劉 音， 石汶夕

（山東科技大學a.安全與環(huán)境工程學院；b.礦業(yè)工程國家級實驗教學示范中心，山東 青島 266590）

0 引言

我國主體能源-煤炭的清潔轉化主要以煤化工技術為主，煤化工技術的革新也受到廣泛關注。承載著煤化工技術創(chuàng)新發(fā)展的重大需求與培養(yǎng)高層次煤化工專業(yè)人才的需要，高校愈加重視煤化工實驗室的建設。然而，煤化工實驗室不僅具有化工實驗室的共性，還承擔著煤的工業(yè)分析、元素分析及熱發(fā)量的測定等項目［1］。煤是一類性質極其復雜的混合物，組成成分涉及多種高分子化合物與礦物質，煤質及其產(chǎn)品在分析實驗中的特殊性、多樣性等原因，致使高校煤化工實驗室發(fā)生安全事故的可能性增大［2］。例如，2013年寧夏大學國家級煤化工實驗室發(fā)生的爆炸事故，是由于水煤漿煤粉研磨實驗中實驗儀器存在問題造成。因此，對高校煤化工實驗室構建評估指標體系，進行風險評價是非常有必要的。

1 研究現(xiàn)狀

高校實驗室的安全運行是師生順利進行實驗教學和科研工作的根本保證［3］。目前，司振良［1］從煤化工實驗室安全管理方面，闡述了安全教育培訓和責任、安全檢查與督查等方面存在的問題并提出了整改措施。王春香［4］分析了煤化工企業(yè)化驗室存在的制度和人員素質問題，提出了相應的解決方案。劉義［5］等人構建了化工類實驗室風險評價指標體系并明確分級管理措施?？到ㄐ拢?］等人建立了高?；瘜W實驗室安全檢查表，辨識危險因素并進行風險評價。

國內學者研究了煤化工實驗室存在的部分管理問題，同時，關于高?；ゎ悓嶒炇业娘L險評價較為成熟，但關于高校煤化工實驗室的風險評價較少，從煤化工實驗室整體出發(fā)的風險評價還有所缺漏。

2 基于“4M”事故致因理論的煤化工實驗室魚刺圖分析

引發(fā)高校煤化工實驗室事故的潛在因素是多面的。在此，基于“4M”事故致因理論人、物、管、環(huán)4個方面，對煤化工實驗室進行分析，編制魚刺圖，具體如圖1所示［7］。

圖1 煤化工實驗室安全事故魚刺圖

①人的不安全行為造成了實驗室的大多數(shù)的安全事故，主要有不按操作規(guī)程實驗、個人防護缺陷，這些行為由生理、心理缺陷、安全教育培訓不足等原因引起［8］；②煤化工實驗中涉及高溫高壓設備儀器、?；芳懊悍鄣确勰钏幤返氖褂谩Ｍ瑫r，不同工藝使用的裝置及儀器危險程度也不盡相同，若未按照要求使用或管理將引發(fā)事故［9］；③管理工作主要包括組織機構的建立、安全規(guī)章制度的落實與實施、監(jiān)督監(jiān)察體系的設置及應急處置這四個方面；④實驗室中影響事故的主要因素包括實驗后廢棄物的處理、實驗室的衛(wèi)生情況、安全警示與標志的張貼、水電通風等基本條件及實驗室的布局情況［10］。

3 構建煤化工實驗室安全評估指標

根據(jù)煤化工實驗室安全事故魚刺圖中反映出來的事故因素，結合該煤化工實驗室的實際情況，構建的實驗室風險評價指標如表1所示。

表1 煤化工實驗室風險評價指標體系

4 基于灰色層次分析法的煤化工實驗室風險評價

4.1 計算步驟

（1）確定一級和二級評價指標的權重。依據(jù)層次分析法的含義，利用專家打分法，邀請相關專家對實驗室進行評分，最終將得到的相關數(shù)據(jù)使用MATLAB軟件，計算其權重［11］。

（2）確定二級指標的評分等級。使用優(yōu)秀、良好、一般、不合格四個等級評判評估指標的優(yōu)劣，4、3、2、1分對應4個評價等級。處于兩個指標之間的情況分別取3.5、2.5、1.5［12］。

