基于ANP方法的煤礦安全生產風險評價

楊 軍，宋學鋒

（中國礦業大學管理學院，江蘇徐州221116）

0 引言

煤礦安全生產如何進行有效的監管，一直是各級監管部門探索的主要問題。目前煤礦監察部門主要停留在事后處理方面，而對于事前評估預警方面尚沒有形成一套規范性和系統性評價指標體系，導致安全檢查的監督效應難以有效體現。梳理出影響煤礦安全生產的風險評價指標，對煤礦安全生產風險評價及檢查具有重要的研究意義。

國內外學者在煤礦安全生產評價方面進行了大量的研究工作，其研究成果具有較好的借鑒意義。但現有研究對于通風指標的體系的梳理相對較為具體，而對于整個礦井的風險評價尚未進行科學、規范的指標體系；同時現有礦井安全生產評價指標體系多側重于生產、掘進、通風、瓦斯等技術方面，但由于煤礦安全生產的復雜性，現有評價指標體系的全面性、系統性和可操作性有待進一步深化。研究方法主要側重于遞階層次關系的層次分析方法，而對于指標間的關聯關系尚未進行研究。

1 研究方法

網絡層次分析方法（ANP）的特點是在層次分析方法（AHP）的基礎上綜合考慮了各元素及相鄰層次間的相互影響關系。系統內的元素關系不再是簡單的遞階層次結構，而是一種復雜的網絡結構。

ANP方法主要是利用“超矩陣”對相互影響的因素進行綜合分析以得出其混合權重。假設在ANP系統的控制層元素有A1，A2，…，Am，網絡層元素有B1，B2，…，Bn，其中Bi中有元素e1，e2，…，en，i=1,2,...,n。以As為準則，以ejl為次準則，對元素組Bi中的其他元素對ejl的影響大小進行比較分析，得出As下的比較矩陣Wij，并進一步分別計算其權重向量。可得到準則下各元素對元素組Bi影響大小的超矩陣。其形式為：

以As為準則，對As下各組元素對準則Bi的重要性進行比較。由此得加權矩陣：

2 煤礦安全生產風險評價指標體系構建

本文依據科學性、系統性、全面性、易評價性、獨立性等指標確定原則，并在在綜述國內外相關研究文獻的基礎上，通過對國內大型礦務集團煤礦安全生產的運行實際，從人力資源配置、安全規章制度及執行、作業環境、地測及防治水、一通三防、防止煤與瓦斯突出、采掘系統、機運系統、煤礦固有風險等9個方面、101個指標，構建煤礦安全生產風險評價指標體系。具體一二級指標如圖1所示：

圖1 煤礦安全生產風險評價指標一、二級指標體系圖

指標1：人力資源配置。主要側重于煤礦安全生產管理人員配置情況、煤礦安全生產管理人員是否經過培訓考核并取得煤礦安全技術資格證、特種作業人員按要求參加相關資格培訓，并取得操作資格證書、作業人員日常安全培訓及考核、新工人的比例；

指標2：安全規章制度及執行。主要包括：礦井“五證一照”是否齊全、礦井是否建立完善的安全管理制度、領導跟班制度是否嚴格執行、礦井是否建立安全生產責任制、煤礦企業是否編制年度災害預防和處理計劃、安全投入是否符合要求、安全生產隱患及整改情況、安全生產機構設置是否完備、礦井安全文化建設情況。

指標3：作業環境。主要包括溫度、照明、粉塵濃度、風速、噪聲、有害氣體。

指標4：地測及防治水。主要包括礦井基本礦圖是否符合要求、地測部門所派發的相關通知單是否完備、主要泵房出口及礦井主要水倉設置是否符合要求、礦井是否配備與礦井涌水量相匹配的排水設施、礦井是否有完善的水文觀測系統、礦井防治水基礎資料是否完備、水文地質條件復雜礦井是否建立水閘門與水閘墻或安裝排水能力不小于最大涌水量的潛水泵、防水煤柱的留設是否符合規定。

指標5：一通三防。主要包括礦井是否有獨立的通風系統、風量供需比是否符合要求、礦井通風設備及儀表是否完好、礦井主要通風機裝置外部漏風率是否符合要求并定期檢測、礦井、采區通風能力能否滿足生產需要、礦井有效風量率是否符合要求、高瓦斯、煤與瓦斯突出或易燃煤層采區是否設有專用回風巷、回風巷失修率是否符合要求、局部通風機的安裝和使用是否符合規定，不發生循環風、采掘工作面和其他工作地點做到無瓦斯超限作業，無瓦斯聚集、每班檢查次數符合規定，瓦斯檢查員在指定地點交接班，無空班和漏檢、停風區管理符合規范、瓦斯檢查每日記錄是否完好，每日是否及時上報礦長和礦技術負責人、是否建立地面永久抽放瓦斯系統或井下臨時抽放瓦斯系統、瓦斯抽放系統應定期測定瓦斯流量、負壓、濃度等參數、定期檢查抽放系統并對抽放儀表進行校正、瓦斯抽放礦井，應按時完成抽放量計劃、煤礦建立完善的爆破材料管理制度、嚴格執行“一炮三檢”和“三人連鎖”放炮制度、高瓦斯、突出礦井采掘工作面放炮必須執行停電制度、實行爆破作業的采掘工作面必須實行濕式打眼，放炮使用水泡泥，放炮前后要灑水和沖洗巷幫，掘進工作面實行放炮噴霧、礦井按《規程》規定安裝安全監測監控設備并運行完好、安全監測監控設備定期調校和測試、監測監控記錄完好，管理規范有序、礦井是否建立防滅火系統、開采自燃煤層的礦井，是否定期開展火災的預測預防工作、礦井是否存在CO超限作業、煤層開采前是否注水、隔爆設施安裝的地點、數量、水量及安裝質量符合要求、防塵制度是否健全、記錄完好。

