基于“情景–應(yīng)對(duì)”的礦井水災(zāi)事故應(yīng)急決策機(jī)制

連會(huì)青，楊俊文，韓瑞剛，孟 璐，韓 永

(華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院，河北 燕郊 065201)

礦井水災(zāi)是影響煤礦安全生產(chǎn)的主要危害之一，不但影響礦井的正常生產(chǎn)，還有可能出現(xiàn)淹采區(qū)和淹井的突水事故，造成重大人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。國(guó)家突發(fā)事件應(yīng)急體系建設(shè)“十三五”規(guī)劃中提出：提高突發(fā)事件專業(yè)信息匯集、應(yīng)急決策和指揮調(diào)度的能力，提升應(yīng)急平臺(tái)智能輔助指揮決策等[1-2]。煤礦水災(zāi)事故應(yīng)急體系建設(shè)在當(dāng)今信息時(shí)代又面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、智能決策等現(xiàn)代信息技術(shù)，提升礦井水災(zāi)事故應(yīng)急救援能力是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。應(yīng)急決策是應(yīng)急救援的核心，是整個(gè)應(yīng)急救援過(guò)程的樞紐環(huán)節(jié)和提高應(yīng)急救援能力的關(guān)鍵[3]，優(yōu)化應(yīng)急決策機(jī)制對(duì)水害應(yīng)急救援至關(guān)重要。

近十年來(lái)，“情景–應(yīng)對(duì)”概念被引入自然災(zāi)害和事故災(zāi)害應(yīng)急決策領(lǐng)域，并成為新的研究熱點(diǎn)。1967 年H.R.C.Kahn 在《2000 年》[4]中最早提到“情景”一詞，是指對(duì)未來(lái)事態(tài)從初始狀態(tài)向未來(lái)狀態(tài)發(fā)展的一系列客觀事實(shí)的描述；宗蓓華[5]認(rèn)為“情景”的含義是指事物所有未來(lái)可能發(fā)展的態(tài)勢(shì)，情景分析的實(shí)質(zhì)是完成對(duì)事物所有可能的未來(lái)發(fā)展態(tài)勢(shì)的描述；楊保華等[6]提出情景是一個(gè)包含了眾多元素的集合，通過(guò)數(shù)學(xué)方法將其表達(dá)聯(lián)系起來(lái)，便構(gòu)成情景網(wǎng)絡(luò)；姜卉等[7]針對(duì)罕見重大突發(fā)事件，指出傳統(tǒng)“預(yù)測(cè)–應(yīng)對(duì)”應(yīng)急決策范式已不適用，必須向“情景–應(yīng)對(duì)”應(yīng)急決策范式轉(zhuǎn)化；李從東等[8]提出事故情景的確定在應(yīng)急救援工作中具有非常重要的作用，情景決定了應(yīng)急管理中決策的制定和工作方式的指向性，影響應(yīng)急工作的整體決策判斷；趙云鋒[9]提出構(gòu)建“情景–應(yīng)對(duì)”型非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急管理理念，并對(duì)非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急管理機(jī)制和方法進(jìn)行了研究；舒其林[10]在深入分析了“情景–應(yīng)對(duì)”決策范式與決策規(guī)則的基礎(chǔ)上，給出“情景–應(yīng)對(duì)”決策范式下非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急決策方案生成過(guò)程。

綜上所述，國(guó)內(nèi)外大量學(xué)者對(duì)情景分析理論在社會(huì)安全事件、自然災(zāi)害及公共衛(wèi)生事件方面的應(yīng)用進(jìn)行了探索性的研究，但“情景–應(yīng)對(duì)”在安全生產(chǎn)事故，尤其是礦井水災(zāi)事故的應(yīng)急決策領(lǐng)域的應(yīng)用，還缺乏系統(tǒng)、深入的研究。礦井水災(zāi)事故的緊迫性、復(fù)雜性和不確定性等特征，決定了傳統(tǒng)的應(yīng)急決策模式難以滿足要求，引入“情景–應(yīng)對(duì)”的概念，可以較好地根據(jù)事故具體情景做出實(shí)時(shí)決策。筆者以礦井水災(zāi)事故案例為基礎(chǔ)，針對(duì)傳統(tǒng)應(yīng)急決策機(jī)制的不足，提出一種基于“情景–應(yīng)對(duì)”的礦井水災(zāi)事故多階段動(dòng)態(tài)應(yīng)急決策機(jī)制，為決策方案的快速生成提供技術(shù)支撐。

