关于煤矿安全评价方法的若干探讨.doc

关于煤矿安全评价方法的若干探讨 1. 煤矿安全评价的必要性 在我国, 除交通行业外,煤炭行业事故最多、伤亡最高, 每年事故伤亡人数近万人, 占国内工业死亡人数的60 以上, 全国煤矿平均生产100 万t煤就死亡6 人左右, 远远高于世界各产煤国家。煤矿尘肺危害也非常严重, 据资料统计, 全国省属以上国有煤矿尘肺病患者高达1715 万人, 占我国尘肺病人数的40 以上, 已累计死亡514 万人。煤矿事故多, 伤亡大, 给职工家属带来极大的痛苦,同时也给国家带来极大的经济损失。煤矿每发生一起事故, 都要付出数目可观的抢救费、医疗费、抚恤金、子女教育费等。尤其是发生瓦斯煤尘爆炸事故, 在造成工程设施和设备的破坏及人员伤亡的同时, 间接损失更大, 并会引起广泛的社会影响, 直接涉及社会安定与政治稳定。因此, 开展煤矿安全评价, 预防和控制各类事故的发生, 规范煤矿安全管理, 势在必行。 对煤矿企业来说, 开展安全评价, 能够改变煤矿安全状况, 保障煤矿职工的安全和健康, 可进一步加强煤矿安全管理, 防止和减少各类事故的发生。通过对煤矿安全生产综合评价, 确定被评价矿井的安全可靠性和事故发生机率的大小, 找出安全工作的重要及主攻方向, 提出相应的对策、措施,并以此来规范和制约不安全行为, 使空间的安全管理, 时间序列上的程序化检查和工人的标准化作业有机结合起来, 使工人一上岗就进入管理状态, 自觉上标准岗, 干标准活。通过安全评价, 把生产过程中的不安全因素和作业场所的隐患消灭在萌芽阶段, 把过去的以处理事故的被动监测转变为以消除隐患为主的主动监测。 2. 安全评价方法概述 安全评价也称风险评价，起源于三十年代美国的保险业，全面、系统地研究则始于六十年代，随着航空、航天、核工业、化工、石油、建筑、煤炭等技术领域的发展，相继提出了一些评价方法。目前采用的评价方法有安全检查表;预先危险性分析;故障类型及影响分析;危险可操作性研究;故障树分析;危险指数评价法;事件树分析;概率危险性分析;人的可靠性分析等安全评价方法。 另外，现在很多文献对安全评价提出了新的方法，如危险性模糊评价、改进的层次分析法评价、事故致因突变模型评价、运用神经网络的评价、灰色系统及改进的灰色系统评价等。虽然这些将新的理论、数学方法引入安全评价形成的新评价方法仍不完善，但却为安全评价的研究开辟了新的空间。 3.几种适用于煤矿安全评价方法的比较 3.1 安全检查表分析法 安全检查表分析法是在进行安全评价时,发现潜在危险的一种有用而简单可行的方法。安全检查表内容包括标准、规范和规定,通过回答安全检查表所列的问题能够发现煤矿安全生产系统及辅助系统的设计和操作的各个方面与有关标准不符的地方,找出问题,判别矿井的安全程度,并据此提出企业应进行整改的建议和应采取的安全技术措施。 编制安全检查表的评价人员应当熟悉本行业的标准、规程及煤矿井下的生产特点; 安全检查表在编制时应注意防止漏项。 安全检查表法有下列优点 1能够事先编制表格，因此有充分的时间组织有经验的人员列举系统及其周围环境的评价指标，做到相对系统化、完整化和准确化，而不至于遗漏可能导致危险的关键因素; 2可根据规定的标准、规范和法规，检查执行的情况，做出相应的评价; 3表的形式逐项列出，逐项检查，逐项赋值，表内还可注明需要改进的措施及要求，定期检查改进情况; 4容易掌握，易于实现“群众管理”，可以随着科学技术的发展和标准、规范的变化而不断修改完善。 这种评价方法存在的问题是表的编制及评价结果含有相当高的经验成分，专家凭主观意识来确定权重及其指标值，因此，评价结果带有很大的主观性。 3.2预先危险性分析法 可对煤矿安全生产系统及辅助系统中存在的危险、有害因素、出现条件和事故可能发生的模式等进行“预测”、“定性”分析,以便采取相应的安全对策措施或事故防范措施。 预先危险性分析的主要作用是识别与系统有关的主要危险、鉴别产生危险的原因、估计事故出现对人体及系统产生的影响、判定已识别的危险等级,提出消除或控制危险的措施。 预先危险性分析方法的突出优点有1由于系统开发时就做危险性分析，从而使得关键和薄弱环节得到加强，使得设计更加合理，系统更加紧固;2在产品加工时采取更加有针对性的控制措施，使得危险部位的质量得到有效控制，最大限度地降低因产品质量造成危险的可能性和严重度;3通过预先危险分析，对于实际不能完全控制的风险，还可以提出消除危险或将其减少到可接受水平的安全措施或替代方案。 