基于單斗-卡車工藝的運輸事故機理及對策

王俊良

（國家能源集團準(zhǔn)能集團 黑岱溝露天煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

在國內(nèi)外露天礦山開采中，單斗－卡車工藝應(yīng)用十分普遍，尤其是煤炭開采行業(yè)。隨著我國露天開采技術(shù)和管理的不斷發(fā)展，絕大多數(shù)露天煤礦采用了單斗－卡車的間斷工藝，鐵路運輸和帶式輸送機運輸極其稀少，有些僅是單斗－卡車工藝的補充?？ㄜ囘\輸具有機動靈活，轉(zhuǎn)彎半徑小，爬坡能力大，基建開拓量小，運輸工程和管理工作比較簡單，采裝、排土工作也大為簡化等優(yōu)點。但在惡劣的環(huán)境和氣候條件下適應(yīng)能力差，對卡車駕駛員的操作技能、安全操作意識、卡車安全性能、道路通行條件等要求很高[1]。卡車運輸事故在露天煤礦的事故中遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它類型事故，造成人員、設(shè)備傷害大。

統(tǒng)計分析近年來我國大型露天煤礦事故情況，卡車運輸事故造成零敲碎打的一般事故非常頻繁，較大事故也時有發(fā)生。因此分析造成卡車運輸事故的機理[2]，研究控制運輸事故的對策具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1 礦用自卸卡車運輸事故機理分析

1.1 卡車駕駛員的不安全行為

1）精神狀態(tài)不佳，精力不集中，患病、飲酒、疲勞、犯困打盹，由于光線、噪聲、振動、顛簸以及單調(diào)重復(fù)的作業(yè)環(huán)境條件的影響，分班次倒班作業(yè)，駕駛員不斷變換作息時間，導(dǎo)致了人體勞逸不規(guī)律而形成隱患。

2）駕駛員文化素質(zhì)參差不齊，培訓(xùn)教育不到位導(dǎo)致操作技能差，安全意識淡薄，經(jīng)驗不足，違章操作等。

3）存在不安全心理狀態(tài)，一般分為麻痹心理、冒險心理、僥幸心理、從眾心理、逞能心理、逆反心理、無所謂心理、賭氣心理和緊張忙亂心理等九類。表現(xiàn)形式主要是未認(rèn)真檢查設(shè)備直接操作，操作卡車瞭望不夠、誤判，車距近、坡道失控追尾，在交叉路口、窄路、橋涵、電纜橋等區(qū)域行駛時誤判撞車或撞物，超速行駛，爭道搶行，采場、排土場入換時觀察不到位，與其它采掘設(shè)備配合作業(yè)聯(lián)絡(luò)不到位，卡車未停在安全位置等，行車過程中飲食、閑談、看手機等。

1.2 卡車的不安全技術(shù)狀態(tài)

由于露天煤礦運輸作業(yè)的工況條件十分惡劣，尤其是采場、排土場道路移設(shè)頻繁，主運輸?shù)缆菲碌馈澋馈⒔徊媛房诙?，卡車在裝卸過程中急轉(zhuǎn)彎、掉頭入換多，在運行中起動、制動、調(diào)車頻繁，道路質(zhì)量差，挖掘機裝車對卡車的沖擊大等[3-4]，導(dǎo)致卡車出現(xiàn)故障。一般表現(xiàn)為卡車維護(hù)保養(yǎng)不到位帶病作業(yè)，安全設(shè)施不齊全，特別是制動系統(tǒng)制動力不夠或失靈，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障，燈光不全，年久老化更新不及時，電氣故障頻發(fā)，大型結(jié)構(gòu)件開裂或多次受傷，輪胎磨損過限，各類管路老化油液滲漏嚴(yán)重，電氣線路老化，非本車原裝的設(shè)施、設(shè)備亂拉線、過負(fù)荷、維護(hù)不及時等。

