CN113344360A - 一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法。步骤包括S1将地下矿山分为坠罐事故风险点、跑车事故风险点、火灾事故风险点、透水事故风险点、冒顶片帮事故风险点；S2风险点固有风险指标、要素的筛选；所述风险点固有风险指标包括高风险物品、高风险设备、高风险工艺、高风险场所、高风险作业；S3分别计算风险点固有危险指数h；S4单元固有危险指数H；S5计量单元初始高危风险管控频率G；S6单元初始高危安全风险值R0；S7计量单元现实风险RN，依据单元现实风险RN数值确定地下矿山单元风险分级标准。本发明提高金属非金属地下矿山的本质安全程度和安全管理水平，预防重特大事故，减轻事故危害后果，为金属非金属地下矿山安全风险管控提供指导。
Description
技术领域
本发明属于企业安全风险量化技术领域，具体涉及一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法。
背景技术
目前，我国金属非金属地下矿山安全生产形势严峻，重、特大事故的不断发生，对重大危险源量化已经成为当今公众和政府共同关心的问题，也成为我国经济和技术发展的重要研究对象之一。
对重大危险源进行辨识、分级和评估，能迅速有效地控制事故的发生，降低事故造成的损失，减小它对人类的伤害以及由此带来的重大损失。
统计分析结果表明：地下矿山事故类型主要为井下火灾、透水、冒顶片帮等；如果发生上述事故，很大程度上就会造成严重的人员伤亡和经济损失。
Garry等使用证据权重法对铅锌矿附近的风险进行评估，列出矿体附近所存在的各种隐患，对隐患发生的可能性进行分析，对矿体周围环境进行了系统研究。
Carpentier等提出了一种随机整数规划(SIP)模型，以在考虑地质不确定性的情况下优化地下矿山开采的长期调度。
王月根等通过MES风险评价法，利用检查条款按照相关的标准规范等，对已知的危险属性、存在不足和作业条件、人员操作以及作业管理过程中可能存在的危险因素加以识别和分析。
肖得英等采取危险元控制系数、危险源危险系数分别为事故可能造成得财产损失和事故影响范围最多的作业人数相乘，得到矿井最大预测可能造成得经济损失和最大预测可能造成的死亡人数，并根据矿山危险源等级评价表评判等级。
昝军等结合矿山一案三制应急管理体系建设的核心内容，进一步加强对金属非金属地下矿山安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防性工作机制。
依照《国务院安委会办公室关于印发标本兼治遏制重特大事故工作指南的通知》(安委办〔2016〕3号)结合事故规律特点，抓住关键部位、关键环节，开展金属非金属地下矿山安全风险量化，建立通用的金属非金属地下矿山安全风险量化方法，提出金属非金属地下矿山重大风险量化模型。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足提供一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法，用以提高金属非金属地下矿山的本质安全程度和安全管理水平，预防重特大事故，减轻事故危害后果，为金属非金属地下矿山的安全风险管控提供技术指导。
本发明的技术解决方案是：一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法，步骤包括：
S1将地下矿山分为坠罐事故风险点、跑车事故风险点、火灾事故风险点、透水事故风险点、冒顶片帮事故风险点；
S2风险点固有风险指标、要素的筛选，通过高危风险清单的形式进行表达；所述风险点固有风险指标包括高风险物品、高风险设备、高风险工艺、高风险场所、高风险作业；
S2.1坠罐事故风险点固有风险计量；
S2.2跑车事故风险点固有风险计量；
S2.3火灾事故风险点固有风险计量；
S2.4透水事故风险点固有风险计量；
S2.5冒顶片帮事故风险点固有风险计量；
S3分别计算坠罐事故风险点、跑车事故风险点、透水事故风险点、冒顶片帮事故风险点固有危险指数h；
S4坠罐事故风险点、跑车事故风险点、透水事故风险点、冒顶片帮事故风险点固有危险指数h的场所人员暴露指数加权累计值为单元固有危险指数H；
S5以单元安全生产标准化得分百分比的倒数作为单元风险频率指标，计量单元初始高危风险管控频率G；
S6将单元初始高危风险管控频率与单元固有危险指数聚合，得到单元初始高危安全风险值R0；
S7采用现实风险动态修正指数对单元初始高危安全风险值进行修正，计量单元现实风险RN，依据单元现实风险RN数值确定地下单元风险分级标准。
根据本发明实施例，所述S2.1坠罐事故风险点固有风险计量包括：
S2.1.1高风险设备设施hs以载人罐笼本质安全化水平来衡量，取值1～1.7，设备本质安全化水平与危险指数的对应关系表如下：
S2.1.2高风险场所E固有风险以风险点内暴露人数P来衡量，风险点暴露人员指数赋值表如下：
| 暴露人数(P) | E值 |
| 100人以上 | 9 |
| 30～99人 | 7 |
| 10～29人 | 5 |
| 3～9人 | 3 |
| 0～2人 | 1 |
；
S2.1.3高风险物品M由该风险点库内储存物的势能特性确定，以竖井井深等别分级结果确定M值，取值1～9，竖井井深与危险指数的对应关系表如下：
