關(guān)于煤礦安全評價方法的若干探討

1、關(guān)于煤礦安全評價方法的若干探討    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(yán)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

2、等。尤其是發(fā)生瓦斯煤塵爆炸事故, 在造成工程設(shè)施和設(shè)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(yù)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)化作

3、業(yè)有機結(jié)合起來, 使工人一上崗就進入管理狀態(tài), 自覺上標(biāo)準(zhǔn)崗, 干標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)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(fēng)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(shù)領(lǐng)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(yù)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

4、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(luò)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)、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(shè)計和操作的各個方面與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)進行整改的建議和應(yīng)采取的安全技術(shù)措施。編制安

5、全檢查表的評價人員應(yīng)當(dāng)熟悉本行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程及煤礦井下的生產(chǎn)特點; 安全檢查表在編制時應(yīng)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(biāo)，做到相對系統(tǒng)化、完整化和準(zhǔn)確化，而不至于遺漏可能導(dǎo)致危險的關(guān)鍵因素;(2)可根據(jù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和法規(guī)，檢查執(zhí)行的情況，做出相應(yīng)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(xué)技術(shù)的發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)、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(jié)果含有相當(dāng)高的經(jīng)驗成

6、分，專家憑主觀意識來確定權(quán)重及其指標(biāo)值，因此，評價結(jié)果帶有很大的主觀性。3.2預(yù)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(yù)測”、“定性”分析,以便采取相應(yīng)的安全對策措施或事故防范措施。預(yù)先危險性分析的主要作用是識別與系統(tǒng)有關(guān)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(yù)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(guān)鍵和薄弱環(huán)節(jié)得到加強，使得設(shè)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

7、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(yán)重度;3)通過預(yù)先危險分析，對于實際不能完全控制的風(fēng)險，還可以提出消除危險或?qū)⑵錅p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(xué)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(xué)反應(yīng)引起的火災(zāi)、爆炸過程中釋放能量大小的內(nèi)存特性)為基礎(chǔ)，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(zāi)爆炸指數(shù)，然后根據(jù)火災(zāi)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(guān)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

8、時缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因而難于保證評價結(jié)果的精度。英國帝國化學(xué)公司的蒙德法就是對道化學(xué)公司的火災(zāi)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(biāo)修正結(jié)果的準(zhǔn)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(zāi)變的概率及后果嚴(yán)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(biāo)設(shè)置有關(guān)，忽略了指標(biāo)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(guān)系未予考慮。評價之初就有風(fēng)險意義的指標(biāo)值，使得評價后期對系

9、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(shè)計階段的評價。3.4 概率風(fēng)險評價法概率風(fēng)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(zāi)結(jié)構(gòu)關(guān)系,推算整個系統(tǒng)發(fā)生事故的概率,通過對災(zāi)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(biāo)相比較,判定其是否達到預(yù)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(zhǔn)確、充分,分析完整,判斷和假設(shè)合理,并能準(zhǔn)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(fù)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)

10、完整的分解比較困難,使用這種方法時受到相當(dāng)程度的限制。為了克服這一缺陷,模糊概率來取代上述準(zhǔn)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(guān)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(jié)果分析原因,相關(guān)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(yīng)按以下步驟進行:(1) 分析礦井系統(tǒng),進行事故統(tǒng)計,設(shè)想給定系統(tǒng)可能要發(fā)生的事故,確定頂上事件

11、;(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(guān)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(guān)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(jié)構(gòu)重要度,進行定性分析,從事故樹的結(jié)構(gòu)上了解系統(tǒng)中導(dǎo)致事故發(fā)生的各基本事件的組合關(guān)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(jié)果,尋找控制頂上事件發(fā)生的有效途徑。編制安全技術(shù)措

12、施,制定應(yīng)急預(yù)案。事故樹評價法具有以下特點: 能詳細(xì)地描述事故原因及其相互之間的邏輯關(guān)系; 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); 通過分析,能尋找出控制事故的要素和不安全狀態(tài)的關(guān)鍵環(huán)節(jié); 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(gòu)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(jié)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(yù)測事故、設(shè)定安全措施等) ;(2) 編制ETA 圖;(3) 闡明事故結(jié)果

13、;(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(shè)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(jié)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(jié)果, 每一個發(fā)生事件都可能導(dǎo)致災(zāi)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(jié)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

14、順序不斷延續(xù)分析,直至最后結(jié)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(jié)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(yán)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(fù)雜事件動態(tài)發(fā)展過程的分析,預(yù)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(yīng)該在認(rèn)真分析并熟悉被評價系統(tǒng)的前提下，選擇安全評價方

15、法。選擇安全評價方法應(yīng)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(fù)雜系統(tǒng)。其災(zāi)變既具有人工系統(tǒng)災(zāi)變的性質(zhì),同時也具有自然系統(tǒng)災(zāi)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(zāi)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(yán)格遵循上述原則，保證評價結(jié)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: 開展安全評價的動

16、機; 所需評價結(jié)果的類型; 可用于評價的信息類型; 所分析的礦井事故特征; 已發(fā)現(xiàn)與評價對象有關(guān)的風(fēng)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(jié)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(dāng)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(gòu)成的、空間分布極其復(fù)雜的災(zāi)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(zāi)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(guān)聯(lián)。在時間、空間上各種災(zāi)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

17、事故的可能后果及其對整個生產(chǎn)系統(tǒng)的影響，技術(shù)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(yán)重的缺陷，結(jié)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(jié)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(jié)由于煤礦開采地質(zhì)條件錯綜復(fù)雜，導(dǎo)致導(dǎo)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(zāi)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(zhǔn)確判斷礦