1.3 運輸?shù)缆翻h(huán)境的不安全因素

道路環(huán)境分為道路形態(tài)條件和氣候條件。露天煤礦的生產(chǎn)特點決定了卡車運輸?shù)缆繁厝痪哂信_階、坡道、彎道、交叉路口等，且在敞露的環(huán)境下開采受氣候影響非常大。表現(xiàn)為修筑道路不符合設(shè)計的寬度、坡度，擋墻高度不夠，采場、排土場臺階高度不符合設(shè)計要求，交叉路口設(shè)計不合理，采掘設(shè)備挖掘過限損壞擋墻或道路，爆破作業(yè)爆堆伸出占路，電纜橋擺放復(fù)雜[5-6]。受氣候影響的條件下行車主要是春夏秋冬、雨、雪、風(fēng)、霧、冷熱等氣候的復(fù)雜多變，使卡車行駛的安全性變差。另外還有生產(chǎn)組織方面的原因，表現(xiàn)為作業(yè)條件復(fù)雜多變，涉及的網(wǎng)點多、線路復(fù)雜，經(jīng)常隨著生產(chǎn)的縱深發(fā)展不斷地進(jìn)行著變化，運行的設(shè)備數(shù)量多，種類雜、設(shè)備的流動性大，各條運輸線路上卡車的疏密度復(fù)雜多變，主運輸?shù)缆吠７殴收宪嚮蚨逊耪系K物，卡車交叉作業(yè)多，道路安全警示標(biāo)識不全，右側(cè)通行規(guī)則不利于超寬的大型卡車行駛，運輸?shù)缆返膿跬翂Ω叨炔粔蚧虿贿B續(xù)，道路積水清理不及時，坡道彎道灑水多，冬季道路灑水或未留出防滑帶等。

2 保障卡車安全運行的措施

按照現(xiàn)代安全風(fēng)險預(yù)控管理體系的理論，造成隱患或者事故的因素主要分為人、機（物）、環(huán)、管4個方面。

2.1 人的操作行為

1）駕駛員嚴(yán)格按照操作規(guī)程要求的程序操作卡車，從培訓(xùn)教育開始做起，安全培訓(xùn)是解決安全意識的問題，讓卡車駕駛員明白為什么要按規(guī)程操作的理由。

2）完善安全管理的各項考核辦法、制度，細(xì)化考核管理標(biāo)準(zhǔn)，明確獎罰內(nèi)容、依據(jù)，解決卡車駕駛員雖然會操作，但是不按照規(guī)定的程序操作的問題，就要通過積分獎勵辦法，安全風(fēng)險抵押辦法，安全結(jié)構(gòu)工資考核辦法等措施激勵駕駛員做到遵章作業(yè)。

2.2 設(shè)備因素

1）確保要作業(yè)的卡車各類安全設(shè)施齊全完好，嚴(yán)格執(zhí)行上崗前的設(shè)備點檢，行車中的觀察與檢查，收車后的交班工作?？ㄜ囻{駛員要對照《卡車運行記錄》中的點檢項目逐項檢查，特別是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、照明信號系統(tǒng)、防滅火設(shè)施、大型結(jié)構(gòu)件、牽引銷軸、輪胎以及“四漏”（漏油、漏水、漏電、漏氣）要重點檢查[7]。

2）強化檢修、保養(yǎng)管理工作。嚴(yán)格按照卡車檢修維護(hù)工藝、保養(yǎng)規(guī)程作業(yè)，把好檢修維護(hù)質(zhì)量關(guān)、調(diào)試關(guān)、驗收關(guān)，堅決杜絕未經(jīng)驗收合格盲目作業(yè)，杜絕檢修作業(yè)缺配件或故障未判斷明確而要求駕駛員“觀察”作業(yè)，要落實檢修質(zhì)量責(zé)任追究制度，不斷提高檢修維護(hù)質(zhì)量，杜絕卡車帶病作業(yè)，做到計劃檢修卡車，最大限度地減少在作業(yè)過程中的突發(fā)性故障發(fā)生。

