基于危险源理论的采煤工作面风险评价研究.pdf

西安科技大学 硕士学位论文 基于危险源理论的采煤工作面风险评价研究 姓名王焘 申请学位级别硕士 专业安全技术及工程 指导教师田水承 20080415 论文题目 专业 硕士生 指导教师 基于危险源理论的采煤工作面风险评价研究 安全技术及工程 王焘 签名 田水承 签名 摘要 采煤工作面是矿井事故的多发地点。煤矿顶板事故、透水事故、煤炭自燃事故、瓦 斯爆炸事故、煤尘爆炸事故以及职监病在采煤工作面的发生都占有穗当大的比例。因此， 对采煤工作面进行风险评价研究，成为煤矿安全管理迫切需要解决的问题。 本文从分析我国当前煤炭行业的发展形势与安全现状入手，首先阐述了采煤工作面 危险源风险评价研究的意义和基本内容；简要介绍了国内外风险评价的研究现状；应用 危险源理论，针对煤矿采煤工作耍常见的6 类主要事故 煤炭自燃事故、顶板事故、瓦 斯爆炸事故、煤尘爆炸事故、透水事故以及职业病 ，从三类危险源角度，分析了采煤 工作面6 类主要事故发生的根源。 其次，根据这6 类主要事故的发生规律和评价指标体系建立的原则，从分橱采煤王 作面各类事故发生原因及影响因素入手，对各种影响事故发生的因素进行分析比较，识 别出具有代表性的指标，并结合专家经验的总结，构建了采煤工作面事故危险源风险评 价的指标体系。采用专家调查表法和层次分析法，确定了各指标的权值。最后，运用模 糊综合评价方法，对采煤工作面6 类主要事故危险源进行了风险评价研究。 在现场应用中，依据煤矿有关的技术标准和规程，编制了安全检查表，经过专家对 检查表现场打分确定了各指标的隶属度，应用V B 语言编写了采煤工作面危险源风险评 价系统，实现了风险评价的可视化操作，麓化了风险评价过程中的计算量，通过实例应 用对某矿S 2 0 1 采煤工作面进行了评价，得出了该矿井S 2 0 1 工作面的安全等级处于较安 全级。 关键词采煤工作面；风险评价指标体系；层次分析法；模糊综合评价 研究类型应用研究 S u b j e c tS t u d yo nR i s kA s s e s s m e n to fC o a lW o r k i n gF a c eB a s e do nt h e T h e o r yo fH a z a r d S p e c i a l t y S a f e t yT e c h n o l o g ya n dE n g i n e e r i n g N a m e W a n g T a o I n s t r u c t o r T i a nS h u i c h e n g A B S T R A C T S i g n a t u r e 吻垄 S i g n a t u r e C o a lm i n ea c c i d e n t sa r ea p tt oh a p p e ni nc o a lw o r k i n gf a c e ．R o o fa c c i d e n t s ，f l o o d i n g a c c i d e n t s ，c o a l - s e l f i g n i t i o na c c i d e n t s ，g a se x p l o s i o na c c i d e n t s ，c o a ld u s te x p l o s i o na c c i d e n t s a n do c c u p a t i o n a ld i s e a s e st a k eah i g hp r o p o r t i o ni nc o a lw o r k i n gf a c e ．S o ，s t u d y i n go nr i s k a s s e s s m e n ti nc o a lw o r k i n gf a c eb e c o m e st h ep r o b l e mt h a tc o a lm i n es a f e t ym a n a g e m e n t u r g e n t l yn e e dt os o l v e d ． F i r s to fa l l ，t h i sp a p e ra n a l y z e st h ec u r r e n td e v e l o p m e n ta n