范利軍

(山西新村煤業(yè)有限公司,山西 長(zhǎng)治 046000)

煤礦安全直接影響煤礦生產(chǎn)經(jīng)營(yíng),對(duì)煤礦項(xiàng)目進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)管理,可以減少煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的損失[1]。煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)管理及控制主要包括:煤礦風(fēng)險(xiǎn)因素分析、模糊方法介紹、模糊分析及對(duì)煤礦項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行判斷[2]。本文以山西某煤礦實(shí)際情況為研究背景,對(duì)煤礦開采風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行劃分,并根據(jù)劃分等級(jí)提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策,對(duì)今后煤礦開采風(fēng)險(xiǎn)評(píng)定以及安全管理提供理論支持。

1　煤礦開采風(fēng)險(xiǎn)因素分析

1.1　煤礦風(fēng)險(xiǎn)特點(diǎn)

1)復(fù)雜性。煤礦的生產(chǎn)及工作環(huán)境主要在地下進(jìn)行,由于作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜多變及生產(chǎn)系統(tǒng)龐雜,煤礦生產(chǎn)屬于復(fù)雜系統(tǒng)。

2)動(dòng)態(tài)變化性。一旦地質(zhì)條件不同或作業(yè)環(huán)境變化就會(huì)導(dǎo)致采掘面的推進(jìn)方式變化,礦井延伸也相應(yīng)地改變。

3)隨機(jī)性。煤礦安全處于復(fù)雜的灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)中,尤其是井下自然災(zāi)害較多,隨機(jī)性較為明顯。煤層瓦斯賦存量、粉塵中所含有害氣體的種類、水量及涌出、風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛鹊染哂幸欢ǖ碾S機(jī)性。

4)災(zāi)害事故的關(guān)聯(lián)性。煤礦井下安全影響因素種類較多,災(zāi)害的發(fā)生是由多個(gè)因素共同作用、影響,多種影響因素之間相互作用導(dǎo)致事故發(fā)生的概率增加。

1.2　煤礦風(fēng)險(xiǎn)分析過(guò)程

對(duì)煤礦風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析識(shí)別,包括人員因素、管理因素、煤礦固有因素、工作環(huán)境因素、機(jī)械裝備因素、技術(shù)因素六個(gè)方面。

人員因素:煤礦員工平均受教育水平較低,通常受教育的時(shí)間長(zhǎng)短跟個(gè)人的綜合素質(zhì)水平呈正相關(guān)。

管理因素:及時(shí)對(duì)發(fā)現(xiàn)的安全隱患做出有效的整改,表現(xiàn)了煤礦管理安全風(fēng)險(xiǎn)的能力,發(fā)揮著降低風(fēng)險(xiǎn)的作用。

煤礦固有因素:礦井瓦斯條件,包括瓦斯涌出量和抽采難度,瓦斯涌出量越大,發(fā)生瓦斯爆炸事故的可能性越高。

工作環(huán)境因素:開采的煤層工作面釋放的有毒有害物體達(dá)到一定的濃度標(biāo)準(zhǔn)會(huì)對(duì)人體造成威脅和傷害,嚴(yán)重的甚至能導(dǎo)致員工窒息死亡。

機(jī)械裝備因素:系統(tǒng)裝置的可靠狀態(tài)就是非故障狀態(tài),處于可靠狀態(tài)的設(shè)備占比越多,煤礦的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)越低。

設(shè)備安裝、存放位置是否合理:技術(shù)措施的落實(shí)狀況,要認(rèn)真抓好技術(shù)工作,維護(hù)技術(shù)管理的權(quán)威性、嚴(yán)肅性,增強(qiáng)技術(shù)管理的科學(xué)性、預(yù)見性、針對(duì)性、可操作性。

2　模糊方法介紹

為反映各因素重要性賦予指標(biāo)因素權(quán)重,模糊綜合評(píng)價(jià)可以表示為[3]:

=(b1,b2,…,bn).

(1)

式中:B為各因素的綜合評(píng)判向量;A表示各權(quán)數(shù)組成向量;R表示評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊綜合評(píng)判矩陣;a表示各權(quán)數(shù),r代表評(píng)價(jià)矩陣的每一項(xiàng);b表示各因素的綜合。

(2)

式中:rij代表評(píng)價(jià)矩陣的每一項(xiàng);Pij代表評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中每一個(gè)打分的數(shù)值。

根據(jù)最大隸屬原則,確定評(píng)判對(duì)象所對(duì)應(yīng)的評(píng)語(yǔ)級(jí)別。

3　層次分析法

層次分析包括構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)、構(gòu)造對(duì)比矩陣、計(jì)算權(quán)重及一致性檢驗(yàn)。其中指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)根據(jù)專家意見已構(gòu)建完成,對(duì)指標(biāo)重要性進(jìn)行評(píng)比,評(píng)比依據(jù)相對(duì)重要性定量表示構(gòu)成評(píng)價(jià)矩陣[4]。指標(biāo)權(quán)重計(jì)算一致性檢驗(yàn):

(3)

(4)

式中:CI表示一致性指標(biāo);λmax表示最大特征根;n表示樣本數(shù)量;CR表示一致性比率;RI表示平均隨機(jī)一致性指標(biāo),RI=[0 0 0.52 0.89 1.12 1.26 1.36 1.41 1.46 1.49 1.52 1.54 1.56 1.58 1.59]。

CR<0.10表示矩陣的一致性可以接受,否則矩陣的一致性不可以接受。

專家評(píng)價(jià)根據(jù)相對(duì)重要性的原則,采取1-10表示相對(duì)重要性強(qiáng)度,對(duì)6個(gè)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行重要性比較,比較結(jié)果如表1所示。

