煤礦安全生產事故分析及控制策略研究

張佩

（山西省晉神能源有限公司，山西 忻州 036500）

0 引 言

一直以來，煤礦安全生產備受煤礦企業(yè)和員工的關注，安全性不足是導致煤礦生產效率低、利潤低的主要原因[1]。經研究，影響煤礦安全生產的主要因素包括綜采設備的可靠性、綜采工藝的可靠性、巷道支護效果以及相關煤礦安全生產管理制度和措施的完整性。目前，針對煤礦綜采設備、采煤工藝及支護等開展了大量的研究，本文將著重對煤礦安全生產事故及其控制策略進行研究。

1 煤礦安全生產事故成因分析

1.1 煤礦安全生產成因理論研究

安全生產事故的直接導致者為人和物，其生產環(huán)境僅為間接導致事故發(fā)生的因素。因此，在一定程度上，煤礦生產相關管理制度的缺陷是導致事故發(fā)生的主要原因。本文將從人、機、料、法、環(huán)、管5個維度對導致煤礦生產事故的原因進行分析。本文所采用分析煤礦安全生產的成因的理論為能級跳躍事故致因理論，模型原理如圖1所示。

圖1 能級跳躍事故致因理論模型Fig.1 Theoretical model of energy level jump accident causation

圖中，M0為煤礦設備的不安全性能級；H0為煤礦作業(yè)人員的不安全性能級；C0為工作面煤層、巖層本身的不安全性能級；D1為交互干擾的不安全性能級；R2為控制約束的不安全性能級?；谀芗壧S事故致因理論，可將導致煤礦安全事故原因分為本質損傷層、交互干擾層和控制約束層[2]。

本質損傷層主要指的是作業(yè)人員的技能、工作態(tài)度、安全意識以及煤層、地質構造條件和工作面環(huán)境和相關設備的性能等；交互干擾層主要指班組對人員的組織、人員之間的溝通以及對生產進度的控制、技術中心對采掘工藝、作業(yè)規(guī)程以及質量管理的設計、日常生產過程中的監(jiān)測檢查和事故的處理；控制約束層主要指的是煤礦生產相關的管理制度、教育培訓政策和安全投入成本等。經統(tǒng)計，可將影響煤礦安全生產的關鍵因素劃分為22個。

1.2 煤礦生產事故統(tǒng)計

本文對2016—2019年期間全國發(fā)生的煤礦安全事故進行分類、統(tǒng)計分析得到，導致煤礦安全生產事故的主要因素包括有機電事故、煤塵爆炸、水災事故、運輸提升事故、火災事故、煤層瓦斯突出事故、瓦斯爆炸事故、頂板支護不佳等事故。其中，事故頻次發(fā)生較高的致因包括有頂板支護不佳（34%）、瓦斯爆炸事故（29.3%）、煤層瓦斯突出事故（13.6%），其余致因所占比例均未超過5%。

1.2.1 煤礦安全生產事故致因因素分析

根據能級跳躍事故致因理論模型，可將煤礦生產系統(tǒng)的本質安全劃分為本質損傷層、交互干擾層和控制約束層。在理論模型研究的基礎上，結合煤礦安全生產涉及到的相關數據分析可得出導致煤礦安全生產事故發(fā)生的因素，并將導致煤礦安全生產事故發(fā)生成因進行等級、層次劃分。結合能級跳躍事故成因理論模型，導致煤礦安全生產事故的主要原因在于對作業(yè)人員、設備以及工作面煤層巖層等控制失效，其中包含了煤礦本身所存在的不安全性，還包括有設備、人員以及煤礦本質條件之間的交互干擾等。因此，在能級跳躍事故成因理論的基礎上可將煤礦安全事故歸結為22種關鍵因素，見表1。

表1 導致煤礦安全生產事故的關鍵因素Table 1 Key factors leading to coal mine safety accidents

根據導致事故原因的不同和影響等級的不同，采用專家打分的方法對事故的所有致因進行綜合定量評判，根據導致煤礦安全生產事故原因的等級進行排序并賦值（表2）。

表2 煤礦安全生產事故致因定量測量賦值結果Table 2 Quantitative measurement results of accident causes in coal mine safety production

基于上述對煤礦安全生產事故的致因的定量測量賦值結果，通過SPSS22.0軟件對煤礦安全事故的統(tǒng)計數據進行項目分析得出導致煤礦安全事故的關鍵因素。通過煤礦安全生產事故致因的獨立樣本的檢驗結果設判定標準，當所檢驗數據的顯著值低于0.05時，說明事先的假設不成立，且對應的測量因素具有一定的鑒別能力。結合上述能級跳躍事故致因理論、關鍵因素的選擇及不同影響因素的賦值結果得出22個關鍵因素即測量因素與總體樣本的相關效度值（表3）。

表3 關鍵測量因素的效度值Table 3 Effectiveness values of key measurement factors

續(xù)表

1.2.2 煤礦安全生產事故致因因素結構模型分析

基于致因結構模型可將影響煤礦安全生產的關鍵因素分為人本因素、資源條件、生產管理、技術管理、安全管理以及政府企業(yè)制度6個因子：①人本因素主要指作業(yè)人員的技術技能、工作態(tài)度以及安全意識；②資源條件主要指綜采工作面的煤層、地質條件和生產環(huán)境；③生產管理主要指班組對人員組織的管理、信息的溝通、生產進度的控制以及質量管理；④技術管理主要指所指定的采掘工藝、礦井設計以及相關作業(yè)規(guī)程；⑤安全管理主要指綜采工作面設備的配置情況、日常檢查和事故處理能力；⑥政府企業(yè)主要指針對煤礦安全生產所指定的相關法制、監(jiān)督能力和機構等[3]。