ds a f e t ys i t u a t i o ni nc h i n ac o a l i n d u s t r y ，t h e ni l l u s t r a t e st h es i g n i f i c a n c ea n db a s i cc o n t e n to ft h eh a z a r dr i s ka s s e s s m e n ti n c o a lw o r k i n gf a c e ，a n db r i e f l yi n t r o d u c e dt h er e s e a r c hs t a t u so nr i s ka s s e s s m e n ta th o m ea n d a b r o a d ．F r o mt h ea n g l eo ft h et h r e et y p e so fh a z a r dt h e o r y ，t h ep a p e ra n a l y z e dt h eo r i g i no f s i xk i n d so fa c c i d e n t s c o a l s e l f l g n i t i o na c c i d e n t s ，r o o fa c c i d e n t s ，g a se x p l o s i o na c c i d e n t s ，c o a l d u s te x p l o s i o na c c i d e n t s ，f l o o d i n ga c c i d e n t sa n do c c u p a t i o n a ld i s e a s e s b yc o m b i n i n gt h e h a z a r dt h e o r y 、析ms i xk i n d so fa c c i d e n t so f t e nh a p p e ni nc o a lw o r k i n gf a c e ． S e c o n d l y ，A c c o r d i n gt ot h eo c c u r r e n c el a w o fs i xk i n d so fa c c i d e n t si nc o a lw o r k i n gf a c e a n da s s e s s m e n ti n d e xs y s t e m ，s t a r t i n gw i t ht h ea n a l y s i so ft h ev a r i o u sa c c i d e n t sc a u s e sa n di t s i n f l u e n c ef a c t o r si nc o a lw o r k i n gf a c e ，t h i sp a p e rm a d eac o m p a r a t i v ea n a l y s i so nt h ed i f f e r e n t i n f l u e n c ef a c t o r so fa c c i d e n t s ，a n di d e n t i f i e dt h er e p r e s e n t a t i v ei n d i c e s ，t h e ns e t t e du pt h er i s k a s s e s s m e n ti n d e xs y s t e mo nh a z a r d si nc o a lw o r k i n gf a c eb yc o m b i n i n g 、析廿lt h ee x p e r t s ’ e x p e r i e n c e s ．I nt h ee n d ，t h ei n d i c a t o r sC a nb em a d eb yu s i l 唱e x p e r tq u s e t i o n a i r em e t h o da n d a n a l y t i ch i e r a c h yp r o c e s s ．