關於煤礦安全評價方法的若幹探討

摘要： 煤礦是一個人工、機械、采礦工程、地質條件和自然環境共存的複雜係統。根據 煤礦係統風險的特點，結合職業 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 03manbetx 、指數 評價法、作業條件危險性 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, 除交通行業外,煤炭行業 02manbetx.com 最多、傷亡最高, 每年 02manbetx.com 傷亡人數近萬人, 占國內工業死亡人數的60 %以上, 全國煤礦平均生產100 萬t煤就死亡6 人左右, 遠遠高於世界各產煤國家。煤礦塵肺危害也非常嚴重, 據資料統計, 全國省屬以上國有煤礦塵肺病患者高達1715 萬人, 占我國塵肺病人數的40 %以上, 已累計死亡514 萬人。 02manbetx.com 02manbetx.com 多, 傷亡大, 給職工家屬帶來極大的痛苦,同時也給國家帶來極大的經濟損失。煤礦每發生一起 02manbetx.com , 都要付出數目可觀的搶救費、醫療費、撫恤金、子女教育費等。尤其是發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, 並會引起廣泛的社會影響, 直接涉及社會安定與政治穩定。因此, 開展 煤礦安全評價, 預防和控製各類事故的發生, 規範 煤礦安全 管理, 勢在必行。 對煤礦企業來說, 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生。通過對煤礦安全生產綜合評價, 確定被評價礦井的安全可靠性和事故發生機率的大小, 找出安全工作的重要及主攻方向, 提出相應的對策、 措施,並以此來規範和製約不安全行為, 使空間的 安全 管理, 時間序列上的程序化檢查和工人的 標準化作業有機結合起來, 使工人一上崗就進入管理狀態, 自覺上 標準崗, 幹 標準活。通過安全評價, 把生產過程中的不安全因素和作業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測轉變為以消除隱患為主的主動監測。 2. 安全評價方法概述 安全評價也稱風險評價，起源於三十年代美國的 保險業，全麵、係統地研究則始於六十年代，隨著航空、航天、核工業、化工、石油、建築、煤炭等技術領域的發展，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 03manbetx ；故障類型及影響 03manbetx ；危險可操作性研究；故障樹 03manbetx ；危險指數評價法；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、運用神經網絡的評價、灰色係統及改進的灰色係統評價等。雖然這些將新的理論、數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.幾種適用於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,發現潛在危險的一種有用而簡單可行的方法。安全檢查表內容包括 標準、規範和規定,通過回答安全檢查表所列的問題能夠發現煤礦安全生產係統及輔助係統的 設計和操作的各個方麵與有關標準不符的地方,找出問題,判別礦井的安全程度,並據此提出企業應進行整改的建議和應采取的 安全技術 措施。 編製安全檢查表的評價人員應當熟悉本行業的標準、 01manbetx 及煤礦井下的生產特點; 安全檢查表在編製時應注意防止漏項。 安全檢查表法有下列優點： （1）能夠事先編製表格，因此有充分的時間組織有經驗的人員列舉係統及其周圍環境的評價指標，做到相對係統化、完整化和準確化，而不至於遺漏可能導致危險的關鍵因素； （2）可根據規定的標準、規範和 法規，檢查執行的情況，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，易於實現“群眾管理”，可以隨著科學技術的發展和標準、規範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製及評價結果含有相當高的經驗成分，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 可對煤礦安全生產係統及輔助係統中存在的危險、有害因素、出現條件和事故可能發生的模式等進行“預測”、“定性”分析,以便采取相應的安全對策 措施或事故防範措施。 預先危險性分析的主要作用是識別與係統有關的主要危險、鑒別產生危險的原因、估計事故出現對人體及係統產生的影響、判定已識別的危險等級,提出消除或控製危險的措施。 預先危險性分析方法的突出優點有：1）由於係統開發時就做危險性分析，從而使得關鍵和薄弱環節得到加強，使得 設計更加合理，係統更加緊固；2）在產品加工時采取更加有針對性的控製措施，使得危險部位的質量得到有效控製，最大限度地降低因產品質量造成危險的可能性和嚴重度；3）通過預先危險分析，對於實際不能完全控製的風險，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 指數評價法 指數評價方法是美國道化學公司首創的、比較成熟的評價方法。它開創了化工企業危險性定量評價的先河。這種方法以物質係數（表述物質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存特性）為基礎，另外考慮對特定物質、一般工藝或特殊工藝的危險修正參數，求出火災爆炸指數，然後根據火災爆炸指數的大小來劃分危險程度級別。 指數評價法是一種比較成功的評價方法，解決了有關行業的許多安全問題。但其評價參數取值範圍過寬，選用時缺乏統一的標準，因而難於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）采用指數表征危險物質的危險程度，避免了災變的概率及後果嚴重程度難以確定的問題； （2）這類方法均以係統中的危險性物質為評價對象，對管理因素如人的作用分析考慮較少； （3）指數的確定隻與危險物質的指標設置有關，忽略了指標因素的客觀存在狀態，因此，其靈活性較差； （4）評價中模型對係統安全保障體係的功能重視不夠，特別是危險物質和安全保障體係間的相互作用關係未予考慮。評價之初就有風險意義的指標值，使得評價後期對係統的改進顯得非常困難； （5）這種評價方法主要適用於企業或工程 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係統最基本單元元件的性能及其致災結構關係,推算整個係統發生事故的概率,通過對災害後果的估計,來綜合反映係統的危險程度,並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幹等級,作為係統安全評價及製定 安全措施的依據。 