措施状态,M = M1(控制)+ M2(监测),取值 1~10 |
| Li | 事故发生频率,L = 365 ÷ 事故平均发生间隔(天) |
| Si1 | 一次性人员伤亡损失 |
| Si2 | 职业病损失(即使不发生事故也存在,按一年治疗费计) |
| Si3 / Si4 | 财产损失 / 环境污染与破坏损失;S 合计按 每 10 万元 = 1 个单位 折算 |
特点:后果同时计入人员伤亡、职业病、财产与环境四类损失,兼顾"一次性事故后果"与"长期累积影响",结果用于风险排序与优先管控。
| 单元 | M(控制+监测) | L = 365/间隔天数 | S 各类损失(万元) | S 合计÷10 | R = M·L·S | 排序 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 瓦斯爆炸 | 5(控制 3 + 监测 2) | 365 ÷ 730 = 0.5(同类事故约 2 年 1 起) | 伤亡 300 + 职业病 20 + 财产 500 + 环境 10 | 83 | 5×0.5×83 = 207.5 | ① 最高 |
| U2 顶板冒落 | 3(控制 2 + 监测 1) | 365 ÷ 120 ≈ 3(约 4 个月 1 起冒顶) | 伤亡 100 + 职业病 0 + 财产 20 + 环境 0 | 12 | 3×3×12 = 108 | ② 次之 |
| U3 煤尘(爆炸+尘肺) | 3(控制 2 + 监测 1) | 365 ÷ 365 = 1 | 伤亡 50 + 尘肺治疗 5/年 + 财产 10 + 环境 0 | 6.5 | 3×1×6.5 = 19.5 | ③ 最低 |
结论:R 值排序 U1 (207.5) > U2 (108) > U3 (19.5),与 LEC / MES 的管控优先级一致;MLS 额外揭示了 U3 的尘肺职业病长期损失——即使不发生事故,该项损失也在持续发生。
LEC(D 值)
MES(R 值)
MLS(R 值)
注:三种方法量纲不同,柱长仅在同一方法内比较;核心看排序与分级是否一致。
| 方法 | 考虑因素 | 优点 | 局限 |
|---|---|---|---|
| LEC | 可能性 L、暴露 E、后果 C | 简单直观,半定量经典方法 | 未考虑控制措施状态;取值主观性大 |
| MES | M、E、S(引入控制措施状态) | 反映现场管控水平,分级与双重预防机制衔接 | 后果仅按人身伤害分档,不含财产/环境 |
| MLS | M、L、四类损失(伤亡/职业病/财产/环境) | 多因素叠加;计入职业病与环境长期损失,最贴近真实后果 | 需事故频率与损失金额数据,取值工作量大 |
共同结论:三种方法对风险排序完全一致——U1 瓦斯 > U2 顶板 > U3 煤尘,验证了结果的稳健性;差异体现在 U3 煤尘:LEC 定为"显著"、MES 因措施有效降为"低风险"、MLS 揭示其尘肺长期损失,提示评价结论要结合方法特点解读。
| 单元 / 等级 | 管控措施 | 管控层级 |
|---|---|---|
| U1 瓦斯 重大 | 双风机双电源自动切换与风电瓦斯闭锁,"三专两闭锁"常态化试验;无风、微风立即停工撤人;风筒逢环必挂、末端距迎头≤5 m;瓦检员巡回检查与"一炮三检""三人连锁放炮制"(岩巷段) | 矿级(红线管控) |
| U2 顶板 较大 | 严格执行敲帮问顶与最大空顶距(循环进尺)管控;强制使用机载临时支护/前探梁;锚杆锚索逐根检测预紧力;围岩离层仪在线监测预警 | 区队级 |
| U3 煤尘 低/一般 | 综掘机内外喷雾+除尘风机+隔爆水棚定期检查维护;冲洗巷帮、水幕净化;接尘人员佩戴防尘口罩并定期职业健康体检(针对尘肺长期风险) | 班组级 |
按"风险等级越高、管控层级越高"的原则落实分级管控,形成隐患排查治理闭环(双重预防机制)。
| 主要依据 |
|---|
| 《安全系统工程》教材(LEC/MES/MLS 方法章节);应急管理部及各省《企业安全生产风险分级管控与隐患排查治理双重预防机制建设指南》附录取值准则;《煤矿安全规程》(2022)掘进通风与顶板管理相关条款;MLS 法原始文献(马孝春,中国地质大学) |