T h i sp a p e rr e s e a r c h e dt h eh a z a r d so nr i s ka s s e s s m e n tf o rt h es i x k i n d so fa c c i d e n t sw h i c ho f t e nh a p p e ni nc o a lw o r k i n gf a c eu s i n gt h em e t h o do ff u z z y c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ． I nt h e a p p l i c a t i o n ，t h ep a p e rw o r k e do u t as a f e t yc h e c k l i s td e p e n d i n g0 1 1s o m e i n t e r r e l a t e dt e c h n i c a ls t a n d a r d sa n dr e g u l a t i o n so nm i n ea n dd e t e r m i n e dt h em e m b e r s h i p d e g r e eo f e a c hi n d e xt h r o u g he x p e r te s t i m a t i o nf o rs a f e t yc h e c k l i s t o nt h es p o t ．T h ep r o c e d u r e o ft h eh a z a r dr i s ka s s e s s m e n ts y s t e mi nc o a lw o r k i n gf a c ew a sc o m p i l e dw i t ht h eV B ，w h i c h r e a l i z e dt h ev i s i b l eo p e r a t i o no fs a f e t ya s s e s s m e n ta n dp r e d i g e s t e dt h ec a l c u l a t i o nw o r ko f r i s ka s s e s s m e n t ．F i n a l l y ，a na p p l i c a t i o ne x a m p l ei sg i v e nt oa s s e s s 2 0 1c o a lw o r k i n gf a c ei n s o m ec o a lm i n e ，a n dd r a wt h ec o n c l u s i o nt h a tt h ec o a lw o r k i n gf a c ei Si nt h ec o m p a r a t i v e s a f e t yl e v e l ． K e yw o r d s C o a lW o r k i n g F a c eR i s kA s s e s s m e n t I n d e xS y s t e m A n a l y t i cH i e r a c h y P r o c e s s F u z z yC o m p r e h e n s i v eE v a l u a t i o n T h e s i sg A p p l i c a t i o nR e s e a r c h 西要料技大肇 学位论文独创性说明 本人郑重声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不 包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科 技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名互．童，日期加彦‘毕，岁 学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即研究生在校攻读学位期 间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部 门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以 将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位 论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名 Z i 多 指导教师签名＼孑乃讯 。