| 开采深度/m | w<sub>1</sub>＜250 | 250≤w<sub>1</sub>＜500 | 500≤w<sub>1</sub>＜750 | 750≤m<sub>1</sub>＜1000 | w<sub>1</sub>≥1000 |
| 危险指数(M) | 1 | 3 | 5 | 7 | 9 |
；
S2.1.4高风险工艺固有风险由监测监控设施失效率修正系数K1表征；
S2.1.5高风险作业由危险性修正系数K2表征。
根据本发明实施例，所述跑车事故风险点固有风险计量包括：
S2.2.1高风险设备设施hs以载人人车斜井人车本质安全化水平来衡量，取值1～1.7，设备本质安全化水平与危险指数的对应关系表如下：
S2.2.2高风险场所E固有风险以风险点内暴露人数P来衡量，风险点暴露人员指数赋值表如下：
| 暴露人数(P) | E值 |
| 100人以上 | 9 |
| 30～99人 | 7 |
| 10～29人 | 5 |
| 3～9人 | 3 |
| 0～2人 | 1 |
；
S2.2.3高风险物品M由该风险点库内储存物的势能特性确定，以竖井井深的斜长等别分级结果确定M值，取值1～9，垂直井深与危险指数的对应关系表如下：
| 开采深度/m | w<sub>1</sub>＜250 | 250≤w<sub>1</sub>＜500 | 500≤w<sub>1</sub>＜750 | 750≤w<sub>1</sub>＜1000 | w<sub>1</sub>≥1000 |
| 危险指数(M) | 1 | 3 | 5 | 7 | 9 |
；
S2.2.4高风险工艺由监测监控设施失效率修正系数K1表征，K1＝1+l，其中l表示监测监控设施失效率的平均值；
S2.2.5高风险作业由危险性修正系数K2表征，K2＝1+0.05t，其中t表示风险点涉及高风险作业种类数。
根据本发明实施例，所述火灾事故风险点固有风险计量包括：
S2.3.1高风险设备设施hs，地下矿井下火灾事故不涉及高风险设备设施，hs取值1
S2.3.2高风险场所E设置为可燃物存放区，以风险点内暴露人数P来衡量，风险点暴露人员指数赋值表如下：
| 暴露人数(P) | E值 |
| 100人以上 | 9 |
| 30～99人 | 7 |
| 10～29人 | 5 |
| 3～9人 | 3 |
| 0～2人 | 1 |
；
S2.3.3高风险物品M以火灾事故风险点物品取值，在1～9分档取值；
S2.3.4高风险工艺由监测监控设施失效率修正系数K1表征，K1＝1+l，其中l表示监测监控设施失效率的平均值；
S2.3.5高风险作业由危险性修正系数K2表征，K2＝1+0.05t，其中t表示风险点涉及高风险作业种类数。
根据本发明实施例，所述透水事故风险点固有风险计量包括：
S2.4.1高风险设备设施hs，地下矿井下透水事故不涉及高风险设备设施，hs取值1；
S2.4.2高风险场所E设置为最低中段，以风险点内暴露人数P来衡量，风险点暴露人员指数赋值表如下：
| 暴露人数(P) | E值 |
| 100人以上 | 9 |
| 30～99人 | 7 |
| 10～29人 | 5 |
| 3～9人 | 3 |
| 0～2人 | 1 |
；
S2.4.3高风险物品M以井下水文地质条件等别分级结果确定M值，取值1～9，井下水文地质条件与危险指数的对应关系表如下：
S2.4.4高风险工艺由监测监控设施失效率修正系数K1表征，K1＝1+l，其中l表示监测监控设施失效率的平均值；
S2.4.5高风险作业由危险性修正系数K2表征，K2＝1+0.05t，其中t表示风险点涉及高风险作业种类数。
所述冒顶片帮事故风险点固有风险计量包括：
S2.5.1高风险设备设施hs将带压顶板岩体质量指标作为评估指标，岩体基本质量与危险指数的对应关系表如下：
S2.5.2高风险场所E设置为顶板暴露面积，以风险点内暴露人数P来衡量，风险点暴露人员指数赋值表如下：
| 暴露人数(P) | E值 |
| 100人以上 | 9 |
| 30～99人 | 7 |
| 10～29人 | 5 |
| 3～9人 | 3 |
| 0～2人 | 1 |
；
S2.5.3高风险物品M由该风险点库内储存物的势能特性确定，以采空区处理程度等别分级结果确定M值，采空区处理程度与危险指数的对应关系表如下：
S2.5.4高风险工艺由监测监控设施失效率修正系数K1表征，K1＝1+l，其中l表示监测监控设施失效率的平均值；
S2.5.5高风险作业由危险性修正系数K2表征，K2＝1+0.05t，其中t表示风险点涉及高风险作业种类数。
根据本发明实施例，所述风险点固有危险指数h的计算公式如下
h＝hsMEK1K2
式中：hs—风险点固有风险指数；
M—物质危险系数；
E—场所人员暴露指数；
K1—监测监控失效率修正系数；
K2—危险性修正系数；
单元固有风险指数H定义为
式中：hi——单元内第i个风险点固有危险指数；
Ei——单元内第i个风险点场所人员暴露指数；
F——单元内各风险点场所人员暴露指数累计值；
n——单元内风险点数。
根据本发明实施例，所述现实风险动态修正指数包括高危风险监测监控特征指标、事故隐患数据动态修正系数、特殊时期指标、高危风险物联网指标、自然环境指标、预警处置指标；
高危风险监测监控特征指标指安全生产的动态在线监测数据，包括坝体位移、浸润线深度、库水位；
高危风险监测监控特征指标由高危风险动态监测特征指标报警信号系数K3表征；
在线监测项目实时报警分一级报警(黄色报警)、二级报警(橙色报警)和三级报警(红色报警)；
当在线监测项目达到3项一级报警时，记为1项二级报警；当监测项目达到2项二级报警时，记为1项三级报警；
