煤矿重大危险源辨识评价若干问题的研究与探讨

    1引言

　　目前，我国煤矿企业的安全生产状况依然十分严峻。根据1998～2002年5年间的全国企业职工伤亡事故统计，各行业共死亡66406人。其中仅煤矿企业就死亡31233人，占到各行业死亡总数的47％以上。而且煤矿重、特大事故的发生频率也远远超过其他行业，每年全国煤矿发生一次死亡10人以上的事故就近50起。重大恶性事故的频繁发生，不仅给人民生命和国家财产造成巨大损失，而且还产生了恶劣的社会和政治影响。

　　建国以来，党和政府十分重视煤矿企业的安全生产，先后颁布了各类法律、规程、条例，投入大量资金改进矿山生产设备，对主要灾害的预防开展攻关研究。这些措施为改善煤矿企业的安全生产状况发挥了重要作用。相比而言，我国对煤矿重大危险源的辨识、评价技术研究不够，致使目前在煤矿安全生产中难以准确地把握煤矿生产系统中的重大隐患及薄弱环节，难以采取针对性的预防措施。笔者认为，这是目前我国煤矿事故多发的主要原因之一。

　　为此，国家科委在“九五”科技攻关期间，把“矿山重大危险源辨识评价技术”列为“九五”攻关课题“重大工业火灾、爆炸、毒物泄漏事故预防技术”的第二个专题进行攻关研究。笔者在总结该专题研究成果的基础上，对煤矿（井工开采）重大危险源辨识评价的若干问题进行了研讨。

　　2煤矿重大危险源概念及其辨识

　　2.1重大危险源的概念

　　危险源（Hazard-a source danger）是可能造成事故发生的生产装置、设施或场所，是事故发生的根源。

　　重大危险源（Major hazard）的概念源自重大工业事故（Major accident），是指可能导致重大事故的危险源。

　　1993年国际劳工大会通过的《预防重大工业事故公约》中，将重大事故定义为：“在重大危险设施内的一项活动中出现意外的突发性的事故，如严重泄漏、火灾或爆炸，其中涉及一种或多种危险物质，并导致对工人、公众或环境造成即刻的或延期的严重危害”。

　　在我国“八五”攻关课题《重大危险源辨识评价技术》研究成果的报告中，将重大危险源定义为：“长期或临时地生产、加工、搬运、使用或贮存危险物质，且危险物质的数量等于或超过临界量的单元”。

　　2.2关于煤矿重大危险源的定义与特性

　　1）煤矿重大危险源的定义

　　根据上述重大危险源概念及其界定思路，将煤矿重大危险源定义为：可能导致煤矿重大事故的设施或场所。

　　2）煤矿重大危险源的特性

　　（1）煤矿重大事故波及范围一般局限于矿井内部。

　　（2）在煤矿重大事故中，导致人员和财产重大损失的根源，既有井下采掘系统内危险物质与能量，例如：瓦斯、自燃的煤、爆炸性的煤尘，也有系统外的失控的能量和物质等，例如：大面积冒顶事故中具有很大势能的岩石、透水事故中有很大压力的地下水或地表水、瓦斯突出事故中在地应力与瓦斯压力作用下突出的煤、瓦斯及岩石等。

　　（3）煤矿重大危险源是动态变化的。随着工作面的推进，采区的接替，水平的延深，不仅井下工作地点发生了变化，而且地质条件、通风状况、工作环境等都可能发生改变，进而可能使危险源的风险等级发生改变。

　　（4）煤矿重大危险源的危险物质和能量在很多情况下是逐渐的积聚或叠加的。比如在通风不良的情况下，瓦斯浓度可由0积聚到爆炸下限5％，甚至到燃烧浓度16％以上。再如老空区、废旧巷道的积水，回采工作面的矿山压力的逐步增大等。

　　由于煤矿重大事故有以上的特性，煤矿重大危险源在其内涵及外延上和其他工业领域的重大危险源有着很大的不同。首先，煤矿重大危险源很难由某种危险物质或能量的一个临界量来完全判定。例如，评价一个煤矿是否是瓦斯爆炸事故的重大危险源，不能仅根据煤矿井下瓦斯的某一临界量指标判定，因为只要是瓦斯矿井，就有可能发生瓦斯爆炸，一旦发生瓦斯爆炸事故，后果都是灾难性的，因此，可以说，只要是瓦斯矿井，不管是高瓦斯矿井还是低瓦斯矿井，都可以判定为瓦斯爆炸事故重大危险源，其差别会反映在风险等级的不同上。再如对煤矿火灾事故，不能仅以井下某一种可燃物的量来确定火灾事故的后果，对煤矿水灾事故，不能仅以可进入井下的水的量来确定水灾事故的后果，等等。

