煤礦瓦斯概率風險評價方法研究

王 軒

（北京科爾康安全設(shè)備制造有限公司，北京市海淀區(qū)，100176）

煤礦瓦斯概率風險評價方法研究

王 軒

（北京科爾康安全設(shè)備制造有限公司，北京市海淀區(qū)，100176）

根據(jù)煤礦事故的特點，在對多種風險評價方法優(yōu)缺點分析的基礎(chǔ)上，重點對概率風險評價方法進行了研究，充實、完善并規(guī)范了概率風險評價方法的評價內(nèi)容、計算公式和評價過程，在某煤礦1371工作面進行了實踐，結(jié)果表明，煤礦瓦斯概率風險評價能使管理者對危險狀況有較為直觀的了解，從而及時構(gòu)建出各工作面的危險評估計劃表，對礦井瓦斯危險情況進行科學預(yù)測和控制。

瓦斯風險 概率風險評價方法 煤礦安全

將風險評價方法應(yīng)用于煤礦管理實踐是對煤礦實施瓦斯風險管理的主要內(nèi)容之一。煤礦風險評價分為定量和定性兩種方法。定量分析評價是把風險評價及決策與瓦斯風險的度量很好地結(jié)合起來，對瓦斯風險進行定量分析評價，從而消除危險或降低危險程度。因此不斷改進、完善和創(chuàng)新安全評價方法，進一步加強對瓦斯事故的風險評價，是落實“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的前提和保障。

1 瓦斯風險評價常用方法分析

近年來，安全評價技術(shù)的研究在世界范圍內(nèi)受到廣泛重視，但迄今為止，國內(nèi)外對煤礦瓦斯風險評價方法的研究尚不夠充分和完善。下面就目前常用的風險評價方法做簡要分析。

1.1 安全檢查表法

安全檢查表法是一種根據(jù)經(jīng)驗或系統(tǒng)分析結(jié)果進行評價的方法，在國內(nèi)外普遍使用。它通過研究各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的隱患，確定檢查項目，并按照系統(tǒng)順序制成表格，然后根據(jù)項目進行檢查。其優(yōu)點是操作簡單、直觀，易于企業(yè)的同步管理。

這種評價方法存在的主要問題是：（1）檢查表的編制及評價結(jié)果含有相當高的經(jīng)驗成分，專家憑主觀意識來確定權(quán)重及其指標值，因此，評價結(jié)果容易受主觀經(jīng)驗的影響；（2）對系統(tǒng)安全結(jié)構(gòu)的控制缺乏深度和系統(tǒng)性；（3）以最終的得分為評價依據(jù)，模型和系統(tǒng)間的差距較大；（4）作為一種靜態(tài)評價方法，無法做出整體的動態(tài)安全評價。

煤礦瓦斯事故的發(fā)生是一個動態(tài)過程。由于其隨機性和模糊性較大，不確定因素較多，且各種因素狀態(tài)也不明確，因此對煤礦進行風險預(yù)測和評價時，一定要確保其實時性。顯然，檢查表的形式是不能滿足實時動態(tài)這一要求的。

1.2 常規(guī)統(tǒng)計法

該法是應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計原理，進行回歸分析的一種方法，是眾多傳統(tǒng)方法中的典型代表，目前仍在廣泛應(yīng)用。但這種方法只有在評價因素少，且主要影響因素突出的系統(tǒng)安全評價中才比較實用。

1.3 作業(yè)區(qū)域瓦斯爆炸危險性評價

該法充分考慮了礦井瓦斯等級及瓦斯偶然積聚的嚴重程度對瓦斯爆炸災(zāi)害事故的不同危險性。但只能較好地評價瓦斯突然積聚所造成的危險，無法對引起瓦斯爆炸的其他危險因素進行評價，如瓦斯突出、頂板冒落、其他火源等。此外，其統(tǒng)計也較為困難。

1.4 瓦斯災(zāi)害指標評分評價模型

這種評價方法原理簡單，但評分指標模型不完善，對所列各項指標在評價中的不同作用未予考慮，各因子的取值不盡合理，而且對礦井環(huán)境因素考慮不全面。因此，該法目前只能作為瓦斯爆炸危險評價的一種嘗試，沒有太大的實用價值，更不能實現(xiàn)煤礦礦井瓦斯爆炸預(yù)測與預(yù)警的功能。

1.5 隧道安全評價法

該法是將瓦斯爆炸事故的影響因素（如地質(zhì)條件、巷道延伸距離、巷道斷面和空間狀態(tài)等）作為自變量，給出瓦斯爆炸事故的評價函數(shù)的一種方法。由于只考慮了環(huán)境因素，對人員、管理等因素沒有考慮，因此，其應(yīng)用也受到限制。

1.6 概率風險評價法

概率風險評價法代表了安全評價的又一個發(fā)展方向，是一種精度較高的定量安全評價方法。它將危險概率值劃分為若干等級，作為系統(tǒng)安全評價和制定安全措施的依據(jù)，通過對災(zāi)害后果的估計，來綜合反映系統(tǒng)的危害程度，并同既定的目標值相比較，判斷其是否達到預(yù)期的安全要求。用公式可表示為：

