影響我國煤礦安全的本質因素分析

影響我國煤礦安全的本質因素03manbetx
孔留安1,2,李　武
摘　要:針對目前普遍將煤礦02manbetx.com 頻發歸因於管理問題的傾向,采用對比03manbetx 和相關性03manbetx 等方法分別研究了管理、技術和裝備等因素對煤礦安全的影響,得出煤礦02manbetx.com 的發生與安全管理有關,但諸如重特大煤礦瓦斯爆炸等安全問題的根本解決取決於技術和裝備水平,而非管理;對災害02manbetx.com 的發生機理和防治技術研究不夠、裝備的安全保障能力低是導致煤礦惡性02manbetx.com 多發的深層次原因.最後提出並研究了技術、裝備和人“三要素”之間的邊際替代關係.
關鍵詞:安全管理;技術;裝備;邊際替代率
:AAnalysisoftheintrinsicfactorsaffectingcoalminesafetyKONGLiu an1,2,LIWu21 SchoolofCivilandEnvironmentEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing　100083,China;2 HenanPolytechnicUniversi y,Jiaozuo　454003,China)Abstract:WhileweakmanagementispopularlyblamedforaccidentsfrequentlyoccurredinChina’scoalmines,ananalysisonaffectionofsuchfactorsasmanagement,techniquesandfacilitiesoncoalminesafetywasconducted,byusingcomparativeanalysisandrelativeanalysismethods.Thestudyindicates:safetymanagementiscloselyre latedtocoalmineaccidents,however,thefinalsolutiontocoalminesafetyproblemssuchasfatalcoalmininggasexplosionwillprimarilyrelyontechniquesandfacilitiesratherthanmanagement;low levelfacilities,insufficientresearchonbothbasictheoriesofsuchdisasters,andtheirpreventiontechniques,arethedeep rootedreasonsforthehigh ratedaccidentoccurrenceincoalmines.Basedontheconclusionthusdrawn,themarginalsubstitutionrateofsuchinputfactorssuchastechniques,facilitiesandmanpowerwasstudiedandputforward.
Keywords:safetymanagement;techniques;facilities;marginalsubstitutionrate
　　反映煤礦安全狀況的最重要指標是死亡人數和百萬噸死亡率.據統計[1],1994—2004年我國煤礦死亡人數和百萬噸死亡率均呈下降走勢(圖1),煤礦安全狀況總體穩定,並趨於好轉.然而,近年來我國煤礦重特大事故仍頻繁發生,特別是2004年10月份以來,鄭州煤電集團大平煤礦、銅川礦務局陳家山煤礦、阜新礦業集團孫家灣煤礦和七台河集團東風煤礦先後發生特別重大瓦斯(煤塵)爆炸事故,我國煤礦安全問題成為國內外廣泛關注的焦點.針對近期02manbetx.com 多發的安全生產形勢,普遍認為主要是由於管理缺陷、監管不力等因素引起的,即將02manbetx.com 頻發歸因於管理問題.然而,隨著我國《安全生產法》等一係列安全法律法規和政策的出台實施,各級政府部門及煤礦企業均建立了

安全監察管理的責任約束機製,旨在徹底解決安全管理缺陷等問題,但這並未有效遏製02manbetx.com 尤其是重特大02manbetx.com 的頻發,過去經常見諸中小型鄉鎮煤礦的礦難,現在已開始向國有大礦蔓延,從大平礦難到陳家山礦難以及孫家灣礦難,似乎還有愈演愈烈之勢.人們把煤礦事故頻發的原因歸結為管理問題似乎有偏離“本質”之虞,因為這種認識大多是基於對事故進行分散的、統計的和彼此缺乏聯係的事後歸納整理而得到的.筆者認為,重特大煤礦事故頻發,在安全管理等表麵原因的背後必然蘊藏著更深層次的事故致因因素.
1　我國重特大煤礦事故中的管理因素03manbetx
安全管理是貫徹執行國家和各級管理部門法律、法規和規章製度,消除事故隱患的重要手段,煤礦事故中常出現的管理缺陷有管理基礎薄弱、安全機構不健全、人員配備不齊、責任疏忽、管理不到位等等[2].以2005年孫家灣煤礦的“2·14”礦難為例,根據國家安全生產監督管理總局授權並在其官方網站發布的遼寧省阜新礦業(集團)有限責任公司孫家灣煤礦海州立井“2·14”特別重大瓦斯爆炸事故調查報告[3](簡稱“報告”),認為這是一起責任事故,引起該事故的直接原因是在海州立井3316風道瓦斯濃度超限的情況下,工人違章帶電操作維修,產生電火花引起瓦斯爆炸的;間接原因主要有:①礦井生產技術管理混亂;②“一通三防”、機電管理混亂;③勞動組織管理混亂;④井下安全管理混亂.
