关键词：井下突水；事故类型；事故救援；心理变化
一、前言
在我国能源结构中，煤炭资源仍旧占据着大半壁江山。但是随着浅层煤资源的枯竭，煤矿资源逐渐开始向深层资源过渡。深层煤矿资源的开采有一定的风险，深层地下的地质条件更加复杂多变，具有较为严重的生产安全隐患。我国的煤矿开采主要以矿工开采为主，所以，在煤矿生产过程中经常会出现一系列安全问题。其中，井下突水往往会造成非常严重的事故。井下突水不仅会造成淹井，影响矿井的正常运转，还会造成较为严重的人员伤亡，带来巨大的经济损失，同时在矿井的后续建设中，淹井事故往往要投入更大的精力和金钱，成为影响社会稳定性的主要因素，基于以上危害，学术界已经将井下突水归纳为“煤矿五害之首”。
另外，煤矿事故尤其是突水事故的特殊场景会给受困人员带来极大的心理压力以及心理挫折。被困人员也不免会产生一系列生理和心理上的变化，例如，呼吸加速、心跳变快、血压升高，出现心理波动大，焦虑、恐慌等情绪。为了研究受困人员在突水事故发生前后的心理和生理变化情况，本研究在结合文献参考的基础上，创新性的提出了“心理变化极值”的概念。这一说法是将一系列的定量数值作为衡量心理变化的标准值，然后根据差值大小来表示不同的心理变化程度。由于煤炭矿事故的发生率始终居高不下，因此，研究了解受困人员心理和生理的变化特征和变化规律，为挽救生命和提高救援效率提供一定的参考。
二、我国煤矿突水类型
根据我国的实际情况以及地质构造特点，矿井突水的主要形式有顶板突水、底板突水、断层突水、陷落柱突水、老空突水、钻孔突水六种。矿井突水是煤矿生产中较为常见的一种安全事故，一般是由工作面和含水层地表水体或者溶洞、构造破碎等出现沟通而突然发生的出水事故。这种事故具有极其严重的社会危害性，不仅会造成财产损失和人员伤亡，严重的甚至会引起社会动荡。
（一）顶板突水
顶板突水一般是由煤层上层的覆承压水在采煤中因为种种原因发生顶板冒落、断裂构造等等情况，使得水从顶板涌入造成工作面被水覆盖的一种灾害事故。所以发生顶板突水的主要原因就是顶板上有含水层或者同含水层接通，这样一旦顶板出现裂缝就会引起顶板突水。另外，引发顶板突水的另一重要原因就是由于煤层开采使得煤层周围的重力重新分布，诱导周围围岩被破坏，出现裂缝或者坍塌状况。一般来说，煤层采出后，上层的覆盖岩就会发生移位，这种移位具有较为明显的分带性。如果煤矿开采采用的是全部冒落法进行开采工作，那么覆盖层的破坏会从底部开始，逐渐覆盖到顶层，当裂缝通过顶板含水层是就会引起顶板突水现象。顶板突水是矿井生产过程中常发生的水文地质现象，由于其发生具有突然性，对矿井生产安全性有较大的威胁。例如，在2005年时，我国淮北海孜煤矿的745工作面溃水，瞬时溃水量达到3890m3/h，造成五人死亡。事后查明溃水原因为岩浆岩和下层伏岩层产生了离层，离层中含有大量的裂隙水，这些积水造成了顶板突水。
（二）底板突水
煤层底板突水一般是由复杂地质采动影响产生的。其发生原因是地下坑道中来自开采矿层底板以下的高压的承压含水层的突水，这种突水现象或突然，或缓发或滞发，不一而足。底板突水的发生条件也包括两种，首先底板下要有覆承压含水层，其次要有裂隙带。致使底板突水发生状况不同的原因也有以下几种：含水层的含水量、水压、断裂构造、地应力等。
煤层底板突水虽然没有顶板突水那么大的伤害力，但是严重的底板突水也会造成较为严重的灾害。据文献资料显示，我国在1950年到1994年间发生的底板突水次数约有210次，给生产和生命造成了严重损失。在2003年，河南省梁北煤矿先后发生了两次底板突水事故，煤矿先后对不同工作面进行回采和改造，但是21区仍然被淹。
（三）断层突水