1 “情景–應(yīng)對(duì)”分析法概述

1.1 分析機(jī)理

“情景–應(yīng)對(duì)”分析的本質(zhì)，可以簡(jiǎn)單地概括為深入探索影響事件(系統(tǒng))變化的內(nèi)外驅(qū)動(dòng)力、結(jié)構(gòu)要素和其間的因果關(guān)系[11]?！扒榫皑C應(yīng)對(duì)”分析沿用了傳統(tǒng)預(yù)測(cè)分析時(shí)采用的預(yù)測(cè)與控制方法，通過(guò)單一的方法路徑將現(xiàn)狀推向未來(lái)，并取得單一的推理結(jié)果?！扒榫皑C應(yīng)對(duì)”分析不采用單一邏輯，對(duì)結(jié)果并非簡(jiǎn)單的線性預(yù)測(cè)，而是對(duì)未來(lái)的多種可能性進(jìn)行評(píng)估?！扒榫皑C應(yīng)對(duì)”是在對(duì)事物現(xiàn)狀充分掌握的基礎(chǔ)上，識(shí)別關(guān)鍵的不確定性因素，根據(jù)可能的變化和條件構(gòu)建多個(gè)未來(lái)可能會(huì)發(fā)生的情景[12-13]。

1.2 應(yīng)用意義

1.2.1 適應(yīng)礦井水災(zāi)事故應(yīng)急決策的緊迫性需求

對(duì)于礦井水災(zāi)事故來(lái)說(shuō)，不同礦井之間的地質(zhì)條件和工程狀況均存在差異，已有案例的重復(fù)性和相似程度不高，簡(jiǎn)單地通過(guò)已發(fā)生的事故直接進(jìn)行案例推理，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)決策的需求。礦井水災(zāi)事故具有突發(fā)性、時(shí)變性的特點(diǎn)，為了最大限度地保障災(zāi)害發(fā)生時(shí)井下人員的生命安全，將事故損失降到最低，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急決策人員需快速采取合理有效的應(yīng)對(duì)措施。如果災(zāi)害初期能夠?qū)⑹鹿拾咐M(jìn)行情景化組織和設(shè)計(jì)，有利于與多個(gè)相似的案例情景集合相對(duì)應(yīng)，將大大提高推理的時(shí)效性和有效性，適應(yīng)礦井水災(zāi)事故發(fā)生后應(yīng)急決策的緊迫性需求。

1.2.2 適應(yīng)礦井水災(zāi)事故應(yīng)急決策的復(fù)雜性需求

災(zāi)害發(fā)生后，現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急決策是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)性工作。在2010 年山西王家?guī)X煤礦“3·28”事故和內(nèi)蒙古駱駝山煤礦“3·1”事故中，分別有153 名、77 名工作人員在井下作業(yè)，突水直接威脅到井下人員的生命安全，決策者要統(tǒng)籌全局，準(zhǔn)確抓住水災(zāi)事故的主要因素，科學(xué)、迅速地做出決策。同時(shí)，礦井水害事故應(yīng)急決策涉及多個(gè)程序、多個(gè)部門、多個(gè)方面內(nèi)容，不可能一次性地作出應(yīng)急決策，使事故完全一致地按照其他相似水災(zāi)案例的發(fā)展過(guò)程演化。把事故案例按照情景要素進(jìn)行信息組織，可確定不同時(shí)刻的事故情景類型，以某階段情景為單元運(yùn)用“情景–應(yīng)對(duì)”的模式進(jìn)行推理，有利于抓住事故的主要矛盾，快速匹配到相似度高的情景單元，工作流程化繁為簡(jiǎn)，更好適應(yīng)礦井水災(zāi)事故應(yīng)急決策的復(fù)雜性需求。

