2019—2021年煤矿顶板事故统计分析_程磊.pdf

第42卷第02期2023年02月煤炭技术Coal TechnologyVol.42 No.02Feb.2023doi:10.13301/ki.ct.2023.02.0310引言我国作为世界上的产煤大国，煤矿安全一直是我国亟待解决的问题，其中，顶板事故作为我国煤矿事故中发生最为频繁的一类事故，发生占比达50%以上，给社会和人们造成了极大的困扰，因此，揭示顶板事故发生规律，探索针对顶板事故防治措施，刻不容缓。就煤矿事故统计分析，已有学者涉足该领域，并从不同的维度进行了研究，主要包括百万吨死亡率、地域、类型、月份、时间段、诱因等；景国勋等首次对交接班前后2 h内的煤矿事故进行了分析；黄继广等首次通过建立Brown线性趋势模型，对20192021年的煤矿百万吨死亡率进行了预测；张培森等就20082020年间的煤矿事故数据建立了事故等级与类型关系的数学模型。就检索到的文献分析可知，煤矿事故统计分析维度较多，但缺乏针对作业场所、工种等的研究。本文基于国家公示的煤矿事故数据以及调查报告，通过Origin和ABC分类法进行分析，以期有助于推动新时期下我国顶板事故防治工作。1顶板事故基本情况顶板事故以多发性为主要特征，对20192021年间，我国发生的119起顶板伤亡事故进行了不完*NSFC河南联合基金重点项目(U1904210)20192021 年煤矿顶板事故统计分析*程磊1，2，许艳之1，2，景国勋3（1.河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作454003；2.河南理工大学 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心，河南 焦作454003；3.安阳工学院，河南 安阳455099）摘要：着眼煤矿顶板事故，运用数理统计、关联度分析与ABC分类法，从事故类别、月份、作业场所、工种、主导原因5个维度进行分析，以揭示顶板事故一般规律。结果表明：我国近3 a冒顶是顶板事故最主要的事故类型，风险性大小为冲击地压冒顶片帮；顶板事故次数与伤亡人数存在较大关联性，1、3、68月是顶板事故多发月份；顶板事故防治的关键区域是采煤、掘进和综采工作面，关键工种是掘进工、采煤工、支护工和维修工；冒险违章、自然因素和违章指挥作为顶板事故三大主导因素，冒险违章所致事故最多，空顶作业是其主要的表现形式。关键词：顶板事故；统计分析；防治措施中图分类号：TD77；X913文献标志码：A文章编号：1008 8725（2023）02 135 04Statistical Analysis of Coal Mine Roof Accidents from 2019 to 2021CHENG Lei1，2，XU Yanzhi1，2，JING Guoxun3(1.School of Safety Science and Engineering，Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454003,China；2.Henan CollaborativeInnovation Center of Coal Work Safety and Clean-efficiency Utilization,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454003,China；3.Anyang Institute of Technology,Anyang 455099,China）Abstract:In order to promote the prevention and control of roof accidents in the new period in China,focuses on the coal mine roof accident,using mathematical statistics,analysis of correlation combinedwith ABC classification,focusing on the analysis of accident type,month,workplace,kind of workerand main accident causes,to reveal the general law of roof accidents and put forward correspondingmeasures.The results show that:the roof accidents in the past three years,the roof fall is the mostfrequent,the next is the rock burst and the risk is:rock burst roof fall rib spalling;the number ofroof accidents is closely related to the number of casualties;January,March and JuneAugust are themonths with high incidence of roof accidents;to prevent and control the accidents of roof,the key areasinclude coal mining face,driving face and fully mechanized mining face;the critical types of workersinclude the road header,the coal miner,the support worker and the maintenance worker;risk violation,natural factor and illegal command are the three leading factors of roof accident,the most accidents arecaused by risk violation,and the main form of which is aerial roof operations.Key words:roof accident；statistical analysis；prevention and control measures135第42卷第02期20192021年煤矿顶板事故统计分析程磊，等Vol.42 No.02全统计，以上事故共造成238人死亡，分析表明，受新冠疫情以及煤矿安全专项整治3 a行动的影响，我国近3 a的顶板事故发生频率逐年降低且伤亡人数也呈下降趋势，如图1所示。