3）防撞預(yù)警系統(tǒng)。利用GPS 防撞預(yù)警功能，在卡車和其它小型設(shè)備上安裝模塊，實現(xiàn)卡車與卡車之間，卡車與小車之間的圖像、語音、聲光等形式進(jìn)行預(yù)警提示，其最大特點是GPS 的全天候定位和射頻收發(fā)的強繞射性[8]。對于卡車自身周圍百米范圍內(nèi)的車輛（包括被巖體遮擋的車輛）的動態(tài)運行進(jìn)行全面判斷，遇到危險及時預(yù)警。

4）防疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)。卡車駕駛員疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)集機器視覺技術(shù)（人臉狀態(tài)識別）、無線數(shù)據(jù)傳送、GPS 定位等多種技術(shù)于一身，當(dāng)主機檢錄到駕駛員的疲勞狀態(tài)時，疲勞駕駛預(yù)警示意圖如圖1。其工作原理就是以人臉識別為基礎(chǔ)，對駕駛員狀態(tài)進(jìn)行快速取像，對于輸入的圖像，判斷是否存在人臉，駕駛員的駕駛位置較固定，面部位置也在可識別范圍，若多次不能檢測到面部或面部異常，即可判斷駕駛員處于疲勞狀態(tài)。若存在完整的面部，則進(jìn)一步的給出駕駛員的眼睛位置、瞳孔狀態(tài)和其它主要面部器官的位置，圖像經(jīng)過DSP 高速處理器分析后，對駕駛員的狀態(tài)做出判斷。提取每個駕駛員的生物特征，將其與駕駛員的人臉庫圖像進(jìn)行匹配判斷（提前制作并儲存駕駛員面部數(shù)據(jù)庫），從而識別駕駛員是否處于疲勞狀態(tài)，及時進(jìn)行干預(yù)。

圖1 疲勞駕駛預(yù)警示意圖

5）車輛超速管理信息系統(tǒng)。超速行駛是導(dǎo)致運輸事故的主要原因之一，利用科技手段控制車速，工作原理就是在露天礦進(jìn)入采場的崗?fù)ぐ惭b車輛預(yù)警現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)，由微機和數(shù)據(jù)傳輸接口實時對通行的車輛進(jìn)行超速信息、預(yù)警信息的收集和處理，通過無線網(wǎng)絡(luò)將收集到的超速和預(yù)警信息傳送到管理中心，對超速和預(yù)警信息進(jìn)行進(jìn)一步的管理和處理，從而約束車輛按照規(guī)定車速行駛。

6）毫米波雷達(dá)防碰撞系統(tǒng)。在卡車上裝設(shè)毫米波雷達(dá)傳感器，通過發(fā)射和接收電磁波來探測前方車輛或障礙物的距離及相對速度，然后將這些數(shù)據(jù)傳輸給雷達(dá)控制器，由雷達(dá)控制器根據(jù)本車速度、車體姿態(tài)和所處的條件來計算本車安全距離，并對雷達(dá)傳感器測到的距離進(jìn)行比較。當(dāng)傳感器測到的距離小于安全距離時，預(yù)警裝置發(fā)出報警提示，2 s后，傳感器測定前方物體的距離仍小于安全距離，控制器將發(fā)出制動指令，制動系統(tǒng)的電機裝置轉(zhuǎn)動，帶動拉繩拉動制動踏板，實現(xiàn)卡車減速。解決了因卡車駕駛員注意力不集中或疲勞犯困造成追尾等事故的可能，毫米波雷達(dá)防碰撞系統(tǒng)工作原理如圖2。

圖2 毫米波雷達(dá)防碰撞系統(tǒng)工作原理

7）駕駛員行為監(jiān)控系統(tǒng)。在卡車駕駛室、左右側(cè)盲區(qū)裝設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、后側(cè)裝設(shè)倒車影像系統(tǒng)或360 全景視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)對卡車駕駛員的操作行為適時監(jiān)控記錄，對違章行為起到震懾作用，同時發(fā)生事故便于追溯；在卡車盲區(qū)裝設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)便于駕駛員參考操作。