2 礦井水災(zāi)事故的“情景”定義及組成因素

2.1 “情景”定義

對(duì)礦井水災(zāi)事故的情景進(jìn)行明確的定義是研究“情景–應(yīng)對(duì)”模式應(yīng)急決策機(jī)制的基礎(chǔ)，但目前對(duì)于礦井水災(zāi)事故的情景尚無(wú)清晰明確的界定，因此，針對(duì)礦井水災(zāi)事故案例建立結(jié)構(gòu)化描述框架，總結(jié)必要的要素，引入“情景”概念，為礦井水災(zāi)事故的情景給出一個(gè)明確的定義是本文首要解決的問題。礦井水災(zāi)事故是一個(gè)多屬性的集合，單指標(biāo)描述方式難以實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行定量分析，因此，可以通過(guò)多案例分析提取事件的屬性，來(lái)實(shí)現(xiàn)礦井水災(zāi)事故的結(jié)構(gòu)化描述。

a.多案例研究

為使研究結(jié)論更具普適性和客觀性，采用允許跨案例研究的多案例研究方法[14-15]，應(yīng)用多個(gè)數(shù)據(jù)收集方法從多個(gè)實(shí)體(個(gè)人、企業(yè)或組織)取得信息，并進(jìn)行梳理和分析。

b.案例選取

需選取不同類型的水災(zāi)事故，以及同類水災(zāi)事故的多個(gè)事件進(jìn)行案例內(nèi)研究和跨案例比較分析[16]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006—2016 年共發(fā)生426 起水害事故，其中老空水害占比近79%，底板奧灰水害占比約5%，居前兩位。因此，共選取突水水源為老空水和奧陶系灰?guī)r水(簡(jiǎn)稱“奧灰水”)的事故案例11 例，作為研究對(duì)象進(jìn)行相關(guān)分析(表1)。

c.案例分析與處理

處理思路：①以事故發(fā)展、演化和應(yīng)急決策制定為主線，把每一起所研究的煤礦水害事故案例按照誘發(fā)階段、演化階段、救援階段和復(fù)礦階段4 個(gè)階段來(lái)梳理整個(gè)水害事故的發(fā)展過(guò)程，得到關(guān)鍵要素和數(shù)據(jù)；② 將所選取的11 起老空水和奧灰水事故案例的關(guān)鍵要素和數(shù)據(jù)做歸類研究，并進(jìn)行最后的整理。

d.案例分析結(jié)論

經(jīng)以上多案例分析，礦井水災(zāi)事故具有一個(gè)最基本的特征—多屬性特征。屬性是對(duì)某一事物性質(zhì)和事物關(guān)系的刻畫，在對(duì)煤礦水害事故案例分析的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，描述一起煤礦水害事故，需從突水水源、突水通道、采掘方式、出水量、淹沒范圍、被困人員生存空間等多個(gè)方面進(jìn)行描述，這些都是煤礦水害事故的屬性。同時(shí)，屬性之間也存在差異，部分屬性表明一個(gè)事物區(qū)別于其他事物，如，突水水源為老空水和底板奧陶系灰?guī)r水的事故就有本質(zhì)的區(qū)別，老空水多以靜儲(chǔ)量為主，水源補(bǔ)給有限，一旦突水，出水量大，破壞性強(qiáng)；奧陶系灰?guī)r水則具有埋深大、壓力大和補(bǔ)給強(qiáng)的特點(diǎn)，突水事故發(fā)生前一般會(huì)出現(xiàn)工作面底鼓、底板壓力增大、裂隙增大、裂隙出現(xiàn)滲水，水質(zhì)清澈、穩(wěn)定、無(wú)臭味等特點(diǎn)。出水量、淹沒范圍等屬性，是突水事故發(fā)生后伴生的屬性元素，隨著時(shí)間推移可動(dòng)態(tài)描述事故的演化過(guò)程。

表1 礦井水災(zāi)事故案例基本情況Table 1 Basic information of mine water inrush disaster examples

考慮到各種屬性在礦井水災(zāi)事故中所起的作用不同，將礦井水災(zāi)事故的多屬性進(jìn)行歸類劃分，結(jié)構(gòu)化框架如下。

礦井水災(zāi)事故={{靜態(tài)屬性(SA)}，{動(dòng)態(tài)屬性(DA)}}，并有以下界定：

SA={SA1,SA2,SA3,…,SAn}

DA={DA1,DA2,DA3,…,DAm}，其中m，n∈N。

各屬性集合具體描述如下。

靜態(tài)屬性中的元素屬于礦井水災(zāi)事故的致災(zāi)因素，是決定事故性質(zhì)、事故類型、事故過(guò)程、事故后果且不隨時(shí)間發(fā)生改變的元素。

動(dòng)態(tài)屬性中的元素屬于礦井水災(zāi)事故發(fā)生后所產(chǎn)生的元素，可用來(lái)描述事故的動(dòng)態(tài)演化，這個(gè)屬性集合中的元素均隨時(shí)間不斷變化。

