煤礦安全事故發生機理研究

摘要：煤礦02manbetx.com 發生機理研究是提高安全技術水平、安全裝備研製及製定人的安全行為規範等的前提。02manbetx.com 致因理論、人機理論、心理動力理論等都從不同的角度揭示了煤礦02manbetx.com 多發的根源，物質的平衡態、非平衡激發態及其轉化理論的研究，打開了煤礦安全02manbetx.com 研究的新角視。根據人、機、物、環境構成的大係統安全協同穩態平衡原理科學製定安全管理措施。

關鍵詞：煤礦事故發生機理平衡穩態非平衡激發態平衡態理論

中圖分類號：文獻識別碼：文章編號：

1．煤礦安全事故發生機理概念及其研究的意義

所謂煤礦安全事故機理是指煤礦安全事故發生的內在的、互相聯係的非穩態物質結構要理。愛因斯坦認為，除物體之間互相作用能量外，物質自有能量E=MC²，所以凡是物質係統均具有超凡的能量，這些能量在非穩定狀態下都能變成具有很強破壞力的危險源，構成威脅人類生命財產安全的隱患。安全事故發生的嚴重程度與非穩態的失控能量多少有關。

“要想走在前，理論應當先”（大哲學家培根語），02manbetx.com 之所以頻繁發生，根本的原因在於，目前人們尚未真正弄清楚02manbetx.com 發生的機理。雖然我國02manbetx.com 研究技術已經處在世界先進水平，但在對"一通三防"、防水治水、礦井深度地壓、高溫災害等研究方麵仍然存在許多技術難題，這些難題影響了煤礦安全水平的提高。同時，對煤與瓦斯突出的機理研究仍停留在假說階段,尚沒有成熟的理論來指導煤與瓦斯突出防治技術的開發和研究。隨著煤礦開采深度的增加，延期突出、地熱災害、高地應力、礦震等災害的防治技術難度增大，對這些問題的研究都還處在模糊階段。需要提出的是，這些涉及行業技術發展的基礎性和前瞻性重大理論課題，國家支持力度大大減弱，難以開展技術攻關，基礎理論研究嚴重滯後於煤礦安全的需要。對安全事故發生機理研究的忽視，必然造成對安全事故防範措施的忙亂，導致安全生產裝備的製造技術失當，致使阻隔事故的保證力得不到保障。

如何提高安全技術水平，如何提高煤礦安全裝備運行的安全保障係數，如何增強人的安全行為能力等問題的研究均要建立在對煤礦安全事故機理規律認識清楚的前提下，隻有弄清楚了煤礦各類事故發生的機理，才能實施有效的安全保障措施，杜絕02manbetx.com 發生。

煤礦安全事故發生機理研究的經濟成本意義在於，完全清楚了諸如煤與瓦斯突出的機理、瓦斯爆炸極限機理、地溫機理、衝擊地壓機理等理論問題，就會找出極其簡單的解決危險源引發事故的辦法，甚至無需用風力排放瓦斯，無需噴水降塵，無需使用打鑽探水等極其粗陋原始龐大的設備就能排除事故隱患。假若研製出一種“化學噴劑”，一種“遙感窺視”法，一種“低冷化學劑”等，通過噴灑“中和瓦斯氣體”、遙感窺視水源、降低地下高溫等這些極其簡單的辦法，就可以低成本地解決煤礦災害問題。

2．國內外煤礦安全事故機理研究綜述

國外關於安全機理的理論研究遠遠超前於我國。遠在1919年英國的格林伍德（Greenwood M.）和伍茲（Wood H.H.）對傷亡事故進行了統計03manbetx ，開創了事故致因理論研究，創造了事故傾向性理論、心理動力理論等；美國的海裏因（1881-1962）對事故研究建立在大量統計數據基礎上，得出了人、機、物不安全因素模型，一方麵強調了人的不安全行為在事故發生中的重要作用，同時也強調物或機械的不安全狀態也是事故發生的直接原因。20世紀二三十年代，國外關於傷亡事故研究的理論還有，因果鏈理論、多重因素－流行病學理論、係統理論、軌跡交叉理論、擾動理論、自我調控模型、能量意外釋放理論等，這些理論對國家管理煤礦、推出管理法律法規起到了重要積極的作用。