图120192021年顶板事故发生及伤亡趋势图2顶板事故具体统计与分析2.1按类型展开（1）顶板事故按类型统计我国20192021年间各类型顶板事故统计数据如表1所示。表120192021年各类型顶板事故统计表（2）顶板事故按类型分析绘制各类型顶板事故柱状图如图2所示。顶板事故类型图220192021年各类顶板事故统计图分析知，我国近3 a的顶板事故以冒顶（86.6%）、片帮(5.9%)、冲击地压(7.5%)为主。冒顶以一般事故居多，平均每起事故可致1.8人死亡，致使我国顶板事故以一般事故为主，顶板事故风险行为较小；冲击地压3 a内共发生9次，占比较小，但以较大事故为主，平均每起事故可致5.1人死亡。通过：风险=概率严重度，可知各类事故的风险性大小为冲击地压冒顶片帮。冒顶受多方面因素影响，包括自然因素和非自然因素（人、机、管），并以非自然因素为主，又在我国多发局部冒顶，能量释放较小，因此造成的伤亡人数较少。冲击地压主要取决于煤和岩体弹性势能的积聚情况，多以自然因素（如：断层错动）为主，结合能量转移理论可知，一旦发生冲击地压，大量能量突然释放作用于巷道、工作面、机械、人体上，造成巨大伤害，因此其危险程度极大。2.2按月份展开2.2.1顶板事故按月份统计20192021年间我国的煤矿顶板事故各月份的事故次数及伤亡人数统计如表2所示。表220192021年各月份顶板事故统计表2.2.2顶板事故按月份分析（1）事故次数与伤亡人数之间的关联度分析事故次数与伤亡人数之间的关联度分析如表3所示。表3关联度分析表关联系数R（i）=min+max（i）+max（1）关联度r=11212i=1R（i）=0.623（2）式中max最大对应差数；min最小对应差数；分辨系数（此处取=0.5）；i月份，i=1，2，312。表明顶板事故的发生次数与伤亡人数具有较大关联性，这给人们防治顶板事故具有一定的启示意义：减少顶板事故的伤亡人数，可以优先从减少事故次数入手，采取各种措施以减少事故发生概率，后配合措施以降低事故严重程度，进而实现降低顶板事故风险的目的。（2）顶板事故按月份分析20192021年我国各月份顶板事故次数及相应伤亡人数情况如图3所示。分析可知，我国顶板事故集中发生在1月、3月和68月，且伤亡人数居高不下，12月份我国的顶板事故风险最小。主要因为1月份是春节前期，气候正值严寒，煤炭需求加大，煤矿开采任务繁重，在时间紧任务重的前提下，增加了人和支护设备的负担，事故类型冒顶片帮冲击地压一般事故8971较大事故1308重大事故100特大事故000小计10379伤亡人数/人1771051平均伤亡人数/人次-11.81.35.1事故次数/次1209060300月份事故次数/次伤亡人数/人11238271631213411145121861434714238152795121072211861224初值项事故次数伤亡人数对应差数月份10.8010.2020.470.420.0530.800.340.4640.730.370.3650.800.470.3360.930.890.0470.930.610.32810.710.2990.330.320.01100.470.580.11110.530.160.37120.130.110.02201920202021事故次数/次755025020015010050年份伤亡人数/人事故次数伤亡人数事故次数/次冒顶片帮冲击地压事故总次数一般事故较大事故重大事故特大事故136第42卷第02期Vol.42 No.0220192021年煤矿顶板事故统计分析程磊，等致使生产过程中容易出现问题；3月份，正值春节假期结束，员工心情浮躁，再加上重新回到岗位，工作熟练度下降，安全意识有所降低，导致这一时期顶板事故频发；68月份，天气炎热，人们内心易烦躁，人类肌肉容易产生疲劳，煤矿工作者注意力不能很好得到分配，增加了人的不安全行为的产生，加之此阶段雨水充沛，容易导致积水，浸泡顶板，使顶板软化，增加岩石的破碎程度，提高煤岩冒落和片帮的可能性。图320192021年各月份顶板事故统计图2.3按作业场所展开（1）顶板事故按作业场所统计对20192021年间我国顶板事故常发的作业场所进行事故统计，如表4所示。表420192021年顶板事故场所统计表（2）顶板事故按作业场所分析绘制20192021年常发顶板事故的作业场所ABC分类图，如图4所示。工人作业场所图420192021年顶板事故场所ABC分类图分析可知，我国顶板事故主要集中发生在采煤、掘进和综采工作面，最少的是炮采工作面。主要原因是事故多发工作面是工人接触最多，工作量和设备最多的区域，伴随大量工作扰动，工作面原有结构破环严重，顶板岩石的破碎程度加剧，应力失衡，局部应力集中，加之大量工人作业，人的不安全行为也随之增多，增加了事故发生的可能性；人员直接暴露在危险作业场所的频率高；事故一旦发生，人员和设备易损伤破坏，事故严重程度较大，结合LEC分析法可知，此3类工作面的危险性极大。相比之下，炮采工作面人员少，工作量相对较少，管理更为严格，事故不易发生，危险性相对较小。运用ABC分类法分析表明，采煤、掘进以及综采工作面应是顶板事故管理最关键的区域，其次是开拓巷道和回采工作面，维修工作面、准备巷道、轨道