断层突水是矿山采掘过程中，揭露到导水断层带时所引起的突水现象。这里所说的断层包括地下水、地表水甚至大气降水。断层突水发生的条件也包括两个：首先顶板或者底板中有覆承压含水层，其次要有裂隙带并且断裂带沟通含水层。
1965年，徐州矿务局瓦庄井就出现了断层突水事故，事故的最大突水量为8.9m3/min，事故导致全井停产两个月，没有造成人员伤亡。突水原因为采冒落破坏，产生导水裂缝引发。
（四）陷落柱突水
陷落柱是一种埋藏型的古岩溶塌陷，常可成为矿坑的突水通道，在矿L1 1采掘过程中因揭露到陷落柱而引起的矿坑突水现象。在中国华北地台的20多个煤田地区已发现3300多个陷落柱，1984年河北唐山开滦煤矿范各庄矿的大突水就与陷落柱有关。陷落柱对地下工程，尤其是煤矿工程的影响巨大，不仅对工作面的布置和巷道延伸有影响，还会直接影响煤炭的质量和经济效益。
（五）老空突水和钻孔突水
老孔突水是由于含水古井、矿井采空区或者老塘积水产生的。钻空突水是最能够有效避免的井下突水事件；其产生原因是钻孔未能按照要求封死，使得含水层的水通过小孔渗透。1962年和1964年的徐州矿务局事件均是典型代表。
三、井下突水事故对井下工人的影响
通过对文献数据的统计整理，以及真实走访经历井下突水灾害的员工，我们将结果汇报如下。
（一）测试指标的选取
根据文献的实验内容，本文选取的测试指标为较容易测试的生理指标，包括收缩压（高压）、舒张压（低压）、平均压、脉压、脉率、血氧浓度、体温、心率、R-R间期（一次心室除极化开始到下一次心室除极化开始的时间差值）、R波（心脏除极波）振幅、呼吸率。其中，正常人类的血压值为收缩压100-120mmHg，舒张压为60-80mmHg，平均压为70-105mmHg；脉压的正常值在30-40mmHg；脉率为60-100次/分钟；血液含氧量正常值为90%；人体的正常体温为36-37度；R-R间期正常值为0.12-0.20s；呼吸率的正常值为12-20次/min。
（二）井下突水事故对井下工人的影响
我们将Xa表示为事故之前的生理指标，Xb表示为事故后的生理指标数值。同时使用绝
从图1中我们可以很明显的观察到，相对于其他指标的变化情况来说，血氧浓度和体温的相对变化率较小，几乎为零；而脉压的变化率为最大。这说明突然地突水事故带给人最明显的生理变化为心跳加快，血压升高，表现为紧张和害怕的心理变化，但是由于救助及时，大多数人员并不会出现血氧量和体温的变化。
另外，经过观察和查阅资料，我们还发现了由于体质的差异以及生活环境的不同，不同个体也表现出一定的差异性。就算是相同个体在经历井下不同突水次数时也会表现出不同的生理和心理差异。这些差异主要表现为经历第二次甚至第三次井下突水事故的井下工人会比第一次经历的工人表现出一定的镇定和冷静，有相关井下灾害防御知识的工人在第一次遇见井下突水事故时也会表现出较为冷静和较为镇定的状态，同时我们也观察到心理变化也会在一定程度上影响生理变化：心情较为平静的工人其心率虽然会有所增加，但是其血压变化和呼吸率的变化值也相对较小；但是大多数受困人员在遇见事故发生时表现均为紧张、匆忙、心跳加速、不知所措等。
（三）井下工人的心理和生理变化规律
人类的心理和行为同许多内在和外在因素相联系，因此表现出一定的复杂性，但是我们通过定义“心理变化极值”的概念，对生理变化指标和心理变化指标进行了探究，同时也发现了一些规律。
首先，心理变化程度同井下突水被困者的收缩压变化、心率变化和呼吸率变化以及R波振幅变化均存在着较为明显的相关性；
其次，收缩压和心理的相互影响最大，随后是R波振幅变化、心率、呼吸率、R-R间期和脉率；
