關于煤礦安全評價方法的若干探討

摘要： 煤礦是一個人工、機械、采礦工程、地質(zhì)條件和自然環(huán)境共存的復雜系統(tǒng)。根據(jù)煤礦系統(tǒng)風險的特點，結合職業(yè)安全健康管理的要求，常用的風險評價方法可以選擇安全檢查表、故障類型和影響分析、指數(shù)評價法、作業(yè)條件危險性評價法等，但任何方法的選擇和使用都應考慮使用的環(huán)境和條件。選擇使用適當有效的評價方法對煤礦的安全生產(chǎn)起著重要的作用。 關鍵詞： 煤礦 安全評價 評價方法 1. 煤礦安全評價的必要性 在我國, 除交通行業(yè)外,煤炭行業(yè)事故最多、傷亡最高, 每年事故傷亡人數(shù)近萬人, 占國內(nèi)工業(yè)死亡人數(shù)的60 %以上, 全國煤礦平均生產(chǎn)100 萬t煤就死亡6 人左右, 遠遠高于世界各產(chǎn)煤國家。煤礦塵肺危害也非常嚴重, 據(jù)資料統(tǒng)計, 全國省屬以上國有煤礦塵肺病患者高達1715 萬人, 占我國塵肺病人數(shù)的40 %以上, 已累計死亡514 萬人。煤礦事故多, 傷亡大, 給職工家屬帶來極大的痛苦,同時也給國家?guī)順O大的經(jīng)濟損失。煤礦每發(fā)生一起事故, 都要付出數(shù)目可觀的搶救費、醫(yī)療費、撫恤金、子女教育費等。尤其是發(fā)生瓦斯煤塵爆炸事故, 在造成工程設施和設備的破壞及人員傷亡的同時, 間接損失更大, 并會引起廣泛的社會影響, 直接涉及社會安定與政治穩(wěn)定。因此, 開展煤礦安全評價, 預防和控制各類事故的發(fā)生, 規(guī)范煤礦安全管理, 勢在必行。 對煤礦企業(yè)來說, 開展安全評價, 能夠改變煤礦安全狀況, 保障煤礦職工的安全和健康, 可進一步加強煤礦安全管理, 防止和減少各類事故的發(fā)生。通過對煤礦安全生產(chǎn)綜合評價, 確定被評價礦井的安全可靠性和事故發(fā)生機率的大小, 找出安全工作的重要及主攻方向, 提出相應的對策、措施,并以此來規(guī)范和制約不安全行為, 使空間的安全管理, 時間序列上的程序化檢查和工人的標準化作業(yè)有機結合起來, 使工人一上崗就進入管理狀態(tài), 自覺上標準崗, 干標準活。通過安全評價, 把生產(chǎn)過程中的不安全因素和作業(yè)場所的隱患消滅在萌芽階段, 把過去的以處理事故的被動監(jiān)測轉變?yōu)橐韵[患為主的主動監(jiān)測。 2. 安全評價方法概述 安全評價也稱風險評價，起源于三十年代美國的保險業(yè)，全面、系統(tǒng)地研究則始于六十年代，隨著航空、航天、核工業(yè)、化工、石油、建筑、煤炭等技術領域的發(fā)展，相繼提出了一些評價方法。目前采用的評價方法有安全檢查表；預先危險性分析；故障類型及影響分析；危險可操作性研究；故障樹分析；危險指數(shù)評價法；事件樹分析；概率危險性分析；人的可靠性分析等安全評價方法。 另外，現(xiàn)在很多文獻對安全評價提出了新的方法，如危險性模糊評價、改進的層次分析法評價、事故致因突變模型評價、運用神經(jīng)網(wǎng)絡的評價、灰色系統(tǒng)及改進的灰色系統(tǒng)評價等。雖然這些將新的理論、數(shù)學方法引入安全評價形成的新評價方法仍不完善，但卻為安全評價的研究開辟了新的空間。 3.幾種適用于煤礦安全評價方法的比較 3.1 安全檢查表分析法 安全檢查表分析法是在進行安全評價時,發(fā)現(xiàn)潛在危險的一種有用而簡單可行的方法。安全檢查表內(nèi)容包括標準、規(guī)范和規(guī)定,通過回答安全檢查表所列的問題能夠發(fā)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)的設計和操作的各個方面與有關標準不符的地方,找出問題,判別礦井的安全程度,并據(jù)此提出企業(yè)應進行整改的建議和應采取的安全技術措施。 編制安全檢查表的評價人員應當熟悉本行業(yè)的標準、規(guī)程及煤礦井下的生產(chǎn)特點; 安全檢查表在編制時應注意防止漏項。 