該方法要求數據準確、充分,分析完整,判斷和假設合理,並能準確的描述係統中的不確定性。 對於煤炭行業,由於係統複雜,其中的不確定因素多,且各種因素狀態不明確,對係統完整的分解比較困難,使用這種方法時受到相當程度的限製。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於研究之中。但對於煤礦 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、物力和財力進行係統的研究和分析,在現實條件下,煤炭生產係統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係有方向的“樹”,是安全係統工程中最重要的 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) 分析礦井係統,進行事故統計,設想給定係統可能要發生的事故,確定頂上事件; (2) 逐步進行分解,將係統劃分為若幹個分係統、子係統,直至到不可再分解的基本元素,確定基本事件,調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生的與或門關係,自上而下逐步繪製事故樹圖; (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係統中導致事故發生的各基本事件的組合關係及其重要程度; (6) 根據資料確定各基本事件發生的概率,進行定量分析,求解頂上事件發生的概率、各基本事件概率的重要度和臨界重要度; (7) 根據定性分析和定量分析的結果,尋找控製頂上事件發生的有效途徑。編製 安全技術措施,製定應急 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係; ②便於發現礦井係統中存在的潛在危險因素和狀態; ③通過分析,能尋找出控製事故的要素和不安全狀態的關鍵環節; ④易於進行數理邏輯運算和定量計算,並實現分析計算機化。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生影響,但影響程度是不同的。在製定安全防範措施時必須有先後次序,輕重緩急, 以便使係統達到經濟、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) 編製ETA 圖; (3) 闡明事故結果; (4) 定量計算、分級。如已知各事件的發生概率,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) 。根據定量計算的結果,作出事故分級。 02manbetx.com 的產生是一個動態過程,是若幹因素(事件) 按時間順序出現的結果, 每一個發生事件都可能導致災難性事故的後果, 但並不一定是必然的後果。因為事件向前發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製約。事件樹分析從事故的起因(或誘發事件)開始,途經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,按事件發展順序不斷延續分析,直至最後結果。顯然,有n 個階段,就有( n - 1) 個歧點。根據事件發展的不同情況, 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展為事故的各種過程及後果,並分析其嚴重程度。根據樹圖可在各發展階段的每一步采取有效措施,使之向成功方向發展。ETA 是一種圖解形式,層次清楚,階段明顯,可以進行多階段、多因素複雜事件動態發展過程的分析,預測係統中事故發展的趨勢。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，應該在認真分析並熟悉被評價係統的前提下，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、係統性、針對性和合理性的原則。 煤礦是一個人工、機械、采礦工程、地質條件和自然環境共存的複雜係統。其災變既具有人工係統災變的性質,同時也具有自然係統災變的特點,單純地借用目前隻適用於人工係統或自然係統的方法評價煤礦災害係統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、對象及範圍。每個評價方法都各有自己的使用範圍,各有自己的優、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可用於評價的信息類型; ④所分析的礦井事故特征; ⑤已發現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,並不存在“最佳”方法,評價方法的恰當選擇還要依賴於評價人員對評價方法的不斷了解和實際經驗的積累。 煤礦井下生產係統是一個人—機—環境構成的、空間分布極其複雜的災害係統，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。這些事故發生的機理雖然各異，但引發的因素卻相互關聯。在時間、空間上各種災害可隨時隨地發生，且相互影響，隻有對係統的危險程度進行定量評價，事先獲得各種事故的可能後果及其對整個生產係統的影響，技術和安全管理部門才能針對性的采取措施，達到安全生產的目的但是。由於煤礦受地質、水文地質、煤層存賦等自然條件及曆史開采、動態作業環境等條件限製，要對煤礦進行定量評價分析比較困難，而目前煤礦行業的安全現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，在進行煤礦安全現狀評價時候可以采取定性和定量相結合的評價方法，以全麵有效的評價煤礦係統中存在的危險、有害因素以及其危險性程度。 5. 小結 由於煤礦開采地質條件錯綜複雜，導致導致井下事故發生的途徑非常多,如果靠經驗去治理、阻斷事故發生的全部通道很難不出現疏漏。礦井瓦斯、粉塵、水害、火災和冒頂事故時有發生,一個很重要的因素是過去僅僅靠經驗,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係統中存在的危險源、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,更難準確判斷礦井係統發生事故和職業危害的嚴重程度。因此用適當有效的方法對煤礦係統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，然後在其基礎上提出了適合煤礦安全現狀評價的一些具體方法及其優缺點。 安全評價工作在煤炭行業剛剛起步, 隨著安全生產法製建設的不斷深入, 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的被動局麵, 使煤礦安全管理工作科學化、 製度化、規範化, 是實現煤礦安全生產的必由之路。