通過(guò)對(duì)表1 中11 起煤礦水災(zāi)事故案例詳細(xì)地梳理和分析，可得到礦井水災(zāi)事故的一般結(jié)構(gòu)化描述：

煤礦水災(zāi)事故={{突水水源，突水通道，采掘方式}，{出水量，淹沒范圍，生存空間}}

把這個(gè)集合定義為礦井水災(zāi)事故的“情景”，此定義既考慮了事故成因，也考慮了事故發(fā)生后災(zāi)情后果。整個(gè)集合中包含兩個(gè)子集，一個(gè)靜態(tài)子集，一個(gè)動(dòng)態(tài)子集，這兩個(gè)子集中又分別包含3 個(gè)子集，靜態(tài)子集={突水水源(A)，突水通道(B)，采掘方式(C)}，動(dòng)態(tài)子集={出水量(D)，生存空間(E)，淹沒范圍(F)}；A—F 這6 個(gè)集合中分別包含若干個(gè)元素，A—C 這3 個(gè)集合為有限集合，且集合中的元素是語(yǔ)義不同的文字字段，如：突水通道={斷層裂隙(B1)，導(dǎo)水陷落柱(B2)，導(dǎo)水裂隙帶(B3)，封閉不良鉆孔(B4)}。D—F 這3 個(gè)集合中的元素是數(shù)值，故為無(wú)限集合，如：出水量={20 m3/min，250 m3/min，1 000 m3/min，…}，構(gòu)成詳見圖1。

圖1 礦井水災(zāi)事故的“情景”6 大子集構(gòu)成Fig.1 Composition of the six subsets of the scenarios of mine water inrush disaster

2.2 “情景”要素的權(quán)重分析

2.2.1 構(gòu)造判斷矩陣

為獲取合理的要素權(quán)重，本文運(yùn)用AHP 分析法，計(jì)算各要素權(quán)重值。將6 個(gè)礦井水災(zāi)事故的情景要素分別設(shè)為A(突水水源)、B(突水通道)、C(采掘方式)、D(出水量)、E(生存空間)、F(淹沒范圍)，其各自對(duì)應(yīng)的權(quán)重為W1、W2、W3、W4、W5、W6，則有：

對(duì)礦井水災(zāi)的6 個(gè)情景要素構(gòu)造判斷矩陣Aij，判斷矩陣中每個(gè)元素aij的值嚴(yán)格按表2 中的賦值標(biāo)度進(jìn)行賦值[17]。

表2 判斷矩陣aij 賦值標(biāo)度Table 2 Assignment scale of judgment matrix

將6 個(gè)情景要素進(jìn)行兩兩比較，其比值構(gòu)成n×n判斷矩陣Aij。

根據(jù)判斷矩陣Aij的最大特征值λ和特征向量ξi計(jì)算出各要素的權(quán)重Wi，結(jié)果如表3。

2.2.2 一致性檢驗(yàn)

利用一致性指標(biāo)(CI)、平均隨機(jī)一致性指標(biāo)(RI)和一致性比率(CR)進(jìn)行判斷矩陣Aij的一致性檢驗(yàn)，指標(biāo)計(jì)算公式如下：

式中λmax為矩陣Aij的最大特征根；n為因素個(gè)數(shù)。

通過(guò)計(jì)算可知，λmax=6.135 6，CI=0.0271，RI=1.24，CR=0.022。CR＜0.1，通過(guò)一致性檢驗(yàn)，上述各因素的權(quán)重值符合要求。

從權(quán)重的計(jì)算結(jié)果(表3)可以看出，靜態(tài)要素中突水水源和突水通道權(quán)重值最大，因?yàn)樵诘V井水災(zāi)的應(yīng)急決策時(shí)，專家主要依據(jù)突水水源和通道來(lái)預(yù)判突水發(fā)展趨勢(shì)，確定救援指導(dǎo)思想和原則。若水源為奧灰水，一般補(bǔ)給強(qiáng)勁，則以堵水為主；若水源為老空水、頂板水，水源補(bǔ)給有限，則以疏水為主；若突水通道一時(shí)無(wú)法確定，可考慮以巷道截流為主。動(dòng)態(tài)要素中權(quán)重最大的是生存空間，說(shuō)明在礦井水災(zāi)發(fā)生后的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程中，人員生存空間是最受關(guān)注的要素，因?yàn)榫仍氖滓蝿?wù)為救人，只有查明被困人員的生存空間情況，才能制定出行之有效的排水方案、排水孔設(shè)計(jì)方案以及生命孔設(shè)計(jì)方案等。