安全檢查表法有下列優(yōu)點： （1）能夠事先編制表格，因此有充分的時間組織有經(jīng)驗的人員列舉系統(tǒng)及其周圍環(huán)境的評價指標，做到相對系統(tǒng)化、完整化和準確化，而不至于遺漏可能導致危險的關鍵因素； （2）可根據(jù)規(guī)定的標準、規(guī)范和法規(guī)，檢查執(zhí)行的情況，做出相應的評價； （3）表的形式逐項列出，逐項檢查，逐項賦值，表內(nèi)還可注明需要改進的措施及要求，定期檢查改進情況； （4）容易掌握，易于實現(xiàn)“群眾管理”，可以隨著科學技術的發(fā)展和標準、規(guī)范的變化而不斷修改完善。 這種評價方法存在的問題是表的編制及評價結果含有相當高的經(jīng)驗成分，專家憑主觀意識來確定權重及其指標值，因此，評價結果帶有很大的主觀性。 3.2預先危險性分析法 可對煤礦安全生產(chǎn)系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)中存在的危險、有害因素、出現(xiàn)條件和事故可能發(fā)生的模式等進行“預測”、“定性”分析,以便采取相應的安全對策措施或事故防范措施。 預先危險性分析的主要作用是識別與系統(tǒng)有關的主要危險、鑒別產(chǎn)生危險的原因、估計事故出現(xiàn)對人體及系統(tǒng)產(chǎn)生的影響、判定已識別的危險等級,提出消除或控制危險的措施。 預先危險性分析方法的突出優(yōu)點有：1）由于系統(tǒng)開發(fā)時就做危險性分析，從而使得關鍵和薄弱環(huán)節(jié)得到加強，使得設計更加合理，系統(tǒng)更加緊固；2）在產(chǎn)品加工時采取更加有針對性的控制措施，使得危險部位的質(zhì)量得到有效控制，最大限度地降低因產(chǎn)品質(zhì)量造成危險的可能性和嚴重度；3）通過預先危險分析，對于實際不能完全控制的風險，還可以提出消除危險或將其減少到可接受水平的安全措施或替代方案。 3.3 指數(shù)評價法 指數(shù)評價方法是美國道化學公司首創(chuàng)的、比較成熟的評價方法。它開創(chuàng)了化工企業(yè)危險性定量評價的先河。這種方法以物質(zhì)系數(shù)（表述物質(zhì)由燃燒或其它化學反應引起的火災、爆炸過程中釋放能量大小的內(nèi)存特性）為基礎，另外考慮對特定物質(zhì)、一般工藝或特殊工藝的危險修正參數(shù)，求出火災爆炸指數(shù)，然后根據(jù)火災爆炸指數(shù)的大小來劃分危險程度級別。 指數(shù)評價法是一種比較成功的評價方法，解決了有關行業(yè)的許多安全問題。但其評價參數(shù)取值范圍過寬，選用時缺乏統(tǒng)一的標準，因而難于保證評價結果的精度。英國帝國化學公司的蒙德法就是對道化學公司的火災爆炸指數(shù)法的補充和完善，其最大的局限性是難以保證綜合危險性指標修正結果的準確性。該方法有如下特點： （1）采用指數(shù)表征危險物質(zhì)的危險程度，避免了災變的概率及后果嚴重程度難以確定的問題； （2）這類方法均以系統(tǒng)中的危險性物質(zhì)為評價對象，對管理因素如人的作用分析考慮較少； （3）指數(shù)的確定只與危險物質(zhì)的指標設置有關，忽略了指標因素的客觀存在狀態(tài)，因此，其靈活性較差； （4）評價中模型對系統(tǒng)安全保障體系的功能重視不夠，特別是危險物質(zhì)和安全保障體系間的相互作用關系未予考慮。評價之初就有風險意義的指標值，使得評價后期對系統(tǒng)的改進顯得非常困難； （5）這種評價方法主要適用于企業(yè)或工程設計階段的評價。 3.4 概率風險評價法 概率風險評價方法代表了安全評價的一個發(fā)展方向,是一種精度較高的定量安全評價方法。這類方法通過綜合分析系統(tǒng)最基本單元元件的性能及其致災結構關系,推算整個系統(tǒng)發(fā)生事故的概率,通過對災害后果的估計,來綜合反映系統(tǒng)的危險程度,并同既定的目標相比較,判定其是否達到預期的安全要求;或者,將危險概率值劃分為若干等級,作為系統(tǒng)安全評價及制定安全措施的依據(jù)。 