其中，係統理論認為，研究事故發生的原因，要利用係統論、信息論、控製論的係統03manbetx 方法，從人－機－物－環境組成的大係統出發，探究人－機－物－環境之間的相互作用、反饋和調整，辨識事故將要發生時的係統狀態和特征，辨識危險源存在的位置和機理。特別是與人的感覺、記憶、理解和行為響應等過程特征，從而分清事故的主次原因，使預防事故更有效。在係統理論的框架下，日本勞務省提出了“軌跡交叉模型”。該理論認為，事故的發生是人的運動軌跡與物的運動軌跡異常接觸所致，是物直接接觸於人，或是人暴露於有害環境之中。人與物兩種運動軌跡的交叉點（即異常接觸點）就是事故發生的時空。在此模型中，物的原因被表示為“不安全狀態”，人的原因被表述為“不安全行為”。人的不安全行為和物的不安全狀態是造成事故的直接原因。安全係統原理還認為，人與物的關係取決於人與人的關係。所以，政府對煤礦安全的管理行為是安全事故增與減的直接動因。這就要求政府要重新審視過去和現行的法律法規和製度安排，創造一個好的環境，使我國煤礦生產中，達到“人、機、物、環境、社會”大係統的充分協同，以極大限度的減少人因所造成的煤礦事故。

事故交叉理論認為，多數情況下，在直接事故原因的背後，往往存在著企業經營者、管理監督者在安全管理上交叉存在的缺陷，這是造成事故的本質原因。因為發生事故，問題畢竟是發生事故的人或管理者、監督者不知道、不會做或知而不做。發達國家礦難事故之所以能夠得到有效控製，與其行之有效的理論研究、技術裝備、法律法規和科學管理分不開。

我國對事故發生機理的理論研究起步較晚，1987年，陳昌祺出版了《安全生產與心理學》研究了心理動力論等，1995年陳寶智在對交叉係統安全理論研究的基礎上，提出了兩類危險源理論；2000年，李晉平、李海中出版了《煤礦安全管理方法新編》，提出了安全大係統管理法應用理論。比國外理論研究晚上近百年。

需要指出的是，煤礦安全事故機理研究除對物的不安全狀態機理研究外，還應當包括人文安全製度機理。美國安全工程師海因裏希經過大量研究，認為事故的發生存在著“88：10：2”規律，即在100起事故中，有88起事故純屬人為的因素，有10起事故是人為和物的不安全狀態綜合造成的，隻有2起事故是人難以預防的。而中國礦業大學副教授陳紅對我國煤礦1980－2000年發生的重大事故案例的全麵統計數據03manbetx 顯示，在所有導致我國煤礦重大事故的直接原因中，人因所占的比例實際上高達97.67％以上，遠遠高於一般人們認識的結果。

1980-2000年中國煤礦重大事故中的人因比率

事故原因	瓦斯爆炸	瓦斯突出	瓦斯中毒	煤塵 爆炸	火災	水災	頂板	爆破	運輸 提升	機電	自身 傷亡	其它	總計
故意違章	227	9	16	18	22	30	104	9	74	8	20	15	552
管理失誤	153	28	44	6	12	110	118	12	13	12	9	23	540
缺陷設計	16	1	3	－	5	16	13	－	28	－	1	－	83
人因總計	396	38	63	24	39	156	235	21	115	20	30	38	1175
事故總計	410	43	64	24	40	157	239	21	115	20	31	39	1203
故意違章比率（％）	55.37	20.93	25.00	75.00	55.00	19.11	43.51	42.86	64.35	40.00	64.52	38.46	45.89
管理失誤比率（％）	37.32	65.12	68.75	25.00	30.00	70.06	49.37	57.14	11.30	60.00	29.03	58.97	44.89
缺陷設計比率（％）	3.90	2.33	4.69	0.00	12.50	10.19	5.44	0.00	24.35	0.00	3.23	0.00	6.90
人因總計比率（％）	96.59	88.37	98.44	100.00	97.50	99.36	98.33	100.00	100.00	100.00	96.77	97.44	97.67