2.3 環(huán)境因素

1）制定道路修筑標(biāo)準(zhǔn)。露天煤礦運輸?shù)缆?、?lián)絡(luò)路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)等要符合現(xiàn)行GBJ22 廠礦道路設(shè)計規(guī)范和煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，同時結(jié)合本礦生產(chǎn)實際進(jìn)行修筑?？紤]運輸?shù)缆返牟t望條件、停車視距、會車視距的要求，結(jié)合本礦車型設(shè)置路基和路面寬度、縱橫坡度、轉(zhuǎn)彎半徑、交叉路口；主運輸?shù)缆?、采場、排土場道路要根?jù)功能不同設(shè)置不同高度的擋土墻；在彎道、坡道、交叉路口等危險地段設(shè)置安全警告標(biāo)志。

2）做好道路維護(hù)保養(yǎng)工作。對主運輸?shù)缆纷ズ萌粘＞S護(hù)保養(yǎng)，針對采場、排土場道路移設(shè)頻繁，做到及時修筑保持路面平整，不得出現(xiàn)坑包、翻漿冒泥、灑落石塊清理不及時。路面灑水制定灑水作業(yè)操作規(guī)程，既不可少灑起塵，也不能多灑造成泥濘，尤其在坡道、彎道、交叉路口、窄路、橋涵、電纜橋等區(qū)域要采取分段噴灑或留出防滑帶的方式。北方地區(qū)冬季不宜噴灑水，要采取霧灑或噴灑防凍液以及新型道路抑塵劑等措施，堅決防止道路打滑。

3）減少運輸?shù)缆飞系募芸站€、電纜橋。大型露天煤礦的鉆孔設(shè)備、采裝設(shè)備、排水等絕大部分采用電力為動力的設(shè)備，必然導(dǎo)致大量的架空線、電纜橋橫跨主運輸?shù)缆贰⒉蓤龅缆?，容易造成卡車穿越電纜橋時刮碰橋體支架，或舉斗運行刮倒橋體，同時可能導(dǎo)致觸電事故的發(fā)生。將橫跨道路的電纜利用地埋的方式放置，減少或取消架空線、電纜橋，可以避免此類事故的發(fā)生。在運輸?shù)缆飞鲜褂靡环N開槽機械垂直于道路打開1 條溝槽，以6 000 V 供電電纜為例，溝槽深400 mm，寬120 mm，敷設(shè)跨道路的電纜同時鋪設(shè)保護(hù)電纜裝置，便于移設(shè)時回收，不容易損壞電纜?？梢源蟠鬁p少卡車穿越電纜橋的次數(shù)，杜絕了卡車會車時停車、等待、二次起步，導(dǎo)致溜車、追尾等事故的發(fā)生，同時運輸效率顯著提高。

4）道路環(huán)境設(shè)置醒目的警示標(biāo)識。在主要運輸?shù)缆返膿鯄ι?、交叉路口設(shè)置導(dǎo)航燈、警示爆閃燈或警示路標(biāo)。在所有卡車的正前方、廂斗左右側(cè)粘貼反光膜，同時對工程設(shè)備和小型車輛粘貼反光膜。在生產(chǎn)指揮車、工具車上設(shè)置高桿旗、警示燈、反光燈帶等。在進(jìn)行特殊作業(yè)或緊急工程作業(yè)區(qū)域設(shè)置警戒標(biāo)識。

2.4 管理因素

1）變招工為招生。安全生產(chǎn)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，卡車運輸作業(yè)中駕駛員是最關(guān)鍵的因素，必須從提高人的素質(zhì)方面下功夫，首先從準(zhǔn)入開始，取消勞務(wù)派遣制用工政策，設(shè)置招人門檻，變招工為招生，加強校企聯(lián)合，實施訂單培訓(xùn)，委托培訓(xùn)，定向?qū)I(yè)培養(yǎng)等，讓專業(yè)的人做專業(yè)的事。

