煤矿安全生产事故分析及控制策略研究

张佩

（山西省晋神能源有限公司，山西 忻州 036500）

0 引 言

一直以来，煤矿安全生产备受煤矿企业和员工的关注，安全性不足是导致煤矿生产效率低、利润低的主要原因[1]。经研究，影响煤矿安全生产的主要因素包括综采设备的可靠性、综采工艺的可靠性、巷道支护效果以及相关煤矿安全生产管理制度和措施的完整性。目前，针对煤矿综采设备、采煤工艺及支护等开展了大量的研究，本文将着重对煤矿安全生产事故及其控制策略进行研究。

1 煤矿安全生产事故成因分析

1.1 煤矿安全生产成因理论研究

安全生产事故的直接导致者为人和物，其生产环境仅为间接导致事故发生的因素。因此，在一定程度上，煤矿生产相关管理制度的缺陷是导致事故发生的主要原因。本文将从人、机、料、法、环、管5个维度对导致煤矿生产事故的原因进行分析。本文所采用分析煤矿安全生产的成因的理论为能级跳跃事故致因理论，模型原理如图1所示。

图1 能级跳跃事故致因理论模型Fig.1 Theoretical model of energy level jump accident causation

图中，M0为煤矿设备的不安全性能级；H0为煤矿作业人员的不安全性能级；C0为工作面煤层、岩层本身的不安全性能级；D1为交互干扰的不安全性能级；R2为控制约束的不安全性能级。基于能级跳跃事故致因理论，可将导致煤矿安全事故原因分为本质损伤层、交互干扰层和控制约束层[2]。

本质损伤层主要指的是作业人员的技能、工作态度、安全意识以及煤层、地质构造条件和工作面环境和相关设备的性能等；交互干扰层主要指班组对人员的组织、人员之间的沟通以及对生产进度的控制、技术中心对采掘工艺、作业规程以及质量管理的设计、日常生产过程中的监测检查和事故的处理；控制约束层主要指的是煤矿生产相关的管理制度、教育培训政策和安全投入成本等。经统计，可将影响煤矿安全生产的关键因素划分为22个。

1.2 煤矿生产事故统计

本文对2016—2019年期间全国发生的煤矿安全事故进行分类、统计分析得到，导致煤矿安全生产事故的主要因素包括有机电事故、煤尘爆炸、水灾事故、运输提升事故、火灾事故、煤层瓦斯突出事故、瓦斯爆炸事故、顶板支护不佳等事故。其中，事故频次发生较高的致因包括有顶板支护不佳（34%）、瓦斯爆炸事故（29.3%）、煤层瓦斯突出事故（13.6%），其余致因所占比例均未超过5%。

1.2.1 煤矿安全生产事故致因因素分析

根据能级跳跃事故致因理论模型，可将煤矿生产系统的本质安全划分为本质损伤层、交互干扰层和控制约束层。在理论模型研究的基础上，结合煤矿安全生产涉及到的相关数据分析可得出导致煤矿安全生产事故发生的因素，并将导致煤矿安全生产事故发生成因进行等级、层次划分。结合能级跳跃事故成因理论模型，导致煤矿安全生产事故的主要原因在于对作业人员、设备以及工作面煤层岩层等控制失效，其中包含了煤矿本身所存在的不安全性，还包括有设备、人员以及煤矿本质条件之间的交互干扰等。因此，在能级跳跃事故成因理论的基础上可将煤矿安全事故归结为22种关键因素，见表1。

表1 导致煤矿安全生产事故的关键因素Table 1 Key factors leading to coal mine safety accidents

根据导致事故原因的不同和影响等级的不同，采用专家打分的方法对事故的所有致因进行综合定量评判，根据导致煤矿安全生产事故原因的等级进行排序并赋值（表2）。

表2 煤矿安全生产事故致因定量测量赋值结果Table 2 Quantitative measurement results of accident causes in coal mine safety production

基于上述对煤矿安全生产事故的致因的定量测量赋值结果，通过SPSS22.0软件对煤矿安全事故的统计数据进行项目分析得出导致煤矿安全事故的关键因素。通过煤矿安全生产事故致因的独立样本的检验结果设判定标准，当所检验数据的显著值低于0.05时，说明事先的假设不成立，且对应的测量因素具有一定的鉴别能力。结合上述能级跳跃事故致因理论、关键因素的选择及不同影响因素的赋值结果得出22个关键因素即测量因素与总体样本的相关效度值（表3）。

表3 关键测量因素的效度值Table 3 Effectiveness values of key measurement factors

续表

1.2.2 煤矿安全生产事故致因因素结构模型分析

基于致因结构模型可将影响煤矿安全生产的关键因素分为人本因素、资源条件、生产管理、技术管理、安全管理以及政府企业制度6个因子：①人本因素主要指作业人员的技术技能、工作态度以及安全意识；②资源条件主要指综采工作面的煤层、地质条件和生产环境；③生产管理主要指班组对人员组织的管理、信息的沟通、生产进度的控制以及质量管理；④技术管理主要指所指定的采掘工艺、矿井设计以及相关作业规程；⑤安全管理主要指综采工作面设备的配置情况、日常检查和事故处理能力；⑥政府企业主要指针对煤矿安全生产所指定的相关法制、监督能力和机构等[3]。