0 动年步爿／日 l 绪论 1 ．1 研究背景 1 绪论 我国是世界产煤大国，迄今为止，煤炭仍是我国第一大能源，占一次性能源的7 5 ％ 左右。每年产量已达到2 0 多亿吨，居世界首列。而煤层赋存条件及地质条件复杂，自 燃发火、高瓦斯、煤与瓦斯突出、透水事故、顶板事故、煤尘爆炸等事故频发，导致煤 矿安全问题严重。煤矿的特殊环境给安全生产带来了很大的难度，其特殊性、复杂性和 多变性是其他行业所无法比拟的。近1 0 年来，随着开采深度的进一步加大和高强度机 械化采掘和集约化生产，自然灾害的威胁更加突出，瓦斯涌出量急剧增大，不少煤矿由 低瓦斯矿井变为高瓦斯矿井，原来没有瓦斯突出危险的煤层变为有瓦斯突出危险；由于 煤层地质条件复杂，使顶板事故和透水事故的潜在危险性增大；大功率采煤机、掘进机 和带式输送机等机电设备产生的摩擦火花等引起瓦斯、煤尘爆炸的潜在危险性增大。为 了使煤炭行业健康有序的发展，必须确保矿井的安全生产。 长期以来，我国政府和煤炭企业为煤矿安全投入了较大的人力、物力和财力，提出 并坚持实行“安全第一，预防为主’’的生产方针，初步建立了安全法律法规、标准体系， 制定了以安全生产法、煤矿安全监察条例、矿山安全法、煤矿安全规程等为 “龙头’’的有关安全生产管理体制，采取了安全监察、安全管理、安全培训、教育和文 化宣传等一系列措施，使得煤矿安全生产状况的总趋势有所好转，百万吨死亡率有所下 降，但由于目前我国大部分煤矿的开采条件面对的是地质构造复杂、埋藏深、高瓦斯、 煤层赋存不稳定的煤田，因而自然条件和生产环境的变化使得不安全因素增多，危险性 更加严重。以下是1 9 9 8 ～2 0 0 7 年间煤矿事故死亡人数统计表，见表1 ．1 所示。 表1 ．11 9 9 8 ～2 0 0 7 年间煤矿事故死亡人数统计表 从上述的统计数据可以看出，虽然煤矿事故的死亡人数有所下降，但是从整体上看， 安全生产形势依然严峻。如2 0 0 5 年4 月5 日，重庆市天府矿业有限公司三汇一矿，井 下2 1 2 7 采煤工作面发生瓦斯爆炸。共造成2 3 人死亡。2 0 0 6 年1 1 月2 9 日，甘肃武威地 区天祝县炭山岭镇一号煤矿采煤工作面发生局部瓦斯爆炸事故，共造成1 1 人死亡。2 0 0 7 年3 月1 0 日，辽宁省抚顺矿业集团老虎台矿7 3 0 0 3 采煤工作面发生透水事故，2 9 人涉 难。2 0 0 7 年5 月2 4 日，湖南郴州市临武县金江镇凤凰岭煤矿，井下四石门东大巷采煤 西安科技大学硕士学位论文 工作面发生一起瓦斯突出事故，共造成1 3 人死亡。这些事故给人们极大的震憾，煤矿 事故必须遏制。从大量的事故中可以看出，许多事故都是发生在采煤工作面，事故发生 的原因几乎都可以归因于矿井安全管理不健全或组织因素。风险评价是安全管理中的关 键技术，风险评价对预防煤矿事故的发生，搞好煤矿的安全管理工作具有一定的指导意 义。所以加强煤矿尤其是采煤工作面的风险评价技术及其方法的研究，成为了目前煤矿 安全管理迫切需要解决的问题。 1 ．2 国内外研究现状及发展现状 1 ．2 ．1 国外的研究及发展现状 风险评价也叫危险性评价或安全评价，起源于2 0 世纪3 0 年代的保险行业，保险公 司为客户承担各种风险，必然要收取一定的费用，而收取费用的多少是由所承担风险大 小决定的【H J 。因此，就产生了一个衡量风险大小的问题，这个衡量风险程度的过程就 是当时美国保险协会所从事的风险评价。虽然保险业的风险评价与生产系统的风险评价 目的不同，但却为后续的产业安全管理和评价工作指明了技术方向。风险评价有两类， 一类是对企业安全工作的评价，一类是对企业生产危险性的评价。第二次世界大战后， 工业化进程加快，工业生产系统日趋大型化和复杂化，尤其是化学工业，在生产规模和 产品种类迅速发展的同时，生产过程中的火灾、爆炸、有毒有害气体泄漏和扩散等重大 事故不断发生，推动了对企业、装置、设施和环境等风险评价的开展。2 0 世纪6 0 年代 进入了全面、系统地研究企业、装置和设施的安全评价原理和方法的历史阶段【l 】。 