式中：D——系統(tǒng)的危險性；

P——事故發(fā)生的概率；

C——損失程度。

使用概率評價方法的前提是對系統(tǒng)進行完整分析，得到充足、準確的數(shù)據(jù)，否則使用起來很困難。

2 概率風險評價方法的研究

目前比較適用于煤礦危險源分類分級的方法是概率風險評價法，但在煤礦的實際工作中，僅僅只有概率還是遠遠不夠的，因為瓦斯危險不僅與超限概率有關(guān)，還與瓦斯涌出的強度有很大關(guān)系。為此，筆者做了一些研究。

2.1 增加對瓦斯涌出強度因素的評價內(nèi)容

在不同地點、不同時期，瓦斯的涌出強度有很大不同。因此，應(yīng)該在概率風險評價法公式的基礎(chǔ)上加入涌出強度的因素，即根據(jù)事件或事故發(fā)生的可能性、程度及其可能造成的后果的乘積來衡量風險的大小，這樣就會使系統(tǒng)分析更加完整，數(shù)據(jù)更加充足和準確。

危險源產(chǎn)生風險評價值計算公式如下：

式中：P——各個位置發(fā)生瓦斯超限的概率；

L——各個位置瓦斯涌出的強度，m3／t；

C——事故可能造成的損失。

2.2 關(guān)于參數(shù)賦值標準

使用德爾菲法對瓦斯超限的概率、涌出水平和事故損失值進行分類和賦值，并制定相應(yīng)標準。

瓦斯涌出的水平與事故損失取值分類見表1～表4。

表1 瓦斯超限的可能性標準

表2 瓦斯超限水平標準

表3 瓦斯涌出量超標危害性標準

表4 瓦斯風險級別

2.3 參數(shù)賦值使用注意的事項

煤礦井下是個異常龐大的立體結(jié)構(gòu)，不同的深度，不同的工作面，瓦斯的分布情況存在很大的差異，而且不同的工作面，其地質(zhì)構(gòu)造、開采方式、開采時間等都不一樣，所以它們很難在同樣的數(shù)據(jù)平臺上進行分析。因此運用參數(shù)賦值進行分析時，要特別注意對過去幾年中該工作面的幾個瓦斯檢測數(shù)據(jù)異常點進行統(tǒng)計，以使數(shù)據(jù)更加完整、充足、準確，因為隨著掘進深度和瓦斯情況的變化，檢測點瓦斯數(shù)據(jù)異常點的數(shù)據(jù)每年也都會有所變化。

2.4 參數(shù)賦值的程序或步驟

（1）對過去幾年中某工作面的幾個瓦斯檢測異常點數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。

（2）將歷年各個現(xiàn)場位置的瓦斯平均值進行統(tǒng)計，得出數(shù)據(jù)表。

（3）使用德爾菲法對現(xiàn)場各個位置的事故損失值進行評估賦值，得到數(shù)據(jù)。

（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)和賦值標準，構(gòu)建該工作面危險評估計劃表。

2.5 概率風險評價法的應(yīng)用實踐

運用概率風險評價方法，按照以上參數(shù)賦值使用的步驟，對某煤礦1371工作面2005－2009年的幾個瓦斯檢測點瓦斯數(shù)據(jù)異常點進行統(tǒng)計，找出平均值，再用德爾菲法對現(xiàn)場各個位置的事故損失值進行評估賦值，然后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)和賦值標準，構(gòu)建出了該工作面危險評估計劃表，見表5。

表5 某煤礦1371工作面危險評估計劃表

3 結(jié)論

本文從事前預(yù)防和控制的角度出發(fā)，結(jié)合煤礦實際，進一步完善了概率風險評價方法的內(nèi)容，對礦井進行危險評估，使管理者能夠?qū)ξｋU的狀況進行較為直觀的了解，及時構(gòu)建出各工作面的危險評估計劃表，從而對礦井瓦斯危險情況進行科學預(yù)測和控制。顯然，概率風險評價方法可以為風險決策者提供有價值的定量信息，為實施安全措施提供可靠的依據(jù)。它能夠在事前避免因無安全風險計劃帶來的生產(chǎn)隱患，對加強礦井風險整改和管理具有重要意義。

[1] 曹慶貴.煤礦安全評價與安全信息管理[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1993

[2] 張秉義，劉素蘭.煤礦安全系統(tǒng)工程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1999

[3] 石劍榮，葉明.突發(fā)事故概率估算研究[J].中國安全科學學報，1999（2）

Risk assessment of gas probability in coal mines

Wang Xuan

（Beijing Keer Kang Safety Equipment Manufacturing Co.，Ltd.，Haidian District，Beijing，100176）

According to the characteristics of coal mine accidents，the probabilistic risk assessment was studied，based on the analysis of merits and faults of different risk assessment methods.The assessment content，computational formulas and assessment process were enriched，improved and standardized.The probabilistic risk assessment was applied to No.1371 working face in a coal mine.The results showed that this assessment method could help the managers to judge the hazard level and build the risk assessment charts for different working faces in time so as to scientifically forecast and control the gas risk in coal mines.

gas risk，probabilistic risk assessment methods，coal mine safety

TD712.7

A

王軒（1981－），男，北京人，工程師，中科院項目管理專業(yè)在讀碩士研究生，現(xiàn)在北京科爾康安全設(shè)備制造有限公司工作。

（責任編輯 梁子榮）