煤礦安全生產主要影響因素研究

王 維 任 翔，2 張 寧 杜婷婷3

（1.四川師范大學安全工程系；2.四川師范大學事故預防科學研究中心）

近年來，我國煤礦安全生產狀況逐年好轉，與煤礦事故最嚴重的2005年相比，死亡人數由近8 000人降至2020年的225人，下降了97.2%；重特大煤礦事故從58起降至2020年的0起，是新中國成立以來的首次。根據國家安全監察局［1-10］的統計數據，2011—2020年我國煤礦事故起數、死亡人數以及百萬噸死亡率一路向下。但是，煤礦行業仍是高危行業，安全形勢依舊嚴峻，中國目前還未走出事故多發易發階段，仍需高度重視礦山安全生產。

造成煤礦安全事故的因素眾多又復雜，一個事故的發生往往是多個事故隱患共同造成的，但眾多的因素也分輕重。因此，筆者將結合層次分析法，從定性和定量的角度系統地分析我國安全生產過程中的影響因素，對影響因素進行重要性排序，找出主要影響因素，為進一步改善煤礦行業的生產安全狀況提供一定的理論依據，為煤礦安全生產管理提供有效的決策支撐，更為減少事故發生提供現實幫助。

1 煤礦安全生產的影響因素

煤礦安全生產是一個龐大又復雜的系統工程，其中生產技術準備、采煤、輔助生產、運輸等過程都可能發生安全事故，何剛［11］、張暢［12］、成連華［13］等認為影響安全生產的因素有人的行為、安全管理、技術裝備管理、自然條件等；張宏［14］、劉文俊［15］等認為影響安全生產的因素與煤礦經濟有關，煤礦事故發生率和死亡人數與煤礦的產量和消費量成正比，員工行為是主要的影響因素，員工行為可分為個體行為、領導行為和群體行為；李明亮［16］認為地質構造也對煤礦安全生產有一定的影響。

基于當前煤礦安全生產影響因素研究的現狀，本文主要從人、技術裝備、環境、管理［17］4個方面分析影響煤礦安全生產的主要因素，故構成4個準則層和18個方案層的煤礦安全生產層次分析結構模型［18］。

（1）環境因素：在影響煤礦生產的因素中，工作人員的工作環境是潛在易忽視但又十分重要的因素，環境因素有工作環境的舒適程度、煤層賦存狀態、水文地質條件、瓦斯情況、礦井頂底板結構5個方案層影響因素。

（2）人的因素：從業人員的失誤一直是影響煤礦安全生產的重要問題，包括安全意識、安全態度、技術水平和心理狀態4個方案層影響因素［19］。

（3）技術裝備：井下的技術設備是保障安全生產的重要條件，包括機械設備故障、防護裝備失效、機械化水平和設備維護維修情況4個方案層影響因素。

（4）管理因素：科學的安全管理能夠有效地避免安全生產中的一些意外情況，包括規章制度建設、安全教育與培訓、安全監管、安全預警、安全投入5個方案層影響因素［20］。

層次分析結構模型見圖1。

2 層次分析法的應用

2.1 構造判斷矩陣及計算權重

參考專家意見，根據評價因素判斷矩陣，進行層次單排序和層次總排序，進而確定評價因子權重。判斷方法使用1～9標度方法，見表1。

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層次單排序的權重值可通過MATLAB軟件求特征向量和特征值得到，故通過MATLAB軟件得到以下A-Bi層、B1-Ci層、B2-Ci層、B3-Ci層、B4-Ci層的判斷矩陣和權重大小，見表2～表6。

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2.2 一致性檢驗

由于客觀事物的多樣性和人們主觀上的片面性和局限性，專家填寫的判斷矩陣可能不完全滿足一致性條件，故需要計算它的一致性比例Cr來檢驗判斷矩陣的一致性。當Cr＜0.1時，判斷矩陣的一致性滿足條件，否則需要對判斷矩陣表進行修改。