2 0 世纪4 0 年代，Z u c k e r m a n 教授领导的研究小组对德军1 9 3 9 , - , 1 9 4 1 年间空袭英国 时造成的人员伤亡情况进行了全面调查，基于这些工作，系统思想被引入风险评价领域。 1 9 6 1 年，美国W a t s o n 在研究民兵式导弹发射控制系统的安全性评价时提出了F T A 事 故树分析 方法，对以后的安全评价发展推动很大。1 9 6 4 年，美国道 D o w ’s 化学公 司开创了化工生产危险度安全评价的历史，该公司根据化工企业使用原料的物理、化学 性质，生产中的特殊危险性，考虑到具体工艺处理过程中的一般性和特殊性之间的差别 以及物体数量等因素的影响，以火灾、爆炸指数形式评价化工生产系统的危险程度，形 成了经典的道化学火灾、爆炸指数评价方法【5 】。以后，又分别于1 9 6 6 、1 9 7 2 、1 9 7 6 、1 9 8 0 年发表了第2 、3 、4 、5 版，1 9 8 7 年发表了第6 版【6 】，1 9 9 4 年又发表了第7 版[ 7 1 。 道化学公司的火灾爆炸指数法推出后，各国积极研究和开发，推动了该项技术的迅 速发展，并在此基础上提出了一些独具特色的评价方法【8 】。1 9 7 4 年英国帝国 I C I 化 学公司蒙德 M o n d 分公司在吸取道化公司评价方法优点的基础上，根据化学工业的 特点，提出了M o n d 公司火灾、爆炸、毒性指数评价方法。该方法是在道火灾爆炸指数 的基础上扩充了毒物危险因素，考虑了系统中影响安全状态的其他因素，并以补偿系数 2 1 绪论 的形式引入到评价模型的结构之中，比同期的道指数评价从原理上更加完善。 日本国劳动省参照道火灾爆炸评价法、蒙德指数评价法的思想，在1 9 7 6 年开发出 了“化学工厂六步骤安全评价法桫p ，这种方法除对评价的程序、内容作了进一步的完善 以外，其定量评价通过把装置分成工序、再分成单元，根据具体的情况给单元的危险指 标赋以危险程度指标值，以其中最大危险程度作为本工序的危险程度；在分析阶段引入 了系统工程的有关技术，使分析过程比以前的方法更全面、更系统。前苏联提出了苏联 化工过程危险性评价法【l o J 。 上述方法均为指数法，主要是针对化工企业评价而发展起来的。在评价原理上无质 的变化，仍然遵循了道化学公司以系统内危险和危险能量为评价对象的原则，这些方法 仍然在不断的发展和完善之中。 6 0 年代后期，随着航天、航空和核工业等高技术的迅速发展，以概率风险评价 P R A 为代表的系统安全评价技术得到了研究和开发，并在工业发达国家的许多项目中得到了 广泛的应用，随之，又开发出一系列以概率论为理论基础的有特色的安全评价方法【h A 2 ] ， 最常用的有人员可靠性分析 H R A 、故障树分析法 F T A 、事件树分析法 E T A 【1 3 】、 危险与可操作性研究 m 忆O P 、预先危险性分析 P H A 、管理失效与风险分析 M O R T 等。1 9 8 4 年和1 9 8 6 年发生了两起大的事故以后，人们对安全问题有了更加深入的认识， 各研究机构都对安全评价进行了深入且广泛的研究，并开发了相关软件【1 4 1 。 国外煤炭工业的安全评价是随着其他行业的安全评价技术的发展而逐步建立起来 的，无论是研究还是应用的深度与广度，都不如核工业、化工、航天以及航空等领域。 主要有以下几个阶段 1 9 7 4 年由英国化工协会制定的优良可劣评价法开始对煤矿企业安全状况进行评价， 并制定了企业安全活动评价标准，把煤矿的组织管理、安全操作规程、工作人员选 用、灾害事故处理计划等生产活动定性地划分为优、良、可和劣四个等级，依据被评价 矿井生产现状作出定性的评价【1 5 】。 1 9 7 6 年在日本隧道工程安全评价中使用的矿山工程安全评价方法开始在煤矿企业 应用并得到了发展。矿山工程安全评价方法是对各主要危险源分别给出不同的评价函 数，根据情况确定评价函数中评价因子的取值，然后计算评价函数的函数值，最后根据 函数值的大小进行危险分级，并采取适当的防范措施【1 6 】。该方法把煤矿中瓦斯、水、火 和顶板作为评价指标，建立瓦斯爆炸评价函数、水灾评价函数、火灾评价函数和冒顶评 价函数，根据四个评价函数的得分，并对照危险性分级表确定矿井的危险等级。 1 9 7 7 年美国颁布联邦矿山安全与健康法，内容以“井下煤矿法定安全暂行标准 使用范围”为主，包括了煤矿的详细检查标准从设计到施工、从开- r N 报废、从地面 到井下、采煤、掘进、通风、瓦斯、煤尘、防火、治水和环保等。