從表麵上看,這起礦難似乎是由於管理不善造成的.然而,“報告”認為,直接原因中3316風道瓦斯濃度積聚超限是由於衝擊地壓造成的,不能準確預報預測衝擊地壓的發生,主要是由於我國目前尚未認識清楚衝擊地壓的發生規律,這屬於安全技術層次的原因;間接原因中也存在諸如通風係統不完善、井下瓦斯傳感器和地麵瓦斯監控係統長時間存在故障、井下照明信號綜合裝置屬於假冒產品等,這些是裝備方麵的不足.可見,事故中的技術、裝備因素才是引發事故災害的關鍵因素,而這些因素卻難以依靠管理從根本上得以解決.
安全技術和裝備水平對煤礦安全的影響
2 1　製約我國煤礦安全的技術問題
煤礦安全技術是揭示井下各種自然災害的發生機理和發展變化規律,用於防治各種自然災害的理論方法和應用技術[4].近年來,我國在瓦斯賦存預測、瓦斯抽放技術、煤岩動力災害(煤與瓦斯突出和衝擊礦壓)預測等方麵取得了新的進展,但還存在許多亟待解決的重大技術問題,主要表現在:(1)對煤與瓦斯突出的發生機理等基礎理論研究不夠.在我國,煤炭開采屬高危行業,為了預防煤礦事故的發生,前些年我國煤礦安全技術的研究工作主要集中在事故災害防治措施方麵,對諸如礦井瓦斯賦存、運移規律及煤與瓦斯突出發生機理認識不深,對煤與瓦斯突出等災害仍停留在“假說”階段,對衝擊地壓規律研究不夠,導致災害事故的防治技術措施單一,綜合配套能力差和適應性差等.(2)煤礦礦井瓦斯抽放率相對較低,據統計[5],我國目前的瓦斯抽放率僅為23%.我國高瓦斯突出煤層構造軟煤發育、透氣性低,煤層瓦斯抽放難度大,直接威脅著煤礦安全生產.(3)資源勘查、探測技術落後.受我國煤層賦存條件的影響,我國煤炭資源勘探程度較低,往往導致區域預測結果精度不能滿足礦井生產實際要求,不能直接指導采掘作業.據統計[5],我國煤炭資源中精查資源量占25%,詳查資源量占17%,絕大部分為地質工作程度極低的普查找煤資源量.由於探測技術落後,對深部煤層賦存的瓦斯地質條件、水文地質情況和各種地質構造的特征掌握不清,導致大量安全技術,特別是瓦斯災害防治技術無法直接應用或者適應性差等,煤炭資源無法安全開采.

2 2　製約我國煤礦安全的裝備問題我國煤礦95%以上為地下開采,自然災害十分嚴重.煤礦生產裝備是煤礦最基本的生產力要素,安全裝備是防治煤礦事故的重要手段,但目前仍有許多裝備存在適應性不強、可靠性差的問題.據統計[6],2004年我國煤礦機械化程度平均僅為42%,其中國有重點煤礦采煤機械化僅為81 5%,掘進綜合機械化僅為15 03%,國有地方煤礦和鄉鎮煤礦機械化程度更低.圖2為1990—2004年我國國有重點煤礦采煤機械化程度與事故指標的變化趨勢.
由圖2可看出,1990—2004年,國有重點煤礦采煤機械化程度穩步提高,但煤礦死亡人數和百萬噸死亡率波動較大,特別是1999年來,煤礦死亡人數有較大漲幅,這表明近年來在煤礦生產過程中,機械化程度等反映裝備水平的指標雖有所提高,但相對於我國煤炭產量大幅度增加以及地下開采仍以勞動密集型為主的現實來說,漲幅不大.地下開采人數多,過於集中, 一旦發生事故,必然造成重大人員傷亡.
在煤礦安全裝備方麵,據統計[5],我國目前僅國有煤礦安全欠帳高達500多億元,其中45戶重點監控企業安全欠帳197 4億元,全國561處國有大中型礦井中有277處屬於高瓦斯礦井,其中有154處未建立瓦斯抽放係統,有231處無安全監控係統,部分礦井的通風設備還是20世紀50年代的蘇製產品.不少礦井沒有安設防隔爆設施,既使配備了隔爆設施的礦井,設置的數量少,沒有達到01manbetx 01manbetx 的要求.這同樣也反映出我國煤礦裝備落後,安全可靠性差,必然構成煤礦重特大事故頻發的“誘因”.