基于能級跳躍致因理論建立各個因子之間的相互關系模型示意，如圖2所示。

圖2 不同因子之間的相關關系模型示意Fig.2 The model of correlation between different factors

由圖2可知，政府企業(yè)對人本因素的路徑系數為0.78；政府企業(yè)對生產管理的路徑系數為0.56；政府企業(yè)對技術管理的路徑系數為0.63；政府企業(yè)對安全管理的路徑系數的0.61；生產管理對人本因素的路徑系數為0.54；生產管理對資源條件的路徑系數為0.46；技術管理對資源條件的路徑系數為0.52；安全管理對資源條件的路徑系數為0.38；資源條件對人本因素的路徑系數為0.41。

基于AMOS17.0軟件對導致煤礦安全生產事故原因的六大因素建立相應的分析模型可知，政府企業(yè)對煤礦企業(yè)生產過程中的日常管理、技術管理、安全管理等管理層面具有一定的影響程度；與此同時政府企業(yè)對人本因素的影響具有正向關系。通過上述多方位的路徑影響，最終導致對資源條件的影響。因此，將表1所述的煤礦安全生產致因的關鍵因素按照圖2中的六大因素進行具體分類，見表4。

表4 煤礦安全生產致因的具體分類Table 4 Specific classification of coal mine safety production causes

基于DEMATEL算法對上述6個影響因子的影響度進行計算，得出不同因子的影響度和原因度，其計算見表5。

由表5可知，影響度越高對煤礦安全生產的影響性越大，六個影響因子對煤礦安全生產的影響程度排列順序政府企業(yè)＞生產管理＞技術管理＞安全管理＞資源條件＞人本因素。表中，影響度為正值代表原因因素，原因度為負值代表結果因素；原因因素比結果因素的影響能力大[4]。因此，綜合分析影響煤礦安全生產的主次因素排列如下：政府企業(yè)—生產管理—技術管理—安全管理—資源條件—人本因素。

表5 影響因子影響度和原因度計算結果Table 5 Calculation results of impact factor and cause factor

2 煤礦安全生產事故的控制策略

基于能級跳躍成因理論對影響煤礦安全生產的因子進行分析得出，影響煤礦安全生產的主要因素包括有政府企業(yè)的管理、生產管理和技術管理；次要因素包括有資源條件、人本因素和安全管理。本文將從6個方面對煤礦安全生產影響的先后次序指定如圖3所示的控制策略。

圖3 煤礦安全生產控制策略Fig.3 Coal mine safety production control strategy

由圖3可知，針對煤礦生產特征及主次要影響因素分階段實時對煤礦安全生產的控制，包括有開采準備階段、生產過程控制階段和事故發(fā)生救援階段。

2.1 開采準備階段事故控制策略

針對煤礦開采準備階段，為保證后期煤礦安全生產需采取如下控制策略。

（1）在對2016—2019年煤礦安全生產事故進行分析，由于政府監(jiān)管不到位、私挖亂采是導致煤礦事故發(fā)生的主要原因，因此需繼續(xù)完成法制建設和監(jiān)督體質。

（2）前期對煤礦煤層、地質以及周圍生產環(huán)境的勘測十分重要。經統(tǒng)計，在335例安全事故中有223例事故與資源條件相關，因此，需加強對資源條件的勘探，將安全事故控制在源頭。

（3）煤礦企業(yè)需加強對操作人員的培訓教育，根據生產需求配置綜采設備，并定期對設備進行維護，合理設計綜采工作面的采掘工藝，并將采掘工藝及礦井設計方案等通過有關部門審批后才可投入使用。

2.2 生產過程的安全控制策略

經研究，生產管理是僅次于政府企業(yè)影響煤礦安全生產的主要因素。因此，鑒于煤礦綜采工作面相對惡劣的生產環(huán)境，在實際生產中由于組織協(xié)調、信息溝通不完善容易出現生產組織紊亂、人員管理混亂等情況，繼而導致事故的發(fā)展[5]。因此，在實際生產過程中因加強對工作人員、綜采設備、通信系統(tǒng)以及質量等進行嚴格把關控制。此外，還需加強對煤礦安全生產過程中潛在隱患進行預測，并及時采取相應防控措施。

2.3 事故發(fā)生的安全控制策略

一旦發(fā)生安全事故生產，若作業(yè)人員具備扎實的自救意識和能力，外部施救方能夠及時建立積極有效的救援方案可有效降低由事故所導致的損失。因此，煤礦企業(yè)在積極培訓作業(yè)人員技能的外還需加強對其自救技能的培訓，并建立切實可行有效的外部救援方案。

3 結 論

煤礦安全生產備受作業(yè)人員和煤礦企業(yè)的關注，為保證煤礦企業(yè)的安全生產需精確掌握各個影響因素的主次地位。本文基于能級跳躍致因理論開展煤礦安全生產事故成因分析，并提出安全控制的相關策略。

（1）影響煤礦安全生產的主要因素包括政府企業(yè)、生產管理和技術管理；次要因素包括人本因素、資源條件和安全管理。

（2）根據煤礦生產的不同階段，對開采準備階段、生產階段和事故發(fā)生救援階段提出安全控制策略。