靜態(tài)要素的累計(jì)權(quán)重達(dá)到0.6，動(dòng)態(tài)要素的累計(jì)權(quán)重為0.4，說(shuō)明靜態(tài)要素是礦井水災(zāi)的本質(zhì)和基礎(chǔ)，水源、通道和采掘方式?jīng)Q定著整個(gè)突水事故發(fā)展的宏觀趨勢(shì)。動(dòng)態(tài)要素是水災(zāi)事故發(fā)生后隨時(shí)間變化的特征屬性，出水量、淹沒范圍、生存空間這3 個(gè)要素可描述某一特定時(shí)刻水災(zāi)事故的狀態(tài)，是應(yīng)急決策和救援的重要參考。此外，這些要素不是獨(dú)立存在，而是相互關(guān)聯(lián)、相互影響。

表3 礦井水災(zāi)“情景”要素權(quán)重Table 3 The weight of the“scenario”elements of mine water inrush disaster

3 “情景–應(yīng)對(duì)”型應(yīng)急決策機(jī)制

3.1 情景庫(kù)、案例庫(kù)、對(duì)策庫(kù)的構(gòu)建

3.1.1 情景庫(kù)

對(duì)于已確定的礦井水災(zāi)事故“情景”的定義來(lái)說(shuō)，具體構(gòu)建情景庫(kù)時(shí)遵循以下6 條取值原則(以老空水害和奧灰水害為例)。

a.突水水源：老空水、底板奧灰突水。

b.突水通道：正常巖層突水、斷層突水、陷落柱突水。

c.采掘方式：現(xiàn)場(chǎng)突水主要在開采和掘進(jìn)兩種作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的；開采方式：仰采、俯采；掘進(jìn)方式：上山掘進(jìn)、下山掘進(jìn)、獨(dú)頭掘進(jìn)、雙巷交替掘進(jìn)。

d.出水量：對(duì)于已發(fā)生事故案例，按照突水量大小，分為特大、大、中、小4 個(gè)等級(jí)；對(duì)于正在發(fā)生的事故，出水量隨時(shí)間變化。

e.淹沒范圍：對(duì)于已發(fā)生事故案例，按照突水后最終水位標(biāo)高確定；對(duì)于正在發(fā)生的事故，淹沒范圍隨時(shí)間變化。

f.生存空間：對(duì)于已發(fā)生事故案例，以受困人員實(shí)際生存地點(diǎn)確定；對(duì)于正在發(fā)生的事故，生存空間隨時(shí)間變化。

對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的事故來(lái)說(shuō)，突水水源、突水通道、采掘方式和出水量可以明確；對(duì)于正在發(fā)生的事故來(lái)說(shuō)，突水水源、突水通道和采掘方式確定后，出水量、淹沒范圍和生存空間隨時(shí)間不斷演化。因此，提出兩種“情景”的定義。

a.判別“情景”

判別“情景”相當(dāng)于水災(zāi)事故發(fā)生后搜索已有事故案例時(shí)的“索引”。選擇“突水水源、突水通道、采掘方式、出水量”4 個(gè)要素參與情景構(gòu)建，情景構(gòu)建和結(jié)構(gòu)見圖2，總計(jì)有192 種類型，每一種類型就是一種情景，192 條記錄組成了一個(gè)判別“情景”數(shù)據(jù)庫(kù)。

b.事故“情景”

事故“情景”主要針對(duì)正在發(fā)生的水災(zāi)事故，需要不斷研究、判斷水情演化和事故后果，包括全部6 個(gè)要素：突水水源、突水通道、采掘方式、出水量、淹沒范圍和生存空間，重點(diǎn)是動(dòng)態(tài)分析出水量、淹沒范圍和生存空間。

3.1.2 案例庫(kù)