　　2.3煤矿重大危险源的辨识

　　根据煤矿重大危险源的定义与特性，可以看出，煤矿重大危险源与工业领域的重大危险源有着较大的不同，煤矿重大危险源的辨识必须依据其定义的表述，即“煤矿重大危险源是指可能导致煤矿重大事故的设施或场所”这一概念，着重考虑煤矿存在的重大事故危险类别，而将存在的危险物质及其数量作为参考因素。从这一角度出发，煤矿重大危险源的辨识，主要是辨识煤矿可能发生的各类重大事故。煤矿瓦斯爆炸事故、火灾事故、顶板事故、突水事故、煤尘爆炸事故、煤与瓦斯突出事故等都会产生灾难性的后果。因此，只要一个煤矿存在瓦斯爆炸事故危险性，就可以确定为瓦斯爆炸重大危险源；存在火灾事故危险性，就可以确定为火灾重大危险源；其他以此类推。也就是说，一个煤矿，只要存在发生某种重大事故的危险性或可能性，即可定为该种事故的重大危险源。

　　3煤矿重大危险源评价单元划分

　　在危险评价具体实施过程中，根据不同层次管理的重点和要求，往往将评价对象按照某种原则进行分解。即把一个复杂的系统划分为数个相对独立，便于评价操作、灾害控制、安全管理的单元，分别进行评价后，再合成各单元的评价结果。这种对评价对象的分解，又叫做评价单元划分。

　　对于煤矿生产系统，有一些在空间上相对独立的子系统，例如，采煤工作面、掘进工作面等，再大一点如采区、水平、煤层等。这些子系统不但在空间具有相对的独立性，而且在事故致因上也具有一定的独立性。因此，在实施煤矿重大危险源评价时，可将这些子系统划分成评价单元，从而有益于评价的操作。

　　煤矿重大危险源评价单元划分应遵循如下原则：①评价单元在空间上具有相对的独立性；②评价单元在生产工艺上具有相对的独立性；③评价单元所在事故致因上具有一定的独立性；④评价单元内大多数评价指标有一个确切的、稳定的取值；⑤评价单元之间事故影响要尽可能小。

　　应该注意，不管是以工作面、采区或水平、煤层来划分单元，它们都不是生产过程中的独立的系统。这些单元内发生事故与否，不仅仅与单元内的因素有关，同时在很大程度上受到整个煤矿的采掘、通防、供电、提运、排水等系统的影响。如果全矿各生产系统不合理、不可靠，那么也不可能有安全的工作面或采区。因此，在评价工作面或采区的危险性时，有很多的工作是评价煤矿各生产系统的合理性和可靠性。

　　4煤矿重大危险源危险等级的划分

　　为了明确地表征危险程度，通过危险评价，需要得到能够反映评价对象发生事故危险性大小的一个相对数值，然后根据危险程度分级方法和分级标准，把评价结果变成危险等级，以明确区分评价结果多大时是相对安全的，多大时是比较危险的。而且根据煤矿重大危险源分级管理的需要，必须按煤矿重大危险源危险性的大小分成不同的危险级别，以利于不同层次的管理部门分别进行重点管理。

　　危险等级可分5级：Ⅰ级重大危险源、Ⅱ级重大危险源、Ⅲ级重大危险源、Ⅳ级重大危险源、Ⅴ级重大危险源。当然也可划分为4个类别或三级，原则是分级方法和标准要结合评价方法和危险源分级管理的实际需要来确定，要尽量地反映评价对象实际的安全状况或危险程度。