基于能级跳跃致因理论建立各个因子之间的相互关系模型示意，如图2所示。

图2 不同因子之间的相关关系模型示意Fig.2 The model of correlation between different factors

由图2可知，政府企业对人本因素的路径系数为0.78；政府企业对生产管理的路径系数为0.56；政府企业对技术管理的路径系数为0.63；政府企业对安全管理的路径系数的0.61；生产管理对人本因素的路径系数为0.54；生产管理对资源条件的路径系数为0.46；技术管理对资源条件的路径系数为0.52；安全管理对资源条件的路径系数为0.38；资源条件对人本因素的路径系数为0.41。

基于AMOS17.0软件对导致煤矿安全生产事故原因的六大因素建立相应的分析模型可知，政府企业对煤矿企业生产过程中的日常管理、技术管理、安全管理等管理层面具有一定的影响程度；与此同时政府企业对人本因素的影响具有正向关系。通过上述多方位的路径影响，最终导致对资源条件的影响。因此，将表1所述的煤矿安全生产致因的关键因素按照图2中的六大因素进行具体分类，见表4。

表4 煤矿安全生产致因的具体分类Table 4 Specific classification of coal mine safety production causes

基于DEMATEL算法对上述6个影响因子的影响度进行计算，得出不同因子的影响度和原因度，其计算见表5。

由表5可知，影响度越高对煤矿安全生产的影响性越大，六个影响因子对煤矿安全生产的影响程度排列顺序政府企业＞生产管理＞技术管理＞安全管理＞资源条件＞人本因素。表中，影响度为正值代表原因因素，原因度为负值代表结果因素；原因因素比结果因素的影响能力大[4]。因此，综合分析影响煤矿安全生产的主次因素排列如下：政府企业—生产管理—技术管理—安全管理—资源条件—人本因素。

表5 影响因子影响度和原因度计算结果Table 5 Calculation results of impact factor and cause factor

2 煤矿安全生产事故的控制策略

基于能级跳跃成因理论对影响煤矿安全生产的因子进行分析得出，影响煤矿安全生产的主要因素包括有政府企业的管理、生产管理和技术管理；次要因素包括有资源条件、人本因素和安全管理。本文将从6个方面对煤矿安全生产影响的先后次序指定如图3所示的控制策略。

图3 煤矿安全生产控制策略Fig.3 Coal mine safety production control strategy

由图3可知，针对煤矿生产特征及主次要影响因素分阶段实时对煤矿安全生产的控制，包括有开采准备阶段、生产过程控制阶段和事故发生救援阶段。

2.1 开采准备阶段事故控制策略

针对煤矿开采准备阶段，为保证后期煤矿安全生产需采取如下控制策略。

（1）在对2016—2019年煤矿安全生产事故进行分析，由于政府监管不到位、私挖乱采是导致煤矿事故发生的主要原因，因此需继续完成法制建设和监督体质。

（2）前期对煤矿煤层、地质以及周围生产环境的勘测十分重要。经统计，在335例安全事故中有223例事故与资源条件相关，因此，需加强对资源条件的勘探，将安全事故控制在源头。

（3）煤矿企业需加强对操作人员的培训教育，根据生产需求配置综采设备，并定期对设备进行维护，合理设计综采工作面的采掘工艺，并将采掘工艺及矿井设计方案等通过有关部门审批后才可投入使用。

2.2 生产过程的安全控制策略

经研究，生产管理是仅次于政府企业影响煤矿安全生产的主要因素。因此，鉴于煤矿综采工作面相对恶劣的生产环境，在实际生产中由于组织协调、信息沟通不完善容易出现生产组织紊乱、人员管理混乱等情况，继而导致事故的发展[5]。因此，在实际生产过程中因加强对工作人员、综采设备、通信系统以及质量等进行严格把关控制。此外，还需加强对煤矿安全生产过程中潜在隐患进行预测，并及时采取相应防控措施。

2.3 事故发生的安全控制策略

一旦发生安全事故生产，若作业人员具备扎实的自救意识和能力，外部施救方能够及时建立积极有效的救援方案可有效降低由事故所导致的损失。因此，煤矿企业在积极培训作业人员技能的外还需加强对其自救技能的培训，并建立切实可行有效的外部救援方案。

3 结 论

煤矿安全生产备受作业人员和煤矿企业的关注，为保证煤矿企业的安全生产需精确掌握各个影响因素的主次地位。本文基于能级跳跃致因理论开展煤矿安全生产事故成因分析，并提出安全控制的相关策略。

（1）影响煤矿安全生产的主要因素包括政府企业、生产管理和技术管理；次要因素包括人本因素、资源条件和安全管理。

（2）根据煤矿生产的不同阶段，对开采准备阶段、生产阶段和事故发生救援阶段提出安全控制策略。