2）精準(zhǔn)培訓(xùn)提高卡車駕駛員的安全素養(yǎng)。堅持問題導(dǎo)向、實踐導(dǎo)向，突出抓好培訓(xùn)課程設(shè)計，切實提高安全培訓(xùn)的針對性、實效性。按照“干什么、學(xué)什么”、“缺什么、補什么”的要求，讓卡車駕駛員能“看得懂、記得住、用得上”。如對卡車駕駛員進(jìn)行培訓(xùn)，《煤礦安全規(guī)程》中關(guān)于礦場及排土場擋墻規(guī)定時，就不宜簡單地要求死記硬背規(guī)程條款“礦場道路必須設(shè)置安全擋墻，高度為礦用卡車輪胎直徑的2/5～3/5”，“排土場卸載區(qū)，必須有連續(xù)的安全擋墻，車型小于240 t 時安全擋墻高度不得低于輪胎直徑的0.4 倍，車型大于240 t 時安全擋墻高度不得低于輪胎直徑的0.35 倍”。而要根據(jù)作業(yè)區(qū)域的最大車型，精確地計算出規(guī)程要求的擋墻高度，便于駕駛員記憶。

3）改變通行規(guī)則為左側(cè)通行。大型卡車駕駛室一般布置在左前側(cè)，且駕駛室甲板平臺距地面4 m以上，造成駕駛員的視野范圍變小，尤其是右前側(cè)、右側(cè)盲區(qū)很大，以630E 卡車為例，右側(cè)盲區(qū)能夠達(dá)到60～70 m，改用左側(cè)通行規(guī)則，改變了卡車行車的參照物，駕駛員只參照道路左側(cè)的擋墻或路基邊緣，左側(cè)道路邊緣距卡車左側(cè)正投影5～7 m 之間，駕駛員能夠更清楚地判斷卡車輪胎在路面上所處的位置，對卡車的操控能力得到了很大提高，避免了右側(cè)輪胎碾壓右側(cè)擋墻或駛出路基的情況發(fā)生。同時，降低了卡車會車的難度，前提是必須保證礦山道路的寬度滿足卡車通行條件的設(shè)計要求。更重要的是卡車發(fā)生碰撞事故時，可保護(hù)了駕駛員不受到傷害。

4）控制外來人員、車輛進(jìn)入卡車作業(yè)區(qū)。在礦坑所有入口設(shè)置崗?fù)?zhí)勤，對進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場的車輛實施通行許可管理，確保進(jìn)入卡車作業(yè)區(qū)域的小型車輛經(jīng)過安全培訓(xùn)并合格，杜絕外來無關(guān)人員、車輛進(jìn)入，發(fā)生卡車碾壓事故。

5）均衡組織生產(chǎn)。在制定生產(chǎn)計劃時，要均衡使用礦坑兩端的運輸?shù)缆坊蛑虚g橋，避免個別路段車流量太大，造成車距近或排隊等待現(xiàn)象。同時不能因生產(chǎn)任務(wù)緊而加班延點組織生產(chǎn)，或壓縮交接班時間（熱交接），必須均衡組織生產(chǎn)，嚴(yán)禁超能力，超負(fù)荷生產(chǎn)。

3 結(jié)語

卡車運輸安全涉及到駕駛員的操作行為，設(shè)備的性能指標(biāo)，環(huán)境的影響因素。從源頭上控制卡車運輸事故必須要進(jìn)一步抓好安全培訓(xùn)工作，落實各項安全管理制度，加強現(xiàn)場安全管理，為卡車運輸作業(yè)創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境，做到綜合管理方能實現(xiàn)運輸安全。按照“無人則安”的理念，隨著5G 時代的到來，智能礦山建設(shè)的不斷深入，無人駕駛技術(shù)也將很快應(yīng)用到卡車運輸作業(yè)中，把人從危險的環(huán)境中解脫出來，才能真正實現(xiàn)卡車的運輸安全。