由此，设定一、二、三级报警的权重分别为1、3、6，归一化处理后的系数分别为0.1、0.3、0.6，即报警信号修正系数，公式描述为：K3＝1+0.1a1+0.3a2+0.6a3
K3——高危风险动态监测特征指标报警信号系数；
a1——黄色报警次数；
a2——橙色报警次数；
a3——红色报警次数；
若高危风险在线监测特征指标较少或预警信号只分为“正常”、“不正常”两种，若在线监测特征指标预警信号正常时，K3＝1；若不正常，对初始的单元现实风险R0提一档；事故隐患数据动态修正系数BS修正方法：将一般事故隐患按照安全生产标准化评定标准对应的考评办法对其进行扣分，再将扣分值修正企业安全生产标准化得分，进而实现动态更新；
规则为：(1)将一般事故隐患的扣分值修正初始单元高危风险管控指标(G)；
(2)将重大事故隐患对初始的单元现实风险R0提一档；
特殊时期指标指法定节假日、国家或地方重要活动时期；
高危风险物联网指标指近期单元发生生产安全事故及国、内外发生的典型同类事故；所述近期一般为1个月～6个月；
自然环境指标指区域内发生气象、地震、地质灾害；
特殊时期指标、高危风险物联网、自然环境指标对单元初始高危安全风险值R0提一档；预警处置指标修正方法：出现黄色预警信息，企业在24h内未进行处置；出现橙色预警信息，企业在12h内未进行处置，对单元初始高危安全风险值R0提一档；
单元现实风险RN为现实风险动态修正指标对单元初始高危安全风险值R0进行修正的结果。
根据本发明实施例，所述高危风险动态监测特征指标报警信号系数K3动态修正风险点固有危险指数h，得到风险点固有危险指数动态监测指标修正值hd；公式表述为
hd＝hK3
hd——风险点固有危险指数动态监测指标修正值；
h——风险点固有危险指数；
K3——高危风险动态监测特征指标报警信号修正系数；
单元区域内存在若干各风险点，单元固有危险指数动态修正值HD为若干风险点固有危险指数动态监测指标修正值hdi与场所人员暴露指数加权累计值；公式表述为：
HD——单元固有危险指数动态修正值；
hdi——单元内第i个风险点固有危险指数动态监测指标修正值；
Ei——单元内第i个风险点场所人员暴露指数；
F——单元内各风险点场所人员暴露指数累计值；
n——单元内风险点数；
单元初始高危安全风险R0通过将单元高危风险管控频率G与固有风险指数聚合：
R0＝GHD
R0——单元初始高危安全风险值；
G——单元风险管控频率指数值；
HD——单元固有危险指数动态修正值。
单元现实风险遵循从严从高的原则分为四级，不同级别风险对应不同的预警等级和预警信号，见下表。
| 现实风险值R<sub>N</sub> | 风险等级 | 风险等级符号 | 预警级别 |
| 30＞R<sub>N</sub> | 四级风险 | IV | 蓝色不预警 |
| 50＞R<sub>N</sub>≥30 | 三级风险 | III | 黄色预警 |
| 85＞R<sub>N</sub>≥50 | 二级风险 | II | 橙色预警 |
| R<sub>N</sub>≥85 | 一级风险 | I | 红色预警 |
所述单元风险分级标准应用地下矿山企业整体风险标准化得分，企业整体风险等级R由企业内单元现实风险最大值max(RNi)确定，即R＝max(RNi)。
本发明的有益技术效果是：(1)提出由单元到风险点的金属非金属地下矿山重大风险量化方法；(2)编制汇总金属非金属地下矿山的单元高危风险清单，为后期的风险评价提供依据和参考；(3)参照改进的风险管控清单，结合实际完善隐患排查治理制度与隐患排查治理清单，使隐患排查工作更有针对性；(4)对照高危风险清单，确定分析对象，减少对重大安全风险管控的盲目性，实现靶向感知，避免受从业人员对法规标准和有关知识、经验的局限；(5)集合高危险事故的诱发因素、后果严重性、社会承载能力、安全隐患、事故的大数据建立风险分析模型，计算出风险值；高危险风险值也是动态变化的，如大幅提高某一高风险设备的管理水平，其风险值也随之降低；但如果社会承载能力减小，即便管理水平有所提高，其风险值也是上升的；(6)根据高危险风险值和风险系数，建立统一的风险等级体系和预警值；(7)根据金属非金属地下矿山的有关技术资料和现场调查、类比分析结果，在辨识分析的基础上对风险点风险严重度(固有风险)评估；通过典型金属非金属地下矿山使用本评估模型进行应用，验证了评估模型的可行性；(8)通过实施各单元的风险分级管控，可以全员安全风险意识显著增强，安全风险从被动防控向主动防控转变，确保安全风险预警及时准确、安全隐患及时消除；(9)各部门、车间、班组按照相关标准对安全风险进行辨识，有利于确定安全风险类别，明确安全风险等级，科学制定企业安全风险等级分布清单和安全风险分布图；(10)以提高金属非金属地下矿山的本质安全程度和安全管理水平，预防重特大事故，减轻事故危害后果为目的，为金属非金属地下矿山安全风险管控提供理论与技术指导。
附图说明
图1是金属非金属地下矿山重大安全风险重大风险量化方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明做进一步详细的说明。
一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法，其步骤包括：
S1将地下矿山分为坠罐事故风险点、跑车事故风险点、火灾事故风险点、透水事故风险点、冒顶片帮事故风险点；
S2风险点固有风险指标、要素的筛选，通过高危风险清单的形式进行表达；所述风险点固有风险指标包括高风险物品、高风险设备、高风险工艺、高风险场所、高风险作业；