此外，各州政府还根 据各自情况，制定本州的法规，作为补充，加强了对煤矿的检查力度【1 7 1 。法制化的轨道， 3 西安科技大学硕士学位论文 使煤矿安全状况明显改善，进入9 0 年代，煤矿事故继续减少，保持世界最好水平。 欧共体1 9 8 2 年颁布了关于工业活动中重大危险源的指令，欧共体成员国陆续制 定了相应的法律；国际劳工组织 I L O 也先后公布了1 9 8 8 年的重大事故控制指南、 1 9 9 0 年的重大工业事故预防实用规程，这些法规都对安全评价提出了严格的要求 【1 8 ，1 9 】 o 随着现代科技的迅速发展，特别是数学方法和计算机科学技术的发展，以模糊数学 为基础的安全评价方法得到了发展和投入应用，并拓展了原有的方法和应用范围，如模 糊故障树分析、模糊概率法等【2 啦 1 。应用计算机专家系统、决策支持系统、人工神经网 络技术，对生产系统进行实时、动态的安全评价等【2 2 l 。 目前国外煤炭工业安全评价领域，其研究和应用开发主要集中在以下几个方面 1 矿山安全评价主要以概率风险评价为基础【2 3 洲，就是把矿井生产系统中隐患 导致事故的概率与隐患造成的损害经过统计数据获得。其它的安全评价方法有R ．V 罗曼 尼教授提出的以韦布尔分布确定事故平均周期、每天的危险率、安全性指数法；澳大利 亚的A ．R ．格材提出的煤矿操作安全评价法；波兰M ．费利卫皮提出的以人一机为主的安全 评价和灾害预测方法以及日本的隧道安全评价方法等。 2 在伤亡事故统计方面，建立了包括损失时间、职业病、死亡、重伤、轻伤以 及与其它因素相关的工伤数据库等，其中有代表性的是美国宾夕法尼亚州R ．V 罗曼尼教 授所研究的评价危险和安全工伤事故类型分析，工种和工伤源的分析，致伤的身体部位、 致伤的程度、可靠性分析和经济分析等。 3 数据库与计算机技术在生产系统安全评价工作中得到较大范围的推广和应用。 应用这些技术实现对评价对象的客观存在属性、危险物质的物理化学指标数据，系统运 行过程状态的历史数据，系统已有的灾变种类、原因、发展态势及发生过程等有效数据 的计算管理，为准确地确定评价过程中的有关参数、合理地推测系统可能的危险灾害模 式及其存在形态提供了现代化的技术手段。人工智能技术和安全评价技术的结合使得安 全评价过程的判断、推理和边界条件的确定成为可能，为建立新的安全评价方法结构体 系创造了有利条件，对安全评价技术手段而言，这无疑是一场新的技术革命。如1 9 8 2 年英国T E C H N I C L T D 公司开发完成的易燃、易爆、毒性物质评价软件包，到1 9 9 1 年有 2 5 个子系统运行成功，其中含1 2 类事故模型。 4 安全评价过程的局部关键技术得到了较快发展。在安全评价的系统理论和方 法发展的同时，局部关键技术开发得到了足够的重视。如在可靠性理论研究过程中研究 了系统及元件失效概率的估计问题，以及可供矿井生产系统安全性评价借鉴的概率估计 方法【2 5 】，充分利用了人类积累的经验与系统的客观过程。 1 ．2 ．2 国内的研究及发展现状 4 1 绪论 我国在风险评价方面滞后于国外，2 0 世纪8 0 年代初期，在吸收和消化国外的评价 方法之后，才开始进行安全方法与技术的应用与研究[ 2 6 1 。1 9 8 1 年原劳动人事部首次组 织有关的科研机构和大专院校的研究人员开展了安全评价的研究工作。原冶金工业部开 发并颁布了“冶金工厂危险程度分级方法“ 。化工、机电、航空以及交通等部门和行业 同时开始在企业中实行安全评价的试点工作。1 9 8 8 年，原机械电子工业部颁布了机械 工厂安全评价标准，该标准分为安全评价的原则、程序和方法；机械工厂危险等级划 分；机械工厂安全性评价三大部分，并在1 0 0 多家机械工厂进行了推广应用，取得了良 好的效果。1 9 9 2 年，广东劳动保护研究所主持完成了工厂危险程度分级方法，同年，原 化工部制定了化工厂危险程度分析方法。1 9 9 5 年，原劳动部、北京理工大学合作完 成了易燃、易爆、有毒重大危险源辨识评价技术的研究课题。同时，一些高等院校、 研究单位和企业等相继开展了安全评价技术的研究和开发工作，如北方交通大学、东北 大学、武汉安全与环保研究院、鞍山钢铁公司、武汉钢铁公司等，都提出、开发和推广 了有指导意义的评价理论和方法。