該方法要求數(shù)據(jù)準確、充分,分析完整,判斷和假設合理,并能準確的描述系統(tǒng)中的不確定性。 對于煤炭行業(yè),由于系統(tǒng)復雜,其中的不確定因素多,且各種因素狀態(tài)不明確,對系統(tǒng)完整的分解比較困難,使用這種方法時受到相當程度的限制。為了克服這一缺陷,模糊概率來取代上述準確概率的模糊概率安全評價方法正處于研究之中。但對于煤礦安全管理,要得到某一事故的模糊概率也屬不易,必須投入大量的人力、物力和財力進行系統(tǒng)的研究和分析,在現(xiàn)實條件下,煤炭生產(chǎn)系統(tǒng)不可能完成類似的研究。 3.5事故樹分析法 事故樹是一種描述事故因果關系有方向的“樹”,是安全系統(tǒng)工程中最重要的 分析方法之一。事故樹分析遵守邏輯分析原則,即從結果分析原因,相關事故(節(jié)點) 之間用邏輯門連接。用事故樹分析法進行煤礦安全評價,應按以下步驟進行: (1) 分析礦井系統(tǒng),進行事故統(tǒng)計,設想給定系統(tǒng)可能要發(fā)生的事故,確定頂上事件; (2) 逐步進行分解,將系統(tǒng)劃分為若干個分系統(tǒng)、子系統(tǒng),直至到不可再分解的基本元素,確定基本事件,調(diào)查與事故有關的所有原因事件和各種因素; (3) 按照下層事件與上層事件發(fā)生的與或門關系,自上而下逐步繪制事故樹圖; (4) 對事故樹進行化簡; (5) 通過對最小割集(最小徑集) 的求解,確定出基本事件的結構重要度,進行定性分析,從事故樹的結構上了解系統(tǒng)中導致事故發(fā)生的各基本事件的組合關系及其重要程度; (6) 根據(jù)資料確定各基本事件發(fā)生的概率,進行定量分析,求解頂上事件發(fā)生的概率、各基本事件概率的重要度和臨界重要度; (7) 根據(jù)定性分析和定量分析的結果,尋找控制頂上事件發(fā)生的有效途徑。編制安全技術措施,制定應急預案。 事故樹評價法具有以下特點: ①能詳細地描述事故原因及其相互之間的邏輯關系; ②便于發(fā)現(xiàn)礦井系統(tǒng)中存在的潛在危險因素和狀態(tài); ③通過分析,能尋找出控制事故的要素和不安全狀態(tài)的關鍵環(huán)節(jié); ④易于進行數(shù)理邏輯運算和定量計算,并實現(xiàn)分析計算機化。事故樹是由眾多基本事件構成的,這些基本事件對頂上事件均產(chǎn)生影響,但影響程度是不同的。在制定安全防范措施時必須有先后次序,輕重緩急, 以便使系統(tǒng)達到經(jīng)濟、有效、安全的目的。 3.6 事件樹分析法 事件樹分析是一種從原因到結果的自上而下的分析方法,其分析步驟如下： (1) 確定初始事件(預測事故、設定安全措施等) ; (2) 編制ETA 圖; (3) 闡明事故結果; (4) 定量計算、分級。如已知各事件的發(fā)生概率,即可進行定量計算(設各歧點的失敗概率為Pi ,則成功概率為1 - Pi) 。根據(jù)定量計算的結果,作出事故分級。 煤礦事故的產(chǎn)生是一個動態(tài)過程,是若干因素(事件) 按時間順序出現(xiàn)的結果, 每一個發(fā)生事件都可能導致災難性事故的后果, 但并不一定是必然的后果。因為事件向前發(fā)展的每一步都會受到安全防護措施、操作人員的工作方式、安全管理及其他條件的制約。事件樹分析從事故的起因(或誘發(fā)事件)開始,途經(jīng)原因事件到結果事件為止,每一事件都按“成功”和“失敗”2 種狀態(tài)進行分析。成功和失敗的分叉稱為歧點,用樹枝的上分支作為成功事件,把下分支作為失敗事件,按事件發(fā)展順序不斷延續(xù)分析,直至最后結果。顯然,有n 個階段,就有( n - 1) 個歧點。根據(jù)事件發(fā)展的不同情況, 如已知每個歧點處成功或失敗的概率, 就可以計算出各種不同結果的概率。 事件樹分析法可以定性、定量地辨識初始事件發(fā)展為事故的各種過程及后果,并分析其嚴重程度。根據(jù)樹圖可在各發(fā)展階段的每一步采取有效措施,使之向成功方向發(fā)展。