S2.1坠罐事故风险点固有风险计量；
S2.2跑车事故风险点固有风险计量；
S2.3火灾事故风险点固有风险计量；
S2.4透水事故风险点固有风险计量；
S2.5冒顶片帮事故风险点固有风险计量；
S3分别计算坠罐事故风险点、跑车事故风险点、透水事故风险点、冒顶片帮事故风险点固有危险指数h；
S4坠罐事故风险点、跑车事故风险点、透水事故风险点、冒顶片帮事故风险点固有危险指数h的场所人员暴露指数加权累计值为单元固有危险指数H；
S5以单元安全生产标准化得分百分比的倒数作为单元风险频率指标，计量单元初始高危风险管控频率G；
S6将单元初始高危风险管控频率与单元固有危险指数聚合，得到单元初始高危安全风险值R0；
S7采用现实风险动态修正指数对单元初始高危安全风险值进行修正，计量单元现实风险RN，依据单元现实风险RN数值确定地下单元风险分级标准。
根据金属非金属地下矿山自身生产工艺复杂程度、设备设施分布状况和管理需要划分评估单元。
依据每个作业单元可能存在的危害，判定危害产生的后果及可能性，二者相乘，得出所确定危害的风险。风险的数学表达式为：Rv＝L×S
Rv——风险值；
L——发生伤害的可能性；
S——发生伤害后果的严重程度。
依据每个作业单元可能存在的危害，判定危害产生的后果及可能性，二者相乘，得出所确定危害的风险。
在高危固有风险因子辨识后，将各个风险点的高危风险因子辨识结果整理汇编成单元固有风险清单，并按规定及时更新。
单元动态风险因子辨识：运用各种方法系统、连续地识别单元的动态风险因子，高危风险动态监测因子、安全生产基础管理动态因子、自然环境动态因子、物联网大数据动态因子、特殊时期动态因子等。
所述高危风险动态监测因子从企业现有的监测系统提取，如地压、气体成分、矿坑涌水等，此因子作为对风险点固有危险指数动态修正。
所述事故隐患动态因子从隐患排查系统提取，分为一般事故隐患、重大事故隐患2项指标。
所述自然环境动态因子从气象系统获取，选取对本单元事故发生有影响的气象和地质灾害数据。
所述物物联网大数据动态因子从国家安全大数据平台提取，选取与本单元系统相关的同类型事故数据。
所述特殊时期动态因子从政务网、国家日历获取，选取两会、国家法定节假日作为动态数据。
风险点固有风险指标重点将高风险物品、高风险工艺、高风险设备、高风险场所、高风险作业作为指标体系的五个风险因子，分析指标要素与特征值，构建金属非金属地下矿山固有风险指标体系。
单元风险频率指标：将企业安全管理现状整体安全程度表征单元高危风险管控频率指标。
单元现实风险动态修正指标：动态风险指标体系重点从高危风险监测特征指标、事故隐患动态指标、物联网大数据指标、特殊时期指标、自然环境等方面分析指标要素与特征值，构建指标体系。
固有风险指标重点将高风险物品(如能量)、高风险工艺(如罐笼钢丝绳在线监测、视频监控设施等监测监控设施)、高风险设备(如载人罐笼)、高风险场所(如罐笼)、高风险作业(如罐笼涉及的高风险作业，如特种作业、危险作业、特种设备作业等)作为指标体系的五个风险因子，分析指标要素与特征值，构建固有风险指标体系。
风险管控指标：将企业安全管理现状整体安全程度表征单元高危风险管控频率指标。安全生产标准化是企业安全管控水平的重要衡量。
《企业安全生产标准化基本规范》(GB/T33000-2016)指出企业根据自身安全生产实际，从目标职责、制度化管理、教育培训、现场管理、安全风险管控及隐患排查治理、应急管理、事故管理、持续改进8个要素内容实施标准化管理。
风险动态调整指标：安全状态是动态变化的，会随着监测指标、管控状态、外部自然环境以及事故大数据分析结果而变化，动态风险指标体系重点从高危风险监测特征指标、安全生产基础管理动态指标、特殊时期指标、高危风险物联网指标、自然环境等方面分析指标要素与特征值。
固有风险指标计量模型：风险点固有风险指标的计量包括高风险物品、高风险设备、高风险工艺、高风险场所、高风险作业的计量。
A)高风险设备：由设备固有危险指数hs来表征。
B)高风险物品：高风险物品由物质危险指数M表征。
C)高风险场所：高风险场所由场所人员暴露指数E来表征。
D)高风险工艺：高风险工艺由监测监控设施失效率修正系数K1表征。
E)高风险作业：高风险作业由高风险作业修正系数K2表征。
将风险点危险指数h定义为h＝hsMEK1K2
hs——高风险设备指数；
M——物质危险系数；
E——场所人员暴露指数；
K1——监测监控失效率修正系数；
K2——高风险作业危险性修正系数。
坠罐事故风险点固有风险计量。
高风险设备设施(hs)一载人罐笼；高风险设备设施以载人罐笼本质安全化水平来衡量，取值1～1.7。
设备本质安全化水平与危险指数的对应关系表如下：
高风险场所E固有风险以风险点内暴露人数P来衡量，风险点暴露人员指数赋值表如下：
| 暴露人数(P) | E值 |
| 100人以上 | 9 |
| 30～99人 | 7 |
| 10～29人 | 5 |
| 3～9人 | 3 |
| 0～2人 | 1 |
高风险物品(M)(能量)。高风险物品由该风险点库内储存物的势能特性确定，参考矿山安全评价分级方法，以竖井井深等别分级结果确定M值，取值1～9。
竖井井深与危险指数的对应关系表如下：
| 开采深度/m | w<sub>1</sub>＜250 | 250≤w<sub>1</sub>＜500 | 500≤w<sub>1</sub>＜750 | 750≤w<sub>1</sub>＜000 | w<sub>1</sub>≥1000 |