1 9 9 4 年，由于我国相继发生了多起特大火灾事故，安 全评价受到了政府部门和社会的重视，1 9 9 4 年、1 9 9 5 年分别在太原、成都召开了全国 各行业安全研究的研讨会，安全评价工作在各行业系统内得到了逐步推广和展开。1 9 9 7 年原劳动部开始对北京、上海、天津、深圳、青岛、成都六城市进行的重大危险源普查 监控试点工作，基本上是按欧共体制定的标准执行的。对危险源的研究，主要在化工领 域，如由劳动部锅炉压力容器检测研究中心完成的压力容器极限与安定性分析及体积 型缺陷安全评估工程方法研究。北京市劳动局于1 9 9 8 年1 2 月开发了“北京市重大危 险源和重大事故隐患信息管理系统’’。同年，青岛建成我国第一个重大危险源普查、评 价、分级、监控和管理系统，该系统是首次运用行政、经济和科技相结合的手段，对工 业危险源及隐患进行辨识、评价与监控。 煤炭工业是我国安全问题最严重的行业之一，安全问题一直未得到根本性的解决， 安全管理和评价研究与其它行业，特别是冶金、航空以及核工业相比，虽然时间上几乎 同步，但研究的规模、深入程度要明显落后。1 9 8 2 年，煤炭工业部制定了矿井通风质 量标准及检查评定办法[ 2 7 1 ，作为矿井通风安全管理部门的检查标准；1 9 8 6 年，煤炭 工业部又制定了生产矿井质量标准化标准[ 2 8 1 ，后又于1 9 9 4 年进行了修订，作为行 业标准施行，内容包括开采、通风、运输、瓦斯、掘进，是目前煤矿使用最多的评价标 准。这些标准的实施重点主要集中在煤炭工业企业的质量管理方面，没有形成独立开展 系统安全评价理论和应用的体系。煤矿安全规程则是带有法规性和强制性的执行型 法规文件，强调矿井生产系统各因素的结果控制。对于系统安全管理过程中各子系统及 因素的评价和分析以及综合的危险状态的确定，特别是煤矿井下生产系统的安全评价方 面有了一些基础性的研究。煤矿安全评价技术的研究与开发大部分集中在高校，如中国 矿业大学、福州大学、河南理工大学、山东科技大学、西安科技大学、辽宁工程技术大 5 西安科技大学硕士学位论文 学、湖南科技大学、北方交通大学等，其研究内容主要集中在管理信息系统和安全评价 的基础工作，但总体上我国煤矿地下作业系统的结构特性以及适应性强的安全评价理论 和技术研究需进一步的深入和完善，矿山重大伤亡事故的客观存在也说明了事故控制的 重大理论和技术研究的重要性。 安全是煤炭企业健康发展的保障，目前，煤炭行业虽然对安全采取了各种有效的技 术和管理措施，应用了已有的安全检查表、质量标准化检查表以及安全系统工程的理论 和方法，提高了安全管理和评价的科学技术水平，加强了安全信息和管理。但是，由于 历史的原因、政策环境以及煤炭行业内部存在的问题，煤矿安全评价技术含量不够高， 大多数矿井没有应用计算机实现安全信息管理，而且缺乏有效、实用的评价软件，使得 安全评价方法在矿井安全管理过程中受到了较大的限制。2 0 0 2 年1 1 月1 日实施的中 华人民共和国安全生产法中对安全评价做出规定，才使煤矿安全评价研究与应用走入 正轨。 在我国煤矿领域，危险源风险评价的研究与实践属起步阶段。但是随着近年来与国 外的相关研究机构的交流，也己经开展了一些这方面的研究工作，并取得了一定的成果。 2 0 0 0 年，山东科技大学王连国教授等运用数量化理论，选取了断层情况、褶曲情况、 掌握顶板变化规律和相应措施、端头支护、设备情况、通风状况、采煤工人素质等指标， 建立了一个综采工作面安全评价模型【2 9 l 。 2 0 0 3 年，西安科技大学孙斌从三类危险源角度，选取了瓦斯涌出量、机电设备的失 爆率、员工的技能和经验等1 8 个指标，对煤矿瓦斯事故进行了风险评价【3 0 1 。 2 0 0 4 年，西安科技大学陈勇刚从三类危险源角度，选取了顶板类型、瓦斯抽放率等 3 2 个指标，对掘进工作面的瓦斯爆炸事故进行了风险评价【3 l 】。 2 0 0 5 年，湖南科技大学施式亮教授等运用非线性动力学评价方法，选取了地质因素、 灾害因素、管理因素、装备因素、人员素质、环境因素和危险源等指标对矿井安全程度 进行了评价研究【j 引。 2 0 0 5 年，河南理工大学杨玉中、吴立云等运用多层次灰熵综合评价方法，选取了人、 机、环三个指标，对平顶山煤业 集团 有限责任公司六矿综采工作面进行了安全评价 0 3 1 o 2 0 0 6 年，枣庄矿业集团新安煤矿刘金辉等运用分层模糊动态评价方法，选取了顶板 压力集中水平、支架工作状态水平和工作面管理水平等指标对枣庄矿业集团新源井 1 2 1 0 1 回采工作面安全性进行了综合评价【3 4 】。 