3.3 指数评价法 指数评价方法是美国道化学公司首创的、比较成熟的评价方法。它开创了化工企业危险性定量评价的先河。这种方法以物质系数表述物质由燃烧或其它化学反应引起的火灾、爆炸过程中释放能量大小的内存特性为基础，另外考虑对特定物质、一般工艺或特殊工艺的危险修正参数，求出火灾爆炸指数，然后根据火灾爆炸指数的大小来划分危险程度级别。 指数评价法是一种比较成功的评价方法，解决了有关行业的许多安全问题。但其评价参数取值范围过宽，选用时缺乏统一的标准，因而难于保证评价结果的精度。英国帝国化学公司的蒙德法就是对道化学公司的火灾爆炸指数法的补充和完善，其最大的局限性是难以保证综合危险性指标修正结果的准确性。该方法有如下特点 1采用指数表征危险物质的危险程度，避免了灾变的概率及后果严重程度难以确定的问题; 2这类方法均以系统中的危险性物质为评价对象，对管理因素如人的作用分析考虑较少; 3指数的确定只与危险物质的指标设置有关，忽略了指标因素的客观存在状态，因此，其灵活性较差; 4评价中模型对系统安全保障体系的功能重视不够，特别是危险物质和安全保障体系间的相互作用关系未予考虑。评价之初就有风险意义的指标值，使得评价后期对系统的改进显得非常困难; 5这种评价方法主要适用于企业或工程设计阶段的评价。 3.4 概率风险评价法 概率风险评价方法代表了安全评价的一个发展方向,是一种精度较高的定量安全评价方法。这类方法通过综合分析系统最基本单元元件的性能及其致灾结构关系,推算整个系统发生事故的概率,通过对灾害后果的估计,来综合反映系统的危险程度,并同既定的目标相比较,判定其是否达到预期的安全要求;或者,将危险概率值划分为若干等级,作为系统安全评价及制定安全措施的依据。 该方法要求数据准确、充分,分析完整,判断和假设合理,并能准确的描述系统中的不确定性。 对于煤炭行业,由于系统复杂,其中的不确定因素多,且各种因素状态不明确,对系统完整的分解比较困难,使用这种方法时受到相当程度的限制。为了克服这一缺陷,模糊概率来取代上述准确概率的模糊概率安全评价方法正处于研究之中。但对于煤矿安全管理,要得到某一事故的模糊概率也属不易,必须投入大量的人力、物力和财力进行系统的研究和分析,在现实条件下,煤炭生产系统不可能完成类似的研究。 3.5事故树分析法 事故树是一种描述事故因果关系有方向的“树”,是安全系统工程中最重要的 分析方法之一。事故树分析遵守逻辑分析原则,即从结果分析原因,相关事故节点 之间用逻辑门连接。用事故树分析法进行煤矿安全评价,应按以下步骤进行 1 分析矿井系统,进行事故统计,设想给定系统可能要发生的事故,确定顶上事件; 2 逐步进行分解,将系统划分为若干个分系统、子系统,直至到不可再分解的基本元素,确定基本事件,调查与事故有关的所有原因事件和各种因素; 3 按照下层事件与上层事件发生的与或门关系,自上而下逐步绘制事故树图; 4 对事故树进行化简; 5 通过对最小割集最小径集 的求解,确定出基本事件的结构重要度,进行定性分析,从事故树的结构上了解系统中导致事故发生的各基本事件的组合关系及其重要程度; 6 根据资料确定各基本事件发生的概率,进行定量分析,求解顶上事件发生的概率、各基本事件概率的重要度和临界重要度; 7 根据定性分析和定量分析的结果,寻找控制顶上事件发生的有效途径。编制安全技术措施,制定应急预案。 事故树评价法具有以下特点 ①能详细地描述事故原因及其相互之间的逻辑关系; ②便于发现矿井系统中存在的潜在危险因素和状态; ③通过分析,能寻找出控制事故的要素和不安全状态的关键环节; ④易于进行数理逻辑运算和定量计算,并实现分析计算机化。事故树是由众多基本事件构成的,这些基本事件对顶上事件均产生影响,但影响程度是不同的。在制定安全防范措施时必须有先后次序,轻重缓急, 以便使系统达到经济、有效、安全的目的。 3.6 事件树分析法 事件树分析是一种从原因到结果的自上而下的分析方法,其分析步骤如下 1 确定初始事件预测事故、设定安全措施等 ; 2 编制ETA 图; 3 阐明事故结果; 4 定量计算、分级。如已知各事件的发生概率,即可进行定量计算设各歧点的失败概率为Pi ,则成功概率为1 - Pi 。