注：數據來源：陳紅主編的《中國煤礦重大事故中的不安全行為研究》，科學出版社，2006.9。

我國政府在安全管理方麵，尤其是煤礦安全管理方麵，相繼推出了一係列政策，《安全法》、《礦山安全法》、《煤炭法》、《煤礦安全監察條例》等，成立了國家安全生產監督總局、煤炭安全生產監督局等監察部門，實施對煤礦的安全生產監察工作。但由於我國煤礦存在環境的特殊性，在社會、人、機、物、環境生產勞動的交互係統中，這些管理條例和部門設置多存在有交叉軌跡和製度設計缺陷，存在諸多的“管理不時症”，致使煤礦事故不能很好地得到遏製。

3．煤礦安全事故發生機理的平衡態理論

平衡態理論認為，自然界中的每一事物都存在兩種狀態：平衡穩態和非平衡激發態。平衡穩態即是物質長期在大自然中形成的自然存在狀態，由於這種狀態與周圍其它物質共處一定空間的穩定係統中，所以，處在平衡穩態物質沒有能量轉化，不構成事故的危險源。非平衡激發態即是由於處於平衡穩態的物質被外力所位移，或在位移過程中，破壞了係統空間物質的穩定結構，促使了物質的能量轉化（如勢能、化學能、壓力能等）或能量釋放，造成安全事故的發生。

按照平衡穩態理論，安全事故發生的機理可解釋為，人們的生產鬥爭活動，要利用自然造福人類，就要對不利於人們生存環境的處在穩定狀態的物態進行修正和改造。於是，處於平衡穩態的事物就會被打破平衡，變為非平衡激發態，處在非平衡激發態的事物就產生能量轉化或意外能量釋放，構成破壞其它事物的危險源，如果防護不當就會釀成事故。對於煤礦來講，事故的發生就是在采煤過程中，對本來深埋在地下數百米處於平衡穩態的煤層地質結構進行了破壞，由平衡穩態的複雜煤層變為非平衡激發態的結構，於是，地壓衝擊、煤和瓦斯突出、高壓水冒噴、煤層塌陷等不安全狀態的物質意外釋放出極大的能量，造成摧毀采煤巷道和人員傷亡的礦難事故。

大量的理論和實踐都證明，任何處於兩種狀態的事物在對其修正和改造過程中，能量轉化或意外能量釋放都是可以得到有效控製和利用的，核電站的出現就是對核裂變非平衡激發態控製利用的很好例子。

如何科學、準確、有效地控製在采煤過程中地下煤層由平衡穩態到非平衡激發態意外能量釋放產生的破壞性，是礦難事故得到遏製的安全生產機理所在。影響煤層物質兩種狀態轉化的要素由人、機（各種支護與采掘設備、工具等）、物（煤層及其地下的自然物等）及人與機、物構成的環境等要素構成。這些要素構成一個協同交互的大係統，在這個大係統中，人處於支配核心地位，其它三元素處在能被人了知其規律並可被協同掌控的狀態。理論上講，人對事物和自然的認識能力是無限的，任何事物或事件也同樣是可以被掌控的。所以，任何礦難事故都是可以避免的。這就是行業專家研究出的結論：煤礦事故的發生97.67％是人為因素引發的原因。曆史上，礦難事故之所以不斷發生，是由於人們在對煤層被采掘移動過程中，使其從一種平衡穩態經過非平衡激發態再到另一種新的平衡穩態時，意外釋放能量的機理和規律尚為搞清楚，或者是對已經認識和掌控的事故致因，由於人的不安全心理及其行為導致了物的不安全狀態，或者是人未能正確使用機器等工具，造成礦難事故。通常人們所講的自然不可抗拒的“天災”力量而引起的巨大煤塵和瓦斯突出事故，隻是人們尚未製造出抵禦這種礦難發生的機械裝備而已。所以，用科學的觀點解釋，任何礦難都可以避免，完全能夠實現煤炭開采的百萬噸零死亡。