2 0 0 7 年，煤炭科学总院抚顺分院高建宁等运用灰熵模型对煤矿进行了安全评价，对 煤矿事故发生的可能性进行了排队分析，确定了矿井的安全程度【3 5 1 。 2 0 0 7 年，河北工程大学李万庆等运用未确知测度方法和属性层次模型，选取了设备、 作业环境、地质环境和人员等指标，建立了适用于综采工作面安全评价的基于未确知和 6 1 绪论 属性层次模型的综合评价系统【3 6 1 。 分析前人做过的研究，虽然大都运用比较新颖和先进的方法，研究评价了采煤或掘 进工作面的安全程度，但从三类危险源角度出发，对采煤工作面危险源进行评价研究较 少。本文正是从三类危险源角度出发，通过对采煤工作面事故类型及影响因素的分类研 究，建立了适合于采煤工作面危险源风险评价的模糊综合评价模型。 1 ．3 研究的目的和意义 采煤工作面是矿井生产的心脏，是矿井生产最基本最主要的生产场所。所以确保采 煤工作面的安全是煤矿安全生产管理中的重中之重，稍有不慎就可能造成重大乃至特大 事故的发生。因此，对采煤工作面进行风险评价研究的目的主要有以下三点 1 为了贯彻“安全第一，预防为主“ 的方针，提高煤矿的本质安全化程度和安 全管理水平，减少和控制采煤工作面安全管理中的危险、有害因素，降低采煤工作面的 风险，预防事故发生，保障煤矿的财产安全以及从业人员的身体健康和生命安全。 2 通过对煤矿井下采煤工作面常见事故进行分类，以三类危险源理论思想为核 心，分析和辨识各种事故发生背后的三类危险源。最终，通过建立评价模型来评价采煤 工作面的整体安全性情况，深刻揭示煤矿事故危险源的本质特征，建立一个全新的、快 速反应的采煤工作面危险源辨识评价系统。煤矿危险源风险评价是对矿井生产系统存在 的危险性、危害性进行定性、定量分析，对系统发生危险、危害的可能性及其程度的评 价，以寻求最低事故率、最低职业危害和最优的安全投资效益。 3 以三类危险源思想为核心，研究煤矿采煤工作面危险源系统中的不确定因素。 加强对煤矿采煤工作面危险源理论和风险管理技术的研究及实践，可以减少事故损失， 提高煤矿防灾减灾水平，有利于推动煤矿可持续发展。 对煤矿采煤工作面危险源风险评价研究的意义有以下两点 1 煤炭工业客观存在的采煤工作面安全问题，不仅仅是解决事故发生后的“事 后分析’’和对当事人的处理问题，更重要的是研究事故发生的致因因素、影响因素及其 相互关系，加强“事前”预防管理和过程的安全管理，使得事故管理的“关口’’前移。 因此，搞好采煤工作面危险源的风险评价研究，可以为煤矿企业安全管理的系统化、标 准化和科学化提供依据和条件，为安全管理部门实施风险管理提供依据。 2 研究煤矿采煤工作面常见的事故危险源风险评价技术，对于加强煤矿采煤工 作面危险源的辨识，预防煤矿采煤工作面各种事故的发生，减轻事故可能造成的损失， 具有十分重要的意义。 1 ．4 本文的研究内容和技术路线 7 西安科技大学硕士学位论文 1 ．4 ．1 研究内容 本文所研究的采煤工作面主要针对综采工作面，包括综采放顶煤工作面和大采高一 次采全高综采工作面。 采煤工作面空间狭窄且多变，设备多，噪声大，人员集中，环境复杂，不安全因素 多。造成了采煤工作面事故多发。煤矿顶板事故、透水事故、煤炭自燃事故、瓦斯爆炸 事故、煤尘爆炸事故以及职业病在采煤工作面的发生占有相当大的比例。这些事故一旦 发生将会造成人员伤亡，设备设施损坏，造成停工停产，给国家造成重大经济损失，给 企业带来严重恶劣影响，给家庭和个人造成巨大的痛苦。 本文正是基于对采煤工作面危险源分析的基础上，运用三类危险源理论、层次分析 法和模糊数学的原理和方法对采煤工作面存在的6 类主要事故 煤炭自燃事故、顶板事 故、瓦斯爆炸事故、煤尘爆炸事故、透水事故以及职业病 进行了分析评价，主要内容 如下 1 采煤工作面危险源理论与方法危险源辨识理论与方法是目前辨识危险的一 种新的理论方法，是防止事故发生的第一步，它可以确定可能发生事故的潜在危险，但 在采煤工作面事故研究中其理论与方法研究、运用甚少。应用危险源辨识理论与方法对 采煤工作面的危险源进行辨识，挖掘蕴涵在采煤工作面事故中大量有用的信息，可以为 减少和控制采煤工作面事故的发生提供帮助。因而，有必要对采煤工作面6 类主要事故 的危险源进行评价研究。