再次，突水事件发生的一瞬间心理变化同收缩压、心率、R-R间期的变化呈现线性关系；
最后，在突水突发的一瞬间，精神呈现高度紧张状态，各项生理指标均有一定程度的增加，有些指标的增长趋势甚至呈现直线型。但是随着时间的推移，各项生理指标都呈现一定的缓慢下降趋势。这说明，随着受困人员对所处环境和面临的状况有大致的了解之后，他们的心理已经有所缓解，相关生理指标也随之下降。具体来讲，整个心理和生理变化周期可以分为四个周期：线性速变期、非线性下降期、平缓稳定期和对数上升期。
（四）对经历井下突水被困员工的走访调查
我们对经历井下突水被困的23名员工进行了走访调查。他们的平均年龄为34岁，平均工龄为15年，平均受困时间为30小时。我们走访调查的重点是其在事故发生到被营救之间的心理变化和情感感受，同时运用焦虑自评量（SAS）对其进行了评价。
（1）对其被营救出时的精神状况进行了调查。其中有三名员工表示他们当时的心情为“情绪失控、兴奋、哭喊”，其余人员表示“心情激动、兴奋”，据他们回忆，当时他们的思维较为灵活，可以顺利回答施救人员的各个问题，但是有一位被困80个小时的工作人员称“头晕、眼花、精神虚弱，被救出三天后还会出现噩梦和惊恐的表现，有时会请求使用镇定剂帮助睡眠”。
（2）我们对其受困时的回忆进行了探访。大多数人表示第一情绪为“惊恐”，惊恐的平息时间因人而异，但是他们均表示在惊恐中仍然存在寻求救助的本能。他们先是积极寻求自救，同时坚定外援到来的信心；随着受困时间的增长，其心理何和生理出现了一系列变化：自救能力迅速下降，体力不支，一部分人员很少想事情，还有一部分人员在想亲人失去自己的情形。这段时间中，任何外界声音都会引起他们的极大关注；随着时间的进一步增长，他们关于自己是否能获救出现了怀疑态度，有些人甚至放弃了被营救，出现了一些意识障碍和幻象。绝大部分人是在这期间被营救的，他们只记得有一声“下面有人吗？”心中有被救出的激动，然后就不记得之后的事情了。
（3）我们对采访经过进行总结，发现在突水事故发生过程中，年长的人表现出较为镇定的精神状态，年轻人表现出极强的求生欲，其焦虑感也较重；井下工作时间较长的人或者遭遇过类似事件的人往往表现地更为成熟，他们往往减少自己氧气和体力的消耗，静静等待救援，而工龄短的人通常大喊大叫，情绪激动，更倾向于自救；受困人数越多也会增加获救几率，人员越多越有利于心态放松和平静，获救的可能性也越大；另外，外援声音也会增加被困人员的安全感。
（4）焦虑自评量（SAS）调查结果
根据被采访者的语言叙述，我们对其焦虑自评量（SAS）进行定性。这些人SAS的平均值为43.3，这一数值表示在受困时，大部分人员具有一定的受困自救能力，也能够在受困的第一时间保持较为清晰的头脑，被救后的恢复情况也较为良好。同时，焦虑自评量（SAS）值显示，这一现状同年龄和工龄并没有显著性的差异。
四、结语
本文对井下突水事故发生对井下工人的影响进行了研究，旨在通过研究帮助事故救援的顺利实施。研究结果显示，在事故发生后，大部分人出现惊恐的心理变化，其血压值、心率值和呼吸率会出现较为显著的变化。这一变化同煤矿工人的被困救援知识面以及经验丰富程度有关，而且心理素质也会在一定程度上提高被救率。所以，笔者建议对井下员工进行岗前培训。另外，老员工带新员工也是非常必要的。
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论文作者:耿春平
论文发表刊物:《科技中国》2018年5期
论文发表时间:2018/8/10
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