| 危险指数(M) | 1 | 3 | 5 | 7 | 9 |
注：采用“开采深度达到800m以上的矿井”中的800m表征井筒深度。
高风险工艺指罐笼钢丝绳在线监测、视频监控设施等监测监控设施的失效率；由监测监控设施失效率修正系数(体现工艺风险)K1表征；见下表
高风险作业指罐笼涉及的高风险作业，如特种作业、危险作业、特种设备作业等；由危险性修正系数K2表征，见下表。
跑车事故风险点固有风险计量。
高风险设备设施(hs)-斜井人车，高风险设备设施以载人人车本质安全化水平来衡量，取值1～1.7。
设备本质安全化水平与危险指数的对应关系表如下：
高风险场所E固有风险以风险点内暴露人数P来衡量，风险点暴露人员指数赋值表如下：
| 暴露人数(P) | E值 |
| 100人以上 | 9 |
| 30～99人 | 7 |
| 10～29人 | 5 |
| 3～9人 | 3 |
| 0～2人 | 1 |
高风险物品(M)-垂直深度；高风险物品由该风险点库内储存物的势能特性确定，参考矿山安全评价分级方法，以竖井井深的斜长等别分级结果确定M值，取值1～9，见下表。
| 开采深度/m | w<sub>1</sub>＜250 | 250≤w<sub>1</sub>＜500 | 500≤w<sub>1</sub>＜750 | 750≤w<sub>1</sub>＜1000 | w<sub>1</sub>≥1000 |
| 危险指数 | 1 | 3 | 5 | 7 | 9 |
高风险工艺指人车钢丝绳在线监测、视频监控设施等监测监控设施的失效率；由监测监控设施失效率修正系数(体现工艺风险)K1表征。
高风险作业指人车涉及的高风险作业，如特种作业、危险作业、特种设备作业等；由危险性修正系数K2表征。
火灾风险点固有风险计量。
高风险场所(E)-可燃物存放区火灾事故风险点场所取值见下表。
| 暴露人数(P) | E值 |
| 100人以上 | 9 |
| 30～99人 | 7 |
| 10～29人 | 5 |
| 3～9人 | 3 |
| 0～2人 | 1 |
高风险物品(M)，火灾事故风险点物品取值见下表。
高风险作业指可燃存放区涉及的高风险作业，如特种作业、危险作业、特种设备作业等。由危险性修正系数K2表征。
透水事故风险点固有风险计量。
地下矿井下透水事故不涉及高风险设备设施，故hs取值1。
高风险场所指最低中段透水灾害范围内作业人员的暴露风险指数，以风险点内暴露人数P来衡量。
| 暴露人数(P) | E值 |
| 100人以上 | 9 |
| 30～99人 | 7 |
| 10～29人 | 5 |
| 3～9人 | 3 |
| 0～2人 | 1 |
高风险物品(M)水文地质条件。高风险物品由该风险点内储存物的势能特性确定，参考煤矿防治水手册，以井下水文地质条件等别分级结果确定M值，取值1～9。
高风险工艺指探水检测、降水量、探水作业面视频监控设施等监测监控设施的失效率，由监测监控设施失效率修正系数(体现工艺风险)K1表征。
高风险作业指探放排水涉及的高风险作业，如特种作业、危险作业、特种设备作业等，由危险性修正系数K2表征。
冒顶片帮事故风险点固有风险计量。
高风险设备设施(hs)-工程地质及应力条件。
从事故因果理论分析事故造成顶板破坏的起源物质就是带压顶板的压力查过顶板支撑时诱发的冒顶片帮事故灾害，即与工程地质条件与应力条件相关，故评估考虑将带压顶板岩体质量指标作为评估高风险物品的主要指标。
确定出最终岩体质量指标。
高风险物品(M)-采空区。
高风险物品由该风险点库内储存物的势能特性确定，参考冒顶危险矿山定义分级方法，以采空区处理程度等别分级结果确定M值，取值1～9。
高风险工艺指采区顶板沉降监测、地表沉降监测等监测监控设施的失效率。由监测监控设施失效率修正系数(体现工艺风险)K1表征。
高风险作业指采空区涉及的高风险作业，如特种作业、危险作业、特种设备作业等，由危险性修正系数K2表征。
单元区域内存在若干各风险点，根据安全控制论原理，单元固有危险指数为若干风险点固有危险指数的场所人员暴露指数加权累计值。
单元固有风险指数H定义为
式中：hi——单元内第i个风险点固有危险指数；
Ei——单元内第i个风险点场所人员暴露指数；
F——单元内各风险点场所人员暴露指数累计值；
n——单元内风险点数。
上述单元风险频率指标，根据安全生产标准化专业评定标准，初始安全生产标准化等级满分为100分，一级为最高。
单元初始高危风险管控频率指标从企业安全生产管控标准化程度来衡量，即采用单元安全生产标准化分数考核办法来衡量单元固有风险初始引发事故的概率。
以单元安全生产标准化得分的倒数作为单元高危风险管控频率指标。则计量单元初始高危风险管控频率为G＝100/v
G——单元初始高危风险管控频率；
v——安全生产标准化自评/评审分值。
现实风险动态修正指标(N)实时修正单元初始高危安全风险(R0)或风险点固有危险指数(h)。
主要包括高危风险监测监控特征指标(K3)、事故隐患数据动态修正系数(BS)、特殊时期指标、高危风险物联网指标、自然环境和预警处置等。
上述高危风险监测特征修正系数(K3)修正方法：高危风险监测特征修正系数指与安全生产紧密相关的动态在线监测数据，如地压、温度、乘罐人数等。用高危风险动态监测特征指标报警信号系数修正风险点固有危险指数(h)。在线监测项目实时报警分一级报警(低报警)、二级报警(中报警)和三级报警(高报警)。当在线监测项目达到3项一级报警时，记为1项二级报警；当监测项目达到2项二级报警时，记为1项三级报警。