　　5煤矿重大危险源危险性与评价单元危险性之间的关系

　　一个煤矿可能划分为若干个评价单元，每个评价单元都有一个评价结果，下面讨论如何根据各单元的评价结果来得出整个煤矿的危险评价结果。

　　把各个单元评价结果分值的相加之和或加权平均值来作为煤矿重大危险源的危险评价结果显然是不可取的。因为对于一个煤矿生产系统来说，系统内有危险的单元，也有相对安全的单元，而整个煤矿的危险程度取决于较危险的，特别是最危险的单元，而安全、较安全的单元对全矿的危险程度的影响则不大。把评价结果分值简单相加或取平均值，忽略了高危险单元对全矿危险程度的决定性影响，可能会掩盖煤矿真实的危险程度。

　　另一种方法是用最危险的单元代表整个煤矿的危险性。这种方法相对合理一些，但也有其片面之处，即无法反映出较危险的评价单元的个数给全矿危险评价带来的影响，因而反映不出采掘工作面越多，危险程度可能会相应越大的情况。

　　根据以上分析，确定整个煤矿的危险等级，应综合考虑上述两种方法的优点，以取最危险单元的危险等级作为全矿的危险等级的方法为主，同时考虑各评价单元的危险等级及评价单元个数对全矿的危险等级的影响，从而得出了相对合理的煤矿重大危险源危险等级的划分结果。

　　6煤矿重大危险源不同类型灾害的危险性的关系问题

　　由煤矿重大危险源的基本概念和分类得知，一个煤矿可能会同时存在瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、火灾、透水、顶板事故等多种类型的灾害的危险性。对于不同类型灾害的危险性与煤矿总体危险性的关系，一般可以有两种处理方法。一是把矿井各类类型灾害危险性的评价结果进行比较，取评价结果中危险程度最高的作为煤矿重大危险源的总评价结果；另一种处理方法是将煤矿各种类型灾害危险性评价结果值合成，得出煤矿重大危险源的总评价结果，然而这两种方法都不太合理。

　　由安全工程学的一般原理得知，某一具体灾害事故的危险性可由下式表达：

　　R=P•C

　　式中，R——事故的风险；

　　P——事故发生的概率或可能性；

　　C——事故的实际后果或后果严重程度。

　　在上式中，如果能依据P的准确概率值和C的实际后果值，计算出R的风险值，那么不同灾害事故的危险性是可比的。但实际上得出P的准确概率值、C的实际后果值一般是很难做到的。那么，对于相对赋值的指标合成得到的P的可能性值和C的后果严重值，只能用于同一种评价方法下的不同评价对象的比较，而用不同的评价方法得出的评价结果，由于评价指标不同，因而是没有可比性的。

　　由于煤矿的瓦斯爆炸、火灾、顶板、水灾等事故危险性的评价结果是表示事故的相对风险值，且评价方法和评价指标是不同的，因此，一具煤矿的不同类型灾害的危险性评价结果是没有可比性的，将煤矿各种类型灾害危险性评价结果值合成为一个值是不合理的。

　　其次，对于煤矿瓦斯爆炸、火灾、水灾、顶板事故等，本身在灾害控制的原理与措施上就有着很大的不同。而以不同类型灾害中危险程度最高的作为煤矿重大危险源的总评价结果或将矿井各类型灾害危险性评价结果值合成起来，不利于分门别类地控制煤矿各种类型灾害。

　　综上所述，对于煤矿重大危险源不同类型灾害的危险性，应该分别进行研究，分别进行评价。不同类型灾害的危险性评价结果分别用于各自类型灾害的预防与控制。

　　7结论

　　通过对煤矿重大危险源的辨识评价若干问题的研究与探讨，得出以下结论：

　　（1）煤矿重大危险源的辨识主要是辨识煤矿可能发生的各类重大事故。

　　（2）煤矿重大危险源评价单元应根据不同层次管理的重点和要求来划分，并掌握空间上、生产工艺上、事故致因上的具有相对独立性的原则。单元危险性的评价应包含全矿各生产系统的合理性、可靠性的评价。

　　（3）应根据煤矿重大危险源分级监控管理的要求，在评价的基础上划分煤矿重大危险源的危险等级。

　　（4）根据各单元的评价结果确定整个煤矿的危险等级时，应重点考虑最危险单元对全矿的危险等级的影响，同时还要考虑其他评价单元的危险等级及评价单元个数对全矿的危险等级的影响。

　　（5）对于煤矿重大危险源不同类型灾害的危险性，应该分别进行研究，分别进行评价，以利于各类灾害的预防与控制。