煤矿安全生产主要影响因素研究

2021-07-24杜婷婷3

现代矿业 2021年6期

王维任翔，2 张宁杜婷婷3

（1.四川师范大学安全工程系；2.四川师范大学事故预防科学研究中心）

近年来，我国煤矿安全生产状况逐年好转，与煤矿事故最严重的2005年相比，死亡人数由近8 000人降至2020年的225人，下降了97.2%；重特大煤矿事故从58起降至2020年的0起，是新中国成立以来的首次。根据国家安全监察局［1-10］的统计数据，2011—2020年我国煤矿事故起数、死亡人数以及百万吨死亡率一路向下。但是，煤矿行业仍是高危行业，安全形势依旧严峻，中国目前还未走出事故多发易发阶段，仍需高度重视矿山安全生产。

造成煤矿安全事故的因素众多又复杂，一个事故的发生往往是多个事故隐患共同造成的，但众多的因素也分轻重。因此，笔者将结合层次分析法，从定性和定量的角度系统地分析我国安全生产过程中的影响因素，对影响因素进行重要性排序，找出主要影响因素，为进一步改善煤矿行业的生产安全状况提供一定的理论依据，为煤矿安全生产管理提供有效的决策支撑，更为减少事故发生提供现实帮助。

1 煤矿安全生产的影响因素

煤矿安全生产是一个庞大又复杂的系统工程，其中生产技术准备、采煤、辅助生产、运输等过程都可能发生安全事故，何刚［11］、张畅［12］、成连华［13］等认为影响安全生产的因素有人的行为、安全管理、技术装备管理、自然条件等；张宏［14］、刘文俊［15］等认为影响安全生产的因素与煤矿经济有关，煤矿事故发生率和死亡人数与煤矿的产量和消费量成正比，员工行为是主要的影响因素，员工行为可分为个体行为、领导行为和群体行为；李明亮［16］认为地质构造也对煤矿安全生产有一定的影响。

基于当前煤矿安全生产影响因素研究的现状，本文主要从人、技术装备、环境、管理［17］4个方面分析影响煤矿安全生产的主要因素，故构成4个准则层和18个方案层的煤矿安全生产层次分析结构模型［18］。

（1）环境因素：在影响煤矿生产的因素中，工作人员的工作环境是潜在易忽视但又十分重要的因素，环境因素有工作环境的舒适程度、煤层赋存状态、水文地质条件、瓦斯情况、矿井顶底板结构5个方案层影响因素。

（2）人的因素：从业人员的失误一直是影响煤矿安全生产的重要问题，包括安全意识、安全态度、技术水平和心理状态4个方案层影响因素［19］。

（3）技术装备：井下的技术设备是保障安全生产的重要条件，包括机械设备故障、防护装备失效、机械化水平和设备维护维修情况4个方案层影响因素。

（4）管理因素：科学的安全管理能够有效地避免安全生产中的一些意外情况，包括规章制度建设、安全教育与培训、安全监管、安全预警、安全投入5个方案层影响因素［20］。

层次分析结构模型见图1。

2 层次分析法的应用

2.1 构造判断矩阵及计算权重

参考专家意见，根据评价因素判断矩阵，进行层次单排序和层次总排序，进而确定评价因子权重。判断方法使用1～9标度方法，见表1。

层次单排序的权重值可通过MATLAB软件求特征向量和特征值得到，故通过MATLAB软件得到以下A-Bi层、B1-Ci层、B2-Ci层、B3-Ci层、B4-Ci层的判断矩阵和权重大小，见表2～表6。

2.2 一致性检验

由于客观事物的多样性和人们主观上的片面性和局限性，专家填写的判断矩阵可能不完全满足一致性条件，故需要计算它的一致性比例Cr来检验判断矩阵的一致性。当Cr＜0.1时，判断矩阵的一致性满足条件，否则需要对判断矩阵表进行修改。

式中，CI为判断矩阵的一致性指标；RI为随机一致性指标，如表7所示；λmax为最大特征根；n为成对比较因子的个数。

查表7可知，对于4阶矩阵，随机一致性指标RI为0.89；对于5阶矩阵，随机一致性指标RI为1.12，故经计算可得到：

（1）A-Bi层：λmax=3.939 2、Cr=-0.022<0.1；

（2）B1-Ci层：λmax=5.017 3、Cr=0.004<0.1；

（3）B2-Ci层：λmax=4.014 5、Cr=0.005<0.1；

（4）B3-Ci层：λmax=4.010 4、Cr=0.004<0.1；

（5）B4-Ci层：λmax=5.033 1、Cr=0.007<0.1.得到所有Cr<0.1，故判断矩阵的一致性满足条件，权重计算结果也满足条件。

2.3 层次总排序及一致性检验

层次总排序在本文中是计算方案层中所有因素对于目标层相对重要性的权值，煤矿安全生产的主要影响因素总排序见表8。

对总排序结果进行一致性检验：

由此可知，影响煤炭安全生产的因素层次总排序计算结果的一致性满足条件，计算结果真实可靠。

3 研究结果分析

根据煤矿安全生产AHP模型计算结果得到环境条件、人的因素、技术装备、管理因素的相对重要性，由大至小排序为人的因素（0.492 1）、管理因素（0.257 1）、环境条件（0.160 8）、技术装备（0.090 0）。其中，影响煤矿安全生产的主要因素依次为安全意识（23.76%）、心理状态（13.39%）、安全教育与培训（10.68%）、安全态度（7.73%）、规章制度建设（6.48%）、瓦斯情况（6.22%），这6个因素的权重之和高达67.86%，构成了影响煤矿安全生产的最主要因素，从这几个因素可以看出，人的因素是影响人失误的关键性因素。查资料可知，在一些大型的灾难性事故中，人失误导致的伤亡事件占伤亡事件总数的70%以上。

根据2019年煤矿安全分析，职工操作行为不规范，违章作业是发生事故的主要原因，因此，要想降低人因事故率，首先要提升职工的安全意识，端正职工的安全态度，加强安全教育培训。职工心理状态的重要程度高居第二，随着当前企业经营机制的转换，煤炭的市场竞争越来越强，对生产效率的要求也越来越高，这就使得煤矿工作人员的压力越来越大，他们在生产工作中的心态就会发生变化，可能会控制不住自己产生的一些不安全行为，造成不该发生的事故，故企业应多关注职工的心理健康，排除这方面的隐患。其次，技术水平（4.34%）、设备维护维修情况（3.81%）、安全监管（3.62%）、安全预警（3.62%）、水文地质条件（3.41%）、矿井顶底板结构（3.41%）这6个因素的权重之和达22.21%，构成影响煤矿安全生产的重要因素，在生产工作中应予以重视，减少发生事故的概率。最后，机械设备故障（2.04%）、防护装备失效（2.04%）、煤层赋存条件（1.92%）、安全投入（1.30%）、工作环境的舒适程度（1.11%）、机械化水平（1.10%）这6个因素的权重之和达9.51%，所占比重较小，但在实际生产工作中也不能忽略，合理的布置会促进安全生产工作的顺利进行。