由此，设定一、二、三级报警的权重分别为1、3、6，归一化处理后的系数分别为0.1、0.3、0.6，即报警信号修正系数，公式描述为：K3＝1+0.1a1+0.3a2+0.6a3
K3——高危风险动态监测特征指标报警信号系数；
a1——黄色报警次数；
a2——橙色报警次数；
a3——红色报警次数。
若高危风险在线监测特征指标较少或预警信号只分为“正常”、“不正常”两种。
若在线监测特征指标预警信号正常时，K3＝1；若不正常，对初始的单元现实风险(R)提一档。
上述事故隐患数据动态修正系数(BS)修正方法：参照安全生产基础管理动态指标的8个要素与监控视频识别出的事故隐患和各级监管部门上报的事故隐患为基础动态数据，将指标整体划分为一般事故隐患和重大事故隐患。
将一般事故隐患按照安全生产标准化评定标准对应的考评办法对其进行扣分，再将扣分值修正企业安全生产标准化得分，进而实现动态更新。
规则为：
将一般事故隐患的扣分值修正初始单元高危风险管控指标(G)；
将重大事故隐患对初始的单元现实风险(R)提一档。
上述特殊时期指标修正方法：法定节假日、国家或地方重要活动等时期。对初始的单元现实风险(R)提一档。
上述高危风险物联网指标修正方法：近期单元发生生产安全事故及国、内外发生的典型同类事故对初始的单元现实风险(R)提一档。
上述自然环境指标修正方法：区域内发生气象、地震、地质等灾害。对初始的单元现实风险(R)提一档。
上述预警处置指标修正方法：出现黄色预警信息，企业在24h内未进行处置；出现橙色预警信息，企业在12h内未进行处置。对初始的单元现实风险(R)提一档。
单元现实风险(RN)为现实风险动态修正指标对单元初始高危安全风险(R0)进行修正的结果。
安全生产基础管理动态指标、特殊时期指标、高危风险物联网指标、自然环境指标和预警处置指标对单元风险等级进行调档。
所述高危风险动态监测特征指标报警信号系数K3动态修正风险点固有危险指数h，得到风险点固有危险指数动态监测指标修正值hd；公式表述为hd＝hK3
hd——风险点固有危险指数动态监测指标修正值；
h——风险点固有危险指数；
K3——高危风险动态监测特征指标报警信号修正系数；
单元区域内存在若干各风险点，单元固有危险指数动态修正值HD为若干风险点固有危险指数动态监测指标修正值hdi与场所人员暴露指数加权累计值；公式表述为：
HD——单元固有危险指数动态修正值；
hdi——单元内第i个风险点固有危险指数动态监测指标修正值；
Ei——单元内第i个风险点场所人员暴露指数；
F——单元内各风险点场所人员暴露指数累计值；
n——单元内风险点数；
单元初始高危安全风险R0通过将单元高危风险管控频率G与固有风险指数聚合：
R0＝GHD
R0——单元初始高危安全风险值；
G——单元风险管控频率指数值；
HD——单元固有危险指数动态修正值。
实施例：以某地下矿为例使用该方法进行风险量化。
根据该矿提供的有关技术资料和现场调研、类比调查的结果，以及该矿系统特点，在典型突发性重特大事故案例分析的基础上，结合地下矿安全风险系统基本特征及其已有研究，遵循科学性、可操作性、相对完备性、相对独立性及针对性为原则选取典型指标，形成以典型重大风险点的固有风险指标体系与动态风险指标体系。
在地下矿单元安全风险系统分析的基础上，发现坠罐事故、跑车事故、火灾事故、透水事故、冒顶片帮事故为地下矿灾害事故管控的重点。
地下矿事故中，以坠罐事故、跑车事故、火灾事故、透水事故、冒顶片帮事故居多，将整个地下矿分为5个典型事故风险点，它们分别是坠罐事故风险点、跑车事故风险点和火灾事故风险点、透水事故风险点、冒顶片帮事故风险点。
高风险工艺(K1)——监测监控系统(1)高风险设备(hs)——载人罐笼。
该矿区罐笼安全保护装置正常、钢丝绳制动系统、提升机检测检验合格，高风险设备设施以载人罐笼本质安全化水平来衡量，取值范围1～1.7。
高风险工艺(K1)——监测监控系统。
该矿区罐笼钢丝绳在线监测、视频监控设施等监测监控设施正常。
该矿区高风险工艺关系见下表。
高风险场所(E)。
该矿区，工作制度为3班/每天，每班8小时，矿区早班150，中班60人，晚班60人。风险点内暴露人数P来衡量，按下表取值。
| 暴露人数(P) | E值 |
| 100人以上 | 9 |
| 30～99人 | 7 |
| 10～29人 | 5 |
| 3～9人 | 3 |
| 0～2人 | 1 |
| 高风险场所危险指数特征值 | 9 |
高风险物品(M)(能量)。
该矿区主要开拓水平-170，高风险物品由该风险点库内储存物的势能特性确定，以竖井井深等别分级结果确定M值，取值范围1～9。
高风险作业(K2)。
作业与危险指数的对应关系见下表。
本发明不局限于上述实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书未做详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法，其特征步骤包括：
S1将地下矿山分为坠罐事故风险点、跑车事故风险点、火灾事故风险点、透水事故风险点、冒顶片帮事故风险点；
S2风险点固有风险指标、要素的筛选，通过高危风险清单的形式进行表达；所述风险点固有风险指标包括高风险物品、高风险设备、高风险工艺、高风险场所、高风险作业；
S2.1坠罐事故风险点固有风险计量；
S2.2跑车事故风险点固有风险计量；
S2.3火灾事故风险点固有风险计量；
S2.4透水事故风险点固有风险计量；