指標6：防止煤與瓦斯突出。主要包括在突出煤層進行采掘作業的工作面，須進行預測預報、突出煤層的采掘工作面應根據預測預報的結果，按照批準的防止突出措施進行作業、采取防突措施后的工作面，應進行效果檢驗、突出煤層作業的采掘工作面，須按照《規程》要求有經批準的防突措施、開采突出煤層的礦井，應有實踐經驗的專業技術人員組成專門的防突機構，有專門的防突施工隊伍、井巷揭穿突出煤層，必須采取經報企業技術負責人審批的安全技術措施，并探測突出煤層的有關參數。

指標7：采掘系統。主要包括礦井采掘關系是否正常，三個煤量可采期是否符合規定、設備是否定期檢修并記錄完好、是否對支護質量及頂板進行動態監測、能否認真開展班評估工作、工作面地質預報、工作面控頂范圍內，頂底板移近量是否符合要求、是否存在迎頭空幫空頂、留煤頂開采是否符合規程、安全出口設置是否符合要求、支架頂梁與頂板設置是否符合要求、井下圖板懸掛布置是否合理，便于作業人員觀看、采掘安全設施是否齊全、有效，并定期校正、采掘設備安裝與拆除流程化、規范化。

指標8：機運系統。主要包括機電設備是否具備煤安認證標志、礦井機電設備是否運行完好、小型電器是否運行完好、電纜吊掛是否運行完好、是否能夠完成集團公司（局）下達的大修計劃、礦井是否有應急提升預案、地面供電系統能否滿足生產要求：礦井雙電源，分列運行；主要設備雙回路、井下供電系統是否符合要求、電氣設備預防性實驗、運輸巷道斷面是否符合《規程》要求、運輸線路軌型選用是否符合《規程》要求、軌道運輸設備是否運行完好、信號系統設置是否合理并運行完好、安裝機車是否安裝通訊裝置、是否定期對井下各種車輛及防護裝置進行測試和實驗、機車是否規范年審。

指標9：煤礦固有風險。主要包括礦井平均斷層落差、單位面積斷層條數、煤層傾角、煤層厚度變異系數、頂底板管理難易程度、礦井正常涌水量、煤層自然發火期、平均瓦斯涌出量。

3 基于ANP的煤礦安全生產風險評價指標權重確定

在走訪相關煤礦安全專家的基礎上，對所構建指標的二級指標之間的相互影響關系進行了梳理，考慮到問卷及處理的復雜性，忽略了指標體系的三級及四級指標間的影響關系，表1主要從該指標對其他指標的影響視角入手。

表1 二級指標間相互關系影響表

根據本文所構建的煤礦安全生產風險評價指標體系及專家對各指標關聯關系的打分表，并運用SuperDecision（SD）軟件對各評價指標的權重進行確定，限于篇幅所限，本文僅列出第2級指標的權重（見表2）。

表2 二級指標權重表

通過檢驗結果可以看出，判斷矩陣均通過一致性檢驗。從二級指標的權重結果可以看出，安全規章制度的制定及執行所占比重較大，達到0.3928；其次為人力資源配置，達到0.1681；一通三防、防止煤與瓦斯突出和地測及防治水分別列在第三、第四和第五位，其權重分別為：0.1208、0.1166和0.1059；作業環境、采掘系統、機運系統和作業環境對煤礦安全生產的影響相對較小。

4 研究結論

（1）基于指標設計原則，在現有文獻綜述的基礎上，通過對國內大型礦務集團煤礦安全生產的運行實際，從人力資源配置、安全規章制度及執行、作業環境、地測及防治水、一通三防、防止煤與瓦斯突出、采掘系統、機運系統、煤礦固有風險等9個方面，確定了101個評價指標，構建了煤礦安全生產風險評價指標體系。

（2）在煤礦安全生產評價指標體系中首次引入人力資源配置、安全規則制度和執行、防止煤與瓦斯突出等方面的指標，完善了現有的評價指標體系，對煤礦安全風險評價具有積極的指導意義。

（3）運用ANP方法，對煤礦安全生產風險評價指標的權重進行確定。從二級指標的權重可以看出安全規章制度的制定及執行對煤礦安全生產影響較大，其權重達到0.3928；其次為人力資源配置；一通三防、防止煤與瓦斯突出和地測及防治水分別列在第三、第四和第五位。

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