（3）組織專家打分。邀請m名相關領域專家，并設專家序號為n，專家根據(jù)實驗室的實際考察及經(jīng)驗對評價指標按標準進行打分，得到dijn，即第n位專家對評價指標Cij的打分情況。最后，根據(jù)m位專家的打分情況，將得出評價樣本矩陣。

（4）評價灰類的確定。據(jù)規(guī)定的評分等級，評估灰類為“優(yōu)秀”“良好”“一般”“不合格”，其灰類序號用e表示，相應的白化權函數(shù)如下［12］：

e=1（“優(yōu)秀”），設定?1∈［4，∞］，函數(shù)為f1，表達式為

e=2（“良好”），設定?2∈［0，3，6］，函數(shù)為f2，表達式為

e=3（“一般”），設定?3∈［0，2，4］，函數(shù)為f3，表達式為

e=4（“不合格”），設定?3∈［0，1，2］，函數(shù)為f4，表達式為

（5）計算灰色評價系數(shù)。二級評價指標屬于第e個灰類的灰色評估系數(shù)，記為Zije、Zij表示各評估系數(shù)的總灰類的總灰色評估數(shù)

計算灰色評價權向量和權矩陣。據(jù)評價指標Cij，對評價指標屬于第e個灰類的灰色評價權，記

由上文可知，該實驗室有4個評價灰類，得到二級評價指標對4灰類的灰色評價權向量為rije。綜合二級指標的權向量，則得到全矩陣。其中，二級指標評價的評估灰類為權向量中最大評估灰類。

（6）對二級指標做綜合性評價。結果記為Di，則

（7）對一級指標進行綜合評價。計算得出結果為R，再對準則層做綜合評價，其結果為

（8）計算綜合評價結果。實驗室的綜合評價值為S，則

式中，向量C是由灰類等級的賦值得到的，即CT=（4，3，2，1）。

4.2 以某高校煤化工實驗室為例進行風險評價

（1）根據(jù)層次分析法，計算權重，具體情況如下：

（2）組織相關領域專家打分情況見表8。

（3）計算灰色評價系數(shù)、灰色評價權向量和權矩陣。

以C11計算為例：

同樣：

C11的灰色總評價數(shù)：

C11的灰色評價權向量：

由此可知，r12、r13、r14的權向量。

因此，B1的權矩陣為：

同理得出B2、B3、B4相應的權矩陣R2、R3、R4，如表8所示。

表8 專家評價及灰色評價向量

（4）二級指標的綜合性評價。

同理可得D2、D3、D4、D5。

（5）高校煤化工實驗室風險評價指標體系A的綜合評價。

由D1、D2、D3、D4、D5組成的矩陣

（6）計算綜合評價結果。

綜上可知，C42、C51、C54、C55等級為優(yōu)秀；C11、C12、C13、C14、C21、C23、C24、C31、C32、C34、C41、C43、C44、C52、C53等級為良好；C22、C33等級為一般。綜合評價結果為3.1850，根據(jù)灰類對應的分值，可知煤化工實驗室的等級為良好。結果表明該實驗室的風險較小，但其安全建設還是較大的提高空間，進一步降低事故的發(fā)生，尤其評估等級為不合格的指標需要進一步改進。

具體措施如下：①在人員操作規(guī)范上，組織師生學習相關規(guī)章制度。定時開展線上答題考試，多次不及格的同學不允許申請實驗室進行實驗。同時，實驗室中的實驗人員，要相互監(jiān)督，對違規(guī)操作的人員，及時進行批評教育。②在防火、防爆設施上，學校要及時配備相應的設施，聘請專業(yè)技術人員定期檢查設施并填寫檢查表，對于有問題的設施盡快維修，從根本上消除危險。

5 結語

利用魚刺圖法對高校煤化工實驗室進行了全面地定性分析，直觀清晰地表現(xiàn)出其潛在的風險因素，以此構建其風險評價指標體系［13］。運用灰色層次分析法對風險指標賦值計算，對實驗室進行量化分析，客觀真實地反映實驗室的安全情況。這不僅有利于高校煤化工實驗室的安全管理建設，也給老師和學生創(chuàng)造一個良好的科研學習環(huán)境［14-16］。