大量收集礦井水害事故資料，按照“突水水源、突水通道、采掘方式、出水量”這4 個(gè)要素對(duì)事故進(jìn)行整理和結(jié)構(gòu)描述，給192 個(gè)不同情景分別匹配一個(gè)或多個(gè)水害事故案例，所有的事故案例便構(gòu)成案例庫(kù)。案例庫(kù)是聯(lián)系情景庫(kù)和對(duì)策庫(kù)的“紐帶”，192 種礦井水災(zāi)的情景類型，每一個(gè)類型均有匹配的事故案例，案例名稱按照“煤礦名稱+事故日期”的方式命名，如駱駝山煤礦“3·1”特別重大突水事故={底板奧灰水，煤層下方隱伏陷落柱，獨(dú)頭掘進(jìn)(回風(fēng)大巷)，突水量特大(72 000 m3/h)}，可匹配情景1；大興煤礦“8·7”特別重大突水事故={老空水，斷層導(dǎo)通，仰采，突水量大(1 000 m3/h)}，可匹配情景2。按照這樣方式依次給情景庫(kù)里每一個(gè)情景匹配一個(gè)或多個(gè)典型礦井水害事故案例。

圖2 判別“情景”的構(gòu)建結(jié)構(gòu)Fig.2 Construction structure for identification of the“scenario”

對(duì)于每一例事故案例，其記錄除了包括以上4個(gè)要素外，還需延伸記錄包括突水機(jī)理、事故征兆、水情蔓延特點(diǎn)、人員生存空間、事故等級(jí)、應(yīng)急等級(jí)、災(zāi)情后果、救援措施和技術(shù)這8 個(gè)方面的內(nèi)容，完善案例庫(kù)相關(guān)內(nèi)容。

3.1.3 對(duì)策庫(kù)

本決策機(jī)制的最終目的是從案例庫(kù)中為正在發(fā)生的事故檢索出相似案例的救援措施和處置技術(shù)，為現(xiàn)場(chǎng)決策者提供參考。因此，在分析案例時(shí)，救援措施和技術(shù)這部分內(nèi)容需單獨(dú)建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，稱之為對(duì)策庫(kù)。每一起礦井水災(zāi)事故案例中的每一個(gè)救援措施和技術(shù)稱之為1 條對(duì)策。對(duì)策包含事故名稱、事故階段、具體措施、設(shè)備數(shù)量和型號(hào)這4個(gè)基本要素，即，對(duì)策={事故名稱，事故階段，具體措施，設(shè)備數(shù)量和型號(hào)}。

礦井水災(zāi)突發(fā)事件從發(fā)生到影響結(jié)束，具有動(dòng)態(tài)演化和危害程度難以估計(jì)等特點(diǎn)，其間經(jīng)歷多個(gè)發(fā)展階段，決策者在每個(gè)階段面臨的決策情景不同，相應(yīng)的決策目標(biāo)和決策任務(wù)也會(huì)發(fā)生變化，需要針對(duì)礦井水災(zāi)發(fā)展演變的不同階段，制定和選擇相應(yīng)的應(yīng)急處置方案(圖3)。因此，采用多階段動(dòng)態(tài)決策過(guò)程，在不同決策階段針對(duì)不同的決策目標(biāo)和對(duì)策措施，可以更好地適應(yīng)礦井水災(zāi)事故的特點(diǎn)?；趯?duì)事故案例的普遍分析，整個(gè)事故過(guò)程可以劃分為3 個(gè)階段，分階段進(jìn)行對(duì)策檢索將更便捷、更具有針對(duì)性。

第一階段為事故發(fā)生后72 h?！包S金72 小時(shí)”是礦井水災(zāi)事故黃金救援期已是應(yīng)急救援領(lǐng)域內(nèi)的共識(shí)，這個(gè)階段的決策目標(biāo)是井下被困人員，決策任務(wù)是全力以赴救人、搶救盡可能多的被困人員。第二階段為72 h 到8 天8 夜。根據(jù)收集的水害事故資料顯示，2010 年山西王家?guī)X煤礦“3·28”事故中115 名井下被困作業(yè)人員生還時(shí)間為8 天8 夜，是近20 年來(lái)我國(guó)重大及特大煤礦水災(zāi)事故中的最長(zhǎng)生還時(shí)間。這個(gè)時(shí)間階段里，井下被困人員即使有生存空間，但其身體狀況和精神狀況會(huì)越來(lái)越接近極限狀態(tài)。這個(gè)階段首要決策任務(wù)依然是救人，但決策者必須盡快尋找適用于當(dāng)前且最有效的救援方案，如通過(guò)地面鉆進(jìn)生命孔，給井下被困人員輸送食物、水和營(yíng)養(yǎng)液，盡可能維持被困人員生命。第三階段為8 天8 夜直到礦井修復(fù)，超過(guò)8 天8 夜還未被搶救出來(lái)的人員生還概率渺茫，但無(wú)法排除極個(gè)別的生命“奇跡”，因此，這個(gè)階段的決策任務(wù)是繼續(xù)搜救，確認(rèn)是否存在生命跡象；若無(wú)生命跡象，則進(jìn)行清理砂石淤泥、設(shè)備等修復(fù)巷道的一系列復(fù)礦工作。