2　美國煤礦技術裝備水平與事故率的相關性分析
美國的煤炭行業曾有著與我國相似的曆史.20世紀30年代前,美國煤礦事故高發,最高年死亡人數達3200多人.進入50年代後,通過煤礦安全技術的係統研究和開發利用,煤礦安全狀況迅速好轉,20世紀60年代末百萬噸死亡率降到0 5左右,90年代降至0 028,2000—2004年該項指標一直維持在0 03#φ飧鏊?煤礦行業已經全然成為全國最安全行業.圖3為1986—1995年美國煤礦機械化程度與死亡人數和百萬噸死亡率的相關關係[6].
由圖3可以看出,采煤機械化和死亡人數、百萬噸死亡率均呈較明顯的負相關關係,即新技術和裝備的推廣使用能大幅度降低煤礦安全事故:一是新技術的廣泛采用,增強了煤礦開采的計劃性和對安全隱患的預見性,這必將大幅度減少煤礦挖掘中的意外險情,也可以幫助製訂救險預案;二是加大機械化和自動化采掘等設備的投入,提高了工作效率,減少了下井工人數量,直接有效地減少了易於遇險的人群.根據前述分析可以看出,煤與瓦斯突出、瓦斯爆炸等災害事故的發生機理和複雜條件下的瓦斯災害防治技術等基礎性和應用性技術難題是我國煤礦安全的瓶頸,裝備水平的高低直接影響著煤礦事故死亡人數和百萬噸死亡率.這些問題得不到徹底解決,我國煤礦安全狀況很難發生根本改善.
技術、裝備和人“三要素”之間的邊際替代關係
美國等發達國家的經驗表明,安全科技工作是有效防範各類事故、提高安全生產水平的決定性因素,煤礦生產由勞動密集型向技術裝備型的轉變是必然的.隻有加強新技術研發以及生產和安全裝備的更新使用,減少井下人員的數量,才能從根本上減少人員傷亡事故的發生.以下是研究技術和裝備要素對人要素的可替代性.效用理論[7]認為,邊際替代率是指在總效用水平不變的情況下,投入要素之間相互替代的比率.在煤炭生產過程中,各企業通過投入一定的技術、裝備和人等生產要素,獲得其所具備生產能力下相應的生產產量.其中人可作為生產中的勞力要素,裝備可作為資本要素投入.研究表明,隨知識經濟的發展,技術作為除勞力和資本之外的企業生產不可缺少的生產要素成為必然[8,9].因此,可將煤礦安全技術作為獨立於勞力和資本要素之外的投入要素.經濟學中的Cobb-Douglas生產函數常被用來解決投入產出過程中各生產要素之間替代性的問題[10],由此可建立基於Cobb-Douglas生產函數的煤礦生產函數,即Y=ALαKβTγ=F(X1,X2,X3),α=YLLY,β=YKKY,γ=YTTY,式中,Y為煤炭生產產量;A為大於0的常數;α為產出對勞力的彈性函數;β為產出對資本的彈性參數;γ為產出對技術的彈性參數;X1,X2,X3分別為技術、裝備和人等投入要素.上式中各投入的生產要素之間存在著替代性.假定在煤炭產量目標值一定的情況下,可以對上述函數求其全微分,得到dX1dX3=-FX2dX2dX3-FX3X1F,dX2dX3=-FX1dX1dX3-FX3X2F.　　根據文獻[7],令MX1,X3=|dX1/dX3|,MX2,X3=|dX2/dX3|分別表示在煤炭產量一定的情況下,技術和裝備投入要素對人的要素的邊際替代率.可見在煤礦生產過程中,技術、裝備和人等“三要素”之間存在一定的替代關係,故可利用技術和裝備對人的邊際替代率,通過加強技術研發和裝備改善來替代開采人員參與井下勞動,減少井下工人的數量,使得從根本上減少煤礦事故傷亡人數成為可能.
4　結　　論
煤礦事故的發生與安全管理缺陷有關,但依靠加強安全管理無法解決引起事故的深層次問題.煤礦安全問題的根本解決要靠深化技術研究和提高裝備水平;對瓦斯等災害事故的發生機理等技術研究不夠、裝備的安全保障能力低是造成我國煤礦重特大事故頻繁發生的深層次原因,必須引起高度重視,並盡快加以解決;在煤礦生產中,技術、裝備等投入要素對人的要素有著邊際替代關係,通過加強技術研發和裝備投入,逐漸代替地下開采的人員數量,可作為降低煤礦事故死亡人數和百萬噸死亡率的有效措施.參考文獻:
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