S2.5冒顶片帮事故风险点固有风险计量；
S3分别计算坠罐事故风险点、跑车事故风险点、透水事故风险点、冒顶片帮事故风险点固有危险指数h；
S4坠罐事故风险点、跑车事故风险点、透水事故风险点、冒顶片帮事故风险点固有危险指数h的场所人员暴露指数加权累计值为单元固有危险指数H；
S5以单元安全生产标准化得分百分比的倒数作为单元风险频率指标，计量单元初始高危风险管控频率G；
S6将单元初始高危风险管控频率与单元固有危险指数聚合，得到单元初始高危安全风险值R0；
S7采用现实风险动态修正指数对单元初始高危安全风险值进行修正，计量单元现实风险RN，依据单元现实风险RN数值确定地下矿山单元风险分级标准。
2.根据权利要求1所述的一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法，其特征在于所述高风险设备设施是以地下矿山风险点本质安全化水平来衡量；所述高风险物品是由该风险点储存物的势能特性确定；所述高风险场所是指地下矿山罐笼区、人车区、最低中段区、储存可燃物质区及采空区作业人员的暴露风险指数；所述高风险工艺是指地下矿山钢丝绳在线检测、有毒有害气体监(检)测、降水量监测、涌水量监测、探水作业面视频监控监测、采区顶板沉降监测、地表沉降监测的监测监控设施的失效率；所述高风险作业是指涉及的高风险作业，包括特种作业、危险作业、特种设备作业。
3.根据权利要求1所述的一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法，其特征在于所述S2.1坠罐事故风险点固有风险计量包括：
S2.1.1高风险设备设施hs以载人罐笼本质安全化水平来衡量，取值1～1.7，设备本质安全化水平与危险指数的对应关系表如下：
S2.1.2高风险场所E固有风险以风险点内暴露人数P来衡量，风险点暴露人员指数赋值表如下：
；
S2.1.3高风险物品M由该风险点库内储存物的势能特性确定，以竖井井深等别分级结果确定M值，取值1～9，竖井井深与危险指数的对应关系表如下：
；
S2.1.4高风险工艺固有风险由监测监控设施失效率修正系数K1表征；
S2.1.5高风险作业由危险性修正系数K2表征。
4.根据权利要求1所述的一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法，其特征在于所述跑车事故风险点固有风险计量包括：
S2.2.1高风险设备设施hs以载人人车斜井人车本质安全化水平来衡量，取值1～1.7，设备本质安全化水平与危险指数的对应关系表如下：
S2.2.2高风险场所E固有风险以风险点内暴露人数P来衡量，风险点暴露人员指数赋值表如下：
；
S2.2.3高风险物品M由该风险点库内储存物的势能特性确定，以竖井井深的斜长等别分级结果确定M值，取值1～9，垂直井深与危险指数的对应关系表如下：
；
S2.2.4高风险工艺由监测监控设施失效率修正系数K1表征，K1＝1+l，其中l表示监测监控设施失效率的平均值；
S2.2.5高风险作业由危险性修正系数K2表征，K2＝1+0.05t，其中t表示风险点涉及高风险作业种类数。
5.根据权利要求1所述的一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法，其特征在于所述火灾事故风险点固有风险计量包括：
S2.3.1高风险设备设施hs，地下矿井下火灾事故不涉及高风险设备设施，hs取值1
S2.3.2高风险场所E设置为可燃物存放区，以风险点内暴露人数P来衡量，风险点暴露人员指数赋值表如下：
；
S2.3.3高风险物品M以火灾事故风险点物品取值，在1～9分档取值；
S2.3.4高风险工艺由监测监控设施失效率修正系数K1表征，K1＝1+l，其中l表示监测监控设施失效率的平均值；
S2.3.5高风险作业由危险性修正系数K2表征，K2＝1+0.05t，其中t表示风险点涉及高风险作业种类数。
6.根据权利要求1所述的一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法，其特征在于所述透水事故风险点固有风险计量包括：
S2.4.1高风险设备设施hs，地下矿井下透水事故不涉及高风险设备设施，hs取值1；
S2.4.2高风险场所E设置为最低中段，以风险点内暴露人数P来衡量，风险点暴露人员指数赋值表如下：
；
S2.4.3高风险物品M以井下水文地质条件等别分级结果确定M值，取值1～9，井下水文地质条件与危险指数的对应关系表如下：
S2.4.4高风险工艺由监测监控设施失效率修正系数K1表征，K1＝1+l，其中l表示监测监控设施失效率的平均值；
S2.4.5高风险作业由危险性修正系数K2表征，K2＝1+0.05t，其中t表示风险点涉及高风险作业种类数。
7.根据权利要求1所述的一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法，其特征在于所述冒顶片帮事故风险点固有风险计量包括：
S2.5.1高风险设备设施hs将带压顶板岩体质量指标作为评估指标，岩体基本质量与危险指数的对应关系表如下：
S2.5.2高风险场所E设置为顶板暴露面积，以风险点内暴露人数P来衡量，风险点暴露人员指数赋值表如下：
；
S2.5.3高风险物品M由该风险点库内储存物的势能特性确定，以采空区处理程度等别分级结果确定M值，采空区处理程度与危险指数的对应关系表如下：
S2.5.4高风险工艺由监测监控设施失效率修正系数K1表征，K1＝1+l，其中l表示监测监控设施失效率的平均值；