ETA 是一種圖解形式,層次清楚,階段明顯,可以進行多階段、多因素復雜事件動態(tài)發(fā)展過程的分析,預測系統(tǒng)中事故發(fā)展的趨勢。ETA 實際上是事故樹分析法(FTA) 的補充。 4. 煤礦安全評價方法的選擇和確定 在進行安全評價時，應該在認真分析并熟悉被評價系統(tǒng)的前提下，選擇安全評價方法。選擇安全評價方法應遵循充分性、適用性、系統(tǒng)性、針對性和合理性的原則。 煤礦是一個人工、機械、采礦工程、地質(zhì)條件和自然環(huán)境共存的復雜系統(tǒng)。其災變既具有人工系統(tǒng)災變的性質(zhì),同時也具有自然系統(tǒng)災變的特點,單純地借用目前只適用于人工系統(tǒng)或自然系統(tǒng)的方法評價煤礦災害系統(tǒng)的危險性程度是不可行的。因此，選擇評價方法時要嚴格遵循上述原則，保證評價結果的客觀性和公正性。 安全評價的方法很多，但每種方法都有其一定的局限性。所以確定所要使用的安全評價方法，必須首先明確評價目的、對象及范圍。每個評價方法都各有自己的使用范圍,各有自己的優(yōu)、缺點。在進行煤礦安全評價方法選擇時,必須考慮以下因素綜合使用: ①開展安全評價的動機; ②所需評價結果的類型; ③可用于評價的信息類型; ④所分析的礦井事故特征; ⑤已發(fā)現(xiàn)與評價對象有關的風險。同時要注意到安全評價方法不是單一的、確定的分析方法,不是決定安全評價結果的“惟一”因素;選擇安全評價方法時,并不存在“最佳”方法,評價方法的恰當選擇還要依賴于評價人員對評價方法的不斷了解和實際經(jīng)驗的積累。 煤礦井下生產(chǎn)系統(tǒng)是一個人—機—環(huán)境構成的、空間分布極其復雜的災害系統(tǒng)，其中人工、自然因素共存；瓦斯、煤塵、水、火、頂板事故等是其存在的主要災害形式。這些事故發(fā)生的機理雖然各異，但引發(fā)的因素卻相互關聯(lián)。在時間、空間上各種災害可隨時隨地發(fā)生，且相互影響，只有對系統(tǒng)的危險程度進行定量評價，事先獲得各種事故的可能后果及其對整個生產(chǎn)系統(tǒng)的影響，技術和安全管理部門才能針對性的采取措施，達到安全生產(chǎn)的目的但是。由于煤礦受地質(zhì)、水文地質(zhì)、煤層存賦等自然條件及歷史開采、動態(tài)作業(yè)環(huán)境等條件限制，要對煤礦進行定量評價分析比較困難，而目前煤礦行業(yè)的安全現(xiàn)狀定性評價方法一般采用的是安全檢查表法，這種評價方法存在著嚴重的缺陷，結果也不能令人滿意。針對這種情況，在進行煤礦安全現(xiàn)狀評價時候可以采取定性和定量相結合的評價方法，以全面有效的評價煤礦系統(tǒng)中存在的危險、有害因素以及其危險性程度。 5. 小結 由于煤礦開采地質(zhì)條件錯綜復雜，導致導致井下事故發(fā)生的途徑非常多,如果靠經(jīng)驗去治理、阻斷事故發(fā)生的全部通道很難不出現(xiàn)疏漏。礦井瓦斯、粉塵、水害、火災和冒頂事故時有發(fā)生,一個很重要的因素是過去僅僅靠經(jīng)驗,著重礦井事故直接原因分析與防治,而沒有廣泛使用煤礦安全評價方法對煤礦系統(tǒng)中存在的危險源、有害因素進行辨識與分析,從而難以深入查找事故的潛在誘因,更難準確判斷礦井系統(tǒng)發(fā)生事故和職業(yè)危害的嚴重程度。因此用適當有效的方法對煤礦系統(tǒng)進行安全評價是十分必要的。本文主要是對煤礦安全評價的幾種方法進行了討論和分析，列出了目前安全評價常用的幾種定性定量評價方法，然后在其基礎上提出了適合煤礦安全現(xiàn)狀評價的一些具體方法及其優(yōu)缺點。 安全評價工作在煤炭行業(yè)剛剛起步, 隨著安全生產(chǎn)法制建設的不斷深入, 煤礦安全評價工作將逐步得到普及和完善。開展煤礦安全評價, 能夠有力促進煤礦安全管理工作, 在全國煤礦開展安全評價, 可以扭轉煤礦安全生產(chǎn)的被動局面, 使煤礦安全管理工作科學化、制度化、規(guī)范化, 是實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的必由之路。