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式中，CI為判斷矩陣的一致性指標；RI為隨機一致性指標，如表7所示；λmax為最大特征根；n為成對比較因子的個數。

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查表7可知，對于4階矩陣，隨機一致性指標RI為0.89；對于5階矩陣，隨機一致性指標RI為1.12，故經計算可得到：

（1）A-Bi層：λmax=3.939 2、Cr=-0.022<0.1；

（2）B1-Ci層：λmax=5.017 3、Cr=0.004<0.1；

（3）B2-Ci層：λmax=4.014 5、Cr=0.005<0.1；

（4）B3-Ci層：λmax=4.010 4、Cr=0.004<0.1；

（5）B4-Ci層：λmax=5.033 1、Cr=0.007<0.1.得到所有Cr<0.1，故判斷矩陣的一致性滿足條件，權重計算結果也滿足條件。

2.3 層次總排序及一致性檢驗

層次總排序在本文中是計算方案層中所有因素對于目標層相對重要性的權值，煤礦安全生產的主要影響因素總排序見表8。

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對總排序結果進行一致性檢驗：

由此可知，影響煤炭安全生產的因素層次總排序計算結果的一致性滿足條件，計算結果真實可靠。

3 研究結果分析

根據煤礦安全生產AHP模型計算結果得到環境條件、人的因素、技術裝備、管理因素的相對重要性，由大至小排序為人的因素（0.492 1）、管理因素（0.257 1）、環境條件（0.160 8）、技術裝備（0.090 0）。其中，影響煤礦安全生產的主要因素依次為安全意識（23.76%）、心理狀態（13.39%）、安全教育與培訓（10.68%）、安全態度（7.73%）、規章制度建設（6.48%）、瓦斯情況（6.22%），這6個因素的權重之和高達67.86%，構成了影響煤礦安全生產的最主要因素，從這幾個因素可以看出，人的因素是影響人失誤的關鍵性因素。查資料可知，在一些大型的災難性事故中，人失誤導致的傷亡事件占傷亡事件總數的70%以上。

根據2019年煤礦安全分析，職工操作行為不規范，違章作業是發生事故的主要原因，因此，要想降低人因事故率，首先要提升職工的安全意識，端正職工的安全態度，加強安全教育培訓。職工心理狀態的重要程度高居第二，隨著當前企業經營機制的轉換，煤炭的市場競爭越來越強，對生產效率的要求也越來越高，這就使得煤礦工作人員的壓力越來越大，他們在生產工作中的心態就會發生變化，可能會控制不住自己產生的一些不安全行為，造成不該發生的事故，故企業應多關注職工的心理健康，排除這方面的隱患。其次，技術水平（4.34%）、設備維護維修情況（3.81%）、安全監管（3.62%）、安全預警（3.62%）、水文地質條件（3.41%）、礦井頂底板結構（3.41%）這6個因素的權重之和達22.21%，構成影響煤礦安全生產的重要因素，在生產工作中應予以重視，減少發生事故的概率。最后，機械設備故障（2.04%）、防護裝備失效（2.04%）、煤層賦存條件（1.92%）、安全投入（1.30%）、工作環境的舒適程度（1.11%）、機械化水平（1.10%）這6個因素的權重之和達9.51%，所占比重較小，但在實際生產工作中也不能忽略，合理的布置會促進安全生產工作的順利進行。

4 結 論

（1）運用層次分析法分析了影響煤礦安全生產的主要因素，通過求解AHP模型，對18個影響因素進行了定性和定量的分析，在滿足一致性檢驗的基礎上，為找出煤礦安全生產主要影響因素提供了理論依據。

（2）煤礦的安全生產任務艱巨，人、技術裝備、環境、管理4個方面雖有重要程度之分，但其中各因素之間存在關聯性，會相互影響，企業應從思想到行動上高度重視，加強組織管理，將安全銘記于心，降低生產事故發生率。