S2.5.5高风险作业由危险性修正系数K2表征，K2＝1+0.05t，其中t表示风险点涉及高风险作业种类数。
8.根据权利要求1所述的一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法，其特征在于所述风险点固有危险指数h的计算公式如下
h＝hsMEK1K2
式中：hs-风险点固有风险指数；
M-物质危险系数；
E-场所人员暴露指数；
K1-监测监控失效率修正系数；
K2-危险性修正系数；
单元固有风险指数H定义为
式中：hi——单元内第i个风险点固有危险指数；
Ei——单元内第i个风险点场所人员暴露指数；
F——单元内各风险点场所人员暴露指数累计值；
n——单元内风险点数。
9.根据权利要求1所述的一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法，其特征在于所述现实风险动态修正指数包括高危风险监测监控特征指标、事故隐患数据动态修正系数、特殊时期指标、高危风险物联网指标、自然环境指标、预警处置指标；
高危风险监测监控特征指标指安全生产的动态在线监测数据，包括坝体位移、浸润线深度、库水位；
高危风险监测监控特征指标由高危风险动态监测特征指标报警信号系数K3表征；
在线监测项目实时报警分一级报警(黄色报警)、二级报警(橙色报警)和三级报警(红色报警)；
当在线监测项目达到3项一级报警时，记为1项二级报警；当监测项目达到2项二级报警时，记为1项三级报警；
由此，设定一、二、三级报警的权重分别为1、3、6，归一化处理后的系数分别为0.1、0.3、0.6，即报警信号修正系数，公式描述为：K3＝1+0.1a1+0.3a2+0.6a3
K3——高危风险动态监测特征指标报警信号系数；
a1——黄色报警次数；
a2——橙色报警次数；
a3——红色报警次数；
若高危风险在线监测特征指标较少或预警信号只分为“正常”、“不正常”两种，若在线监测特征指标预警信号正常时，K3＝1；若不正常，对初始的单元现实风险R0提一档；
事故隐患数据动态修正系数BS修正方法：将一般事故隐患按照安全生产标准化评定标准对应的考评办法对其进行扣分，再将扣分值修正企业安全生产标准化得分，进而实现动态更新；
规则为：(1)将一般事故隐患的扣分值修正初始单元高危风险管控指标(G)；
(2)将重大事故隐患对初始的单元现实风险R0提一档；
特殊时期指标指法定节假日、国家或地方重要活动时期；
高危风险物联网指标指近期单元发生生产安全事故及国、内外发生的典型同类事故；所述近期一般为1个月～6个月；
自然环境指标指区域内发生气象、地震、地质灾害；
特殊时期指标、高危风险物联网、自然环境指标对单元初始高危安全风险值R0提一档；
预警处置指标修正方法：出现黄色预警信息，企业在24h内未进行处置；出现橙色预警信息，企业在12h内未进行处置，对单元初始高危安全风险值R0提一档；
单元现实风险RN为现实风险动态修正指标对单元初始高危安全风险值R0进行修正的结果。
10.根据权利要求9所述的一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法，其特征在于所述高危风险动态监测特征指标报警信号系数K3动态修正风险点固有危险指数h，得到风险点固有危险指数动态监测指标修正值hd；公式表述为hd＝hK3
hd——风险点固有危险指数动态监测指标修正值；
h——风险点固有危险指数；
K3——高危风险动态监测特征指标报警信号修正系数；
单元区域内存在若干各风险点，单元固有危险指数动态修正值HD为若干风险点固有危险指数动态监测指标修正值hdi与场所人员暴露指数加权累计值；公式表述为：
HD——单元固有危险指数动态修正值；
hdi——单元内第i个风险点固有危险指数动态监测指标修正值；
Ei——单元内第i个风险点场所人员暴露指数；
F——单元内各风险点场所人员暴露指数累计值；
n——单元内风险点数；
单元初始高危安全风险R0通过将单元高危风险管控频率G与固有风险指数聚合：
R0＝GHD
R0——单元初始高危安全风险值；
G——单元风险管控频率指数值；
HD——单元固有危险指数动态修正值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202110599739.9A CN113344360A (zh) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | 一种金属非金属地下矿山重大安全风险量化方法 |
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|---|---|---|---|---|
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-
2021
- 2021-05-31 CN CN202110599739.9A patent/CN113344360A/zh active Pending
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| CN116543531B (zh) * | 2023-07-04 | 2023-09-26 | 湖南泓森智能科技有限公司 | 一种集中管理和展示井下监测监控数据的数据中心系统 |
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