根据定量计算的结果,作出事故分级。 煤矿事故的产生是一个动态过程,是若干因素事件 按时间顺序出现的结果, 每一个发生事件都可能导致灾难性事故的后果, 但并不一定是必然的后果。因为事件向前发展的每一步都会受到安全防护措施、操作人员的工作方式、安全管理及其他条件的制约。事件树分析从事故的起因或诱发事件开始,途经原因事件到结果事件为止,每一事件都按“成功”和“失败”2 种状态进行分析。成功和失败的分叉称为歧点,用树枝的上分支作为成功事件,把下分支作为失败事件,按事件发展顺序不断延续分析,直至最后结果。显然,有n 个阶段,就有 n - 1 个歧点。根据事件发展的不同情况, 如已知每个歧点处成功或失败的概率, 就可以计算出各种不同结果的概率。 事件树分析法可以定性、定量地辨识初始事件发展为事故的各种过程及后果,并分析其严重程度。根据树图可在各发展阶段的每一步采取有效措施,使之向成功方向发展。ETA 是一种图解形式,层次清楚,阶段明显,可以进行多阶段、多因素复杂事件动态发展过程的分析,预测系统中事故发展的趋势。ETA 实际上是事故树分析法FTA 的补充。 4. 煤矿安全评价方法的选择和确定 在进行安全评价时，应该在认真分析并熟悉被评价系统的前提下，选择安全评价方法。选择安全评价方法应遵循充分性、适用性、系统性、针对性和合理性的原则。 煤矿是一个人工、机械、采矿工程、地质条件和自然环境共存的复杂系统。其灾变既具有人工系统灾变的性质,同时也具有自然系统灾变的特点,单纯地借用目前只适用于人工系统或自然系统的方法评价煤矿灾害系统的危险性程度是不可行的。因此，选择评价方法时要严格遵循上述原则，保证评价结果的客观性和公正性。 安全评价的方法很多，但每种方法都有其一定的局限性。所以确定所要使用的安全评价方法，必须首先明确评价目的、对象及范围。每个评价方法都各有自己的使用范围,各有自己的优、缺点。在进行煤矿安全评价方法选择时,必须考虑以下因素综合使用 ①开展安全评价的动机; ②所需评价结果的类型; ③可用于评价的信息类型; ④所分析的矿井事故特征; ⑤已发现与评价对象有关的风险。同时要注意到安全评价方法不是单一的、确定的分析方法,不是决定安全评价结果的“惟一”因素;选择安全评价方法时,并不存在“最佳”方法,评价方法的恰当选择还要依赖于评价人员对评价方法的不断了解和实际经验的积累。 煤矿井下生产系统是一个人机环境构成的、空间分布极其复杂的灾害系统，其中人工、自然因素共存;瓦斯、煤尘、水、火、顶板事故等是其存在的主要灾害形式。这些事故发生的机理虽然各异，但引发的因素却相互关联。在时间、空间上各种灾害可随时随地发生，且相互影响，只有对系统的危险程度进行定量评价，事先获得各种事故的可能后果及其对整个生产系统的影响，技术和安全管理部门才能针对性的采取措施，达到安全生产的目的但是。由于煤矿受地质、水文地质、煤层存赋等自然条件及历史开采、动态作业环境等条件限制，要对煤矿进行定量评价分析比较困难，而目前煤矿行业的安全现状定性评价方法一般采用的是安全检查表法，这种评价方法存在着严重的缺陷，结果也不能令人满意。针对这种情况，在进行煤矿安全现状评价时候可以采取定性和定量相结合的评价方法，以全面有效的评价煤矿系统中存在的危险、有害因素以及其危险性程度。 5. 小结 由于煤矿开采地质条件错综复杂，导致导致井下事故发生的途径非常多,如果靠经验去治理、阻断事故发生的全部通道很难不出现疏漏。矿井瓦斯、粉尘、水害、火灾和冒顶事故时有发生,一个很重要的因素是过去仅仅靠经验,着重矿井事故直接原因分析与防治,而没有广泛使用煤矿安全评价方法对煤矿系统中存在的危险源、有害因素进行辨识与分析,从而难以深入查找事故的潜在诱因,更难准确判断矿井系统发生事故和职业危害的严重程度。因此用适当有效的方法对煤矿系统进行安全评价是十分必要的。本文主要是对煤矿安全评价的几种方法进行了讨论和分析，列出了目前安全评价常用的几种定性定量评价方法，然后在其基础上提出了适合煤矿安全现状评价的一些具体方法及其优缺点。 安全评价工作在煤炭行业刚刚起步, 随着安全生产法制建设的不断深入, 煤矿安全评价工作将逐步得到普及和完善。开展煤矿安全评价, 能够有力促进煤矿安全管理工作, 在全国煤矿开展安全评价, 可以扭转煤矿安全生产的被动局面, 使煤矿安全管理工作科学化、制度化、规范化, 是实现煤矿安全生产的必由之路。