圖3 礦井水災(zāi)事故發(fā)展階段示意Fig.3 Schematic diagram of mine water inrush disaster development stages

3.2 “情景–應(yīng)對(duì)”實(shí)現(xiàn)流程

事故發(fā)生后，通過(guò)以下操作實(shí)現(xiàn)情景–應(yīng)對(duì)(圖4)：a.情景判別，通過(guò)情景要素確定當(dāng)前事故的情景類型；b.檢索案例，在案例庫(kù)中檢索到與該情景匹配的事故案例；c.檢索對(duì)策，通過(guò)案例名稱在對(duì)策庫(kù)中檢索到對(duì)應(yīng)的對(duì)策措施；d.初步應(yīng)急方案的生成，以情景類型為指標(biāo)，對(duì)事故案例庫(kù)進(jìn)行檢索，匹配具有高相似度的水災(zāi)事故案例，從判別提取后的事故案例中，再次提取該情景類型下的事故演變特征、救援措施、事故后果等信息，形成一個(gè)該情景下的初步應(yīng)急方案；e.應(yīng)急方案的評(píng)估和優(yōu)化，根據(jù)礦井的地形條件、地質(zhì)條件、排水設(shè)備、鉆探設(shè)備等實(shí)際情況，對(duì)照事故“情景”的動(dòng)態(tài)演化過(guò)程，對(duì)初步方案進(jìn)行可行性評(píng)估，重點(diǎn)對(duì)方案實(shí)施后人員獲救可行性進(jìn)行評(píng)估，全面考量人員救援和經(jīng)濟(jì)損失兩方面，給出最終的搶險(xiǎn)救災(zāi)決策方案，為現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)救援提供服務(wù)。

圖4 “情景–應(yīng)對(duì)”應(yīng)急決策方案生成及實(shí)施流程Fig.4 Flow chart of generation and implementation of“scenario-response”emergency decision-making scheme

通過(guò)多個(gè)階段前后銜接的遞進(jìn)決策，實(shí)現(xiàn)礦井水災(zāi)事故發(fā)生后的整體應(yīng)急決策目標(biāo)，形成了完整的“情景–應(yīng)對(duì)”型應(yīng)急決策機(jī)制。機(jī)制的形成，來(lái)源于已有事故案例，服務(wù)于正在發(fā)生的事故，“情景–應(yīng)對(duì)”作為決策過(guò)程的核心理念，整個(gè)決策機(jī)制符合“情景–應(yīng)對(duì)”的科學(xué)理論，貼近實(shí)際災(zāi)后的救援過(guò)程。該決策方法和機(jī)制的形成可以高效輔助現(xiàn)場(chǎng)決策者開展礦井水災(zāi)事故的應(yīng)急救援工作。

4 結(jié)論

a.提出礦井水災(zāi)事故情景由靜態(tài)要素和動(dòng)態(tài)要素構(gòu)成，把集合{{突水水源，突水通道，采掘方式}，{出水量，淹沒范圍，生存空間}}定義為礦井水災(zāi)的事故“情景”，把集合{突水水源，突水通道，采掘方式，出水量}定義為礦井水災(zāi)的判別“情景”。以底板奧灰水害和老空水害為范例，給出判別“情景”的定義和類型劃分原則。

b.以判別“情景”和事故“情景”構(gòu)建為核心，給出了“情景–應(yīng)對(duì)”實(shí)現(xiàn)的步驟，為決策機(jī)制的形成奠定基礎(chǔ)。

c.以“黃金72 小時(shí)”“8 天8 夜”為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，把事故應(yīng)急處置過(guò)程分成3 個(gè)階段，給出多階段“情景–應(yīng)對(duì)”型應(yīng)急決策機(jī)制。

d.研究成果有助于構(gòu)建“情景–應(yīng)對(duì)”型礦井水災(zāi)事故應(yīng)急決策和救援的理論體系，對(duì)提升礦井水災(zāi)事故應(yīng)急救援能力和應(yīng)急管理水平具有重要意義。