表1　判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)Table 1　Judgment matrix and consistency check

表1中,數(shù)字越大表示重要性越強(qiáng),1表示同樣重要,3表示前者比后者重要性程度較高,1/3表示后者比前者重要性較高。X1表示影響要素1,即人員要素；X2表示管理因素；X3表示煤礦固有因素；X4表示工作環(huán)境因素；X5表示機(jī)械裝備因素；X6表示技術(shù)因素。例如X1對(duì)應(yīng)X4重要性影響程度值為4,表示因素1比因素4較為重要;X2對(duì)X1重要性影響值為1/3,表示因素1不如因素2重要,且重要度相對(duì)較低;橫欄和豎欄的X1-X6表示一級(jí)指標(biāo)要素。

表內(nèi)數(shù)據(jù)組成得到判斷矩陣,并根據(jù)MATLAB計(jì)算得出:最大特征根λmax為6.335 4,一致性指標(biāo)CI為0.067 1且一致性CR為0.053 2<0.1,故該判斷矩陣的一致性是可接受的。

根據(jù)層次分析法計(jì)算一級(jí)指標(biāo)權(quán)重A=[0.31 0.21 0.17 0.07 0.11 0.14]。在6個(gè)一級(jí)指標(biāo)中人員因素的權(quán)重是最大的,為0.31,其次是管理因素,其權(quán)重為0.21,故應(yīng)加強(qiáng)管理以減輕煤礦的安全風(fēng)險(xiǎn)。

本文以孟家窯煤礦的實(shí)際情況為背景,對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中的各指標(biāo)進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)和判斷,對(duì)煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)打分。每項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)分別設(shè)置I、II、III、IV、V五個(gè)等級(jí),通過(guò)對(duì)每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行打分,運(yùn)用模糊熵值法對(duì)各因素進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)計(jì)算:

人員風(fēng)險(xiǎn)模糊矩陣[0.33 0.30 0.29 0.15 0];管理風(fēng)險(xiǎn)模糊矩陣[0.30 0.26 0.29 0.23 0];煤礦固有風(fēng)險(xiǎn)模糊矩陣[0.30 0.30 0.27 0.16 0];工作環(huán)境模糊矩陣[0.33 0.29 0.21 0.19 0];機(jī)械裝備模糊矩陣[0.28 0.30 0.24 0.18 0];技術(shù)分析模糊矩陣[0.29 0.32 0.24 0.21 0.03]。

模糊層次分析法最終求得R=P·C=[0.31 0.30 0.27 0.16 0];判斷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為I級(jí),表示風(fēng)險(xiǎn)程度低。

4　風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)

1)煤礦資源自然風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策。加大對(duì)煤礦的勘查力度,對(duì)煤礦褶皺、斷層、頂?shù)装宸€(wěn)定性、煤層等進(jìn)行詳細(xì)的勘探,確保煤礦儲(chǔ)存情況及煤層穩(wěn)定性符合安全開采的條件。對(duì)存在危險(xiǎn)的區(qū)域進(jìn)行有效的控制,避開危險(xiǎn)區(qū)域。在合適的地方建設(shè)巷道、設(shè)計(jì)采區(qū)及水平,對(duì)煤礦開采、建設(shè)進(jìn)行合理設(shè)計(jì),盡量減少投資降低風(fēng)險(xiǎn),減少人員搬運(yùn)次數(shù),巷道、采區(qū)、水平、采煤方法及工藝等均根據(jù)煤礦自然條件進(jìn)行合理安排,對(duì)瓦斯、突水等自然災(zāi)害進(jìn)行有效預(yù)防及控制。

2)煤礦企業(yè)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策。煤炭經(jīng)營(yíng)主要風(fēng)險(xiǎn)在于煤炭?jī)r(jià)格及市場(chǎng)供需,對(duì)于煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō),應(yīng)對(duì)市場(chǎng)、政策、稅收等進(jìn)行分析,加強(qiáng)企業(yè)活動(dòng)、加大管理力度、增加環(huán)保人力物力,合理規(guī)劃企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)并降低稅收風(fēng)險(xiǎn)。煤礦企業(yè)屬于高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè),主要風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源價(jià)格風(fēng)險(xiǎn),簽訂相應(yīng)協(xié)議,不斷地提出相應(yīng)的保障措施,進(jìn)行有效的控制措施,可以降低風(fēng)險(xiǎn)。

3)煤礦開采過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制對(duì)策。對(duì)于煤田來(lái)說(shuō),開采過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)在于頂?shù)装蹇刂品绞?、采煤工藝、煤炭開采方式等。根據(jù)煤炭資源及煤礦企業(yè)實(shí)際情況,可從合理有效的設(shè)計(jì)、高素質(zhì)人才培養(yǎng)、高效率的管理體制等方面對(duì)煤礦開采過(guò)程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制。

5　結(jié)論

1)通過(guò)安全風(fēng)險(xiǎn)因素分析及風(fēng)險(xiǎn)因素識(shí)別,選取煤礦相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素,采用模糊層次分析法結(jié)合選取評(píng)價(jià)指標(biāo)并建立模糊矩陣,確定煤礦采區(qū)模糊隸屬度,得到模糊評(píng)價(jià)。

2)根據(jù)模糊層次分析法所得結(jié)果進(jìn)行分析,判斷孟家窯煤礦安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)屬于I級(jí)低警狀態(tài)。分析結(jié)果與煤礦實(shí)際情況基本上符合,因此確定為低警。

3)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)制定相應(yīng)的預(yù)警措施,分別對(duì)煤礦自然風(fēng)險(xiǎn)、煤礦企業(yè)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)、煤礦開采過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行控制。