4．基於安全事故平衡態理論的係統環境安全管理

安全事故發生機理的平衡態理論還可以演化為人的安全心理和安全行為的平衡態理論。係統論告訴我們，煤礦生產是一個人、機、物、環境相互交互的動態係統，在這個係統中，人力活動行為的正確與錯誤是導致機、物、環境三因素是否協調運動的根本，所以，人的安全因素居於主動地位。人的心理處於平衡態時，即處於心情舒暢、神誌平和狀態時，他的活動就會有條不紊，嚴格按照設定的流程工作；相反，如果人的心理處於非平衡態甚是激發態時，即當一個人受到領導的不公正的批評和挫折時，他的活動就會產生緊張慌亂情緒，導致非流程性工作，甚至故意產生破壞力。這就要求我們，在員工安全培訓、安全管理方麵，要始終使礦工在工作時保持平衡態心理，不要讓任何處在非平衡激發態心理的礦工上崗。如果發現某礦工有非平衡態的心理表現，要即時教育開導，使其轉化為平衡心態。所以，煤礦企業要營造關懷文化、勤政文化、服務文化、公平文化、礦工為本等一係列的安全文化氛圍。讓礦工沉浸在平和的工作和生活環境當中，從而使礦工達到長效的平衡心理狀態。

根據安全事故的人因平衡態理論，結合經濟管理學的觀點看，目前關於煤礦事故死亡人員的賠償問題，一種觀點認為，隻要提高礦工死亡的賠償金額就會做到使煤礦經營者加大安全投入，避免事故發生。可是如果對死亡人員的賠償金高到某個程度（如超出目前出現的幾十萬元的死亡賠償金額），死亡的超高額賠償可能會誘發某些礦工轉化為非平衡激發態的心理，產生故意製造事故的可能。目的是，如果在事故中死亡，就會獲得幾十萬元的賠償，這個數字對那些本來就有生命賭性而且極度貧困的礦工充滿了相當有誘惑力的，於是就進一步加大了這個礦工輕視自我生命，從而鋌而走險的概率。經濟管理學認為，人的生命有時是可以定價的，譬如，做一種高危險性事件，拿二十萬元、二百萬元等就可以促使一些人願意冒著生命的危險獲得這些賭金。所以，搞好煤礦安全生產一定要全麵的考慮礦工人安全平衡態心理因素，在製定人員安全管理政策時，要認真研究從業人員的心理生命價值效度，做到從製度和文化上杜絕任何人因不安全行為的發生。

從安全事故發生機理的平衡態理論可以看出，人的平衡心理，物的平衡狀態是構成安全生產的兩大平衡砝碼。這兩大平衡砝碼處在機器、環境因素中，尋求總體的動態平衡。另外還有人、機器、物、環境四因素伴隨著煤礦的動態生產過程相互作用。人的平衡心理導致人的安全行為，物的安全狀態避免能量轉化或意外能量釋放，機器及技術水平預知和抵擋避免事故後果。人、機、物在環境時空中形成煤礦安全生產的動態活動過程。煤礦安全管理係統設計就是要從人、機、物協同環境構成的大係統中尋求整體平衡穩態，在煤炭開采的動態過程中，時刻保持係統從一個協同的平衡穩態到另一個新的協同平衡穩態。個人的安全心理平衡、人與人之間協同安全平衡、人與機器協同運行的安全平衡、機器與物運行的安全平衡、物與運行環境的協同安全平衡等，每一個平衡穩態都要通過係統管理製度發揮作用，從而到達煤礦安全生產的效果。

控製事件的非平衡狀態轉化，有序的控製意外事故發生。人、機、物、環境形成一個協同的煤礦安全生產動態的五維空間。

人因因素：（平衡態心理、非平衡態心理、行為能力） 煤礦安全生產動態集成過程：（四要素協調效果：人、機、物、環境） 物：（煤炭、支護、瓦斯、岩層、矸石、水、火等） 機器（可靠技術的設備） 環境構成“人、機器、物、人文”動態係統時空