煤礦險兆事件風險評價指標及分級方法

田水承，樊夢琰，韓 旭，孟少聰，周潤康

(1.西安科技大學 安全科學與工程學院，陜西 西安 710054；2.西部礦井開采及災害防治教育部重點實驗室，陜西 西安 710054)

煤礦是我國典型的高危生產場所，雖然近年來，我國煤炭行業百萬噸死亡率持續下降，但安全生產形勢依然嚴峻。為了預防煤礦事故的發生，險兆事件管理概念逐漸被引入煤炭行業，Herbert William Heinrich提出事故金字塔的1∶29∶300中300的無傷害事故，是最早被界定的險兆事件[1]；趙志海認為險兆事件即是未遂事件[2]；于觀華等對煤礦險兆事件概念重新進行了界定，并基于三類危險源建立了瓦斯爆炸安全評價指標體系[3-4]；田水承等將因缺少某些條件或偶然性使原本可能發生的煤礦事故并未發生，僅產生無傷無損或輕微損失、傷害的事件稱為險兆事件[5]。

針對風險評價指標及分級標準，國內外學者進行了大量研究，徐東超等依據SMART原則，建立了井噴風險預警分級評價指標及分級標準[6]；黃宇欣運用德爾菲法和問卷調查法篩選指標,建立了四類事故隱患風險評估指標體系[7]；雷剛等運用LEC結合安全檢查表法及風險矩陣對礦山通風系統進行了安全風險綜合評估分級[8]；周銘軒等利用模糊數學方法建立了煤礦安全綜合評價模型[9]；趙志國通過分析煤礦安全狀態，構建了煤礦安全狀態評價指標體系[10]。然而，目前尚未有人對煤礦險兆事件進行分級研究，為了提高管理效率，筆者針對煤礦險兆事件建立風險評價指標并提出分級方法，企業可根據不同等級有針對性地提出預防和管控措施，將會極大地減少人力物力等資源的浪費，降低煤礦事故的發生率，實現煤礦安全生產的管理目標。

1 煤礦險兆事件評價指標體系

筆者依據扎根理論，通過研究相關文獻和典型案例、現場訪談獲取原始資料并對其分析，利用開放性譯碼、主軸譯碼、選擇性譯碼進行概念提取、確定范疇，并進行理論飽和性檢驗，最后建立煤礦險兆事件風險指標體系[11]。

1.1 開放性譯碼

選取煤礦安全管理者、基層工作者等多崗位人員，圍繞“你知道什么是險兆事件嗎？”“你認為影響險兆事件的主要因素有哪些？”等主題開展訪談，整理歸納所獲取的答案，進行概念化和范疇化，得到開放性譯碼如表1所示[12]。同時收集50起煤礦險兆事件案例，用70%的案例進行開放性譯碼。

表1 開放性譯碼(節選)

1.2 主軸譯碼

基于開放性譯碼進行主軸譯碼，開放性譯碼所得的概念與范疇相互獨立，需要進一步分析其性質與維度，根據不同范疇的概念關系與邏輯次序重新歸類，最終總結得到主軸譯碼如表2所示。

表2 主軸譯碼

1.3 選擇性譯碼

選擇性譯碼基于主軸譯碼，選擇具有一定類屬關聯的范疇和主范疇，構建精簡的理論框架，識別出能夠概括統領所有范疇的核心范疇，最后確定人為自身因素等5個核心范疇，如表3所示。

表3 選擇性譯碼分析結果

1.4 理論飽和性檢驗

理論飽和是指用新資料對確定的范疇進行檢驗，直到不再出現新代碼和類屬，其是扎根理論停止采樣的標準[13]。利用剩余30%的案例重新編碼，所得新范疇均未能影響已生成的主范疇和核心范疇，或編碼結果未發現新范疇，因此理論類屬達到飽和，核心范疇達到相對準確，故停止采樣，理論飽和性檢驗通過[14]。

1.5 評價指標體系的構建

通過開放性譯碼、主軸譯碼、選擇性譯碼，以及理論飽和性檢驗獲得24個主范疇和5個核心范疇，構建了煤礦險兆事件風險評價指標體系，如圖1所示。

圖1 煤礦險兆事件風險評價指標體系

2 煤礦險兆事件風險分級

2.1 評價指標量化

構建的煤礦險兆事件風險評價指標體系包含定量指標和定性指標。因此，需要采取不同的方法將這些指標進行量化處理。

1)定量指標量化方法

通過對相關文獻資料進行分析，以及對大量煤礦數據進行統計，得到各定量指標計算公式，如表4 所示。

表4 各定量指標計算公式

2)定性指標量化方法

筆者采用德爾菲法對剩余的定性指標進行量化，專家根據評估對象的實際情況，結合相關規定和經驗給出語言性決策評語集，如{優秀，良好，中等，較差}，對應的風險指數分別是1.0、3.6、6.3、9.0，數值越大則風險程度越高。

3)量化結果

通過對煤礦險兆事件風險評價指標進行分析，又依據《煤礦安全規程》《礦井水文地質規程》《機械設備防護安全要求》等相關規范及各學者對煤礦大量數據統計所得建議，最終得到各評價指標量化值，結果如表5所示。

表5 險兆事件各評價指標量化值

2.2 評價指標權重

指標權重是指各個指標在所有指標整體中所占價值比例及相對重要性量化值[15]。筆者采用改進層次分析法(IAHP)確定24個指標權重。IAHP法是目前可對非定量事件進行層次化整理，并綜合人們主觀判斷，使思維數學化、定量化的主流方法[16]，適合本文研究。

2.2.1 權重計算方法

1)構造比較矩陣，設:

(1)

式中Aij為第i個因素相對于第j個因素的重要度。

比較矩陣如下:

(2)

2)計算重要性序數ri

(3)

式中ri為第i行各元素之和。

3)確定判斷矩陣

(4)

式中:rmax=max(ri)；rmin=min(ri)；km=rmax/rmin。

4)求判斷矩陣的傳遞矩陣

(5)

式中bik、bjk(k=1,2,…,n)皆為式(4)中判斷矩陣Bij中的元素。

5)求解判斷矩陣的擬優一致矩陣

Dij=10Cij

(6)

6)計算權重向量

(7)

式中:dij為擬優一致矩陣Dij中的元素；Mi為第i行各元素的乘積。

取方根得:

(8)

(9)

則權重向量W=(W1,W2,…,Wn)。

2.2.2 權重計算結果

邀請煤礦安全管理領域的工作人員及專家對指標進行打分，對35份專家評選表進行數據整理，得出各層指標的比較矩陣，一級指標比較矩陣如表6所示。

表6 一級指標比較矩陣

同理可得各二級指標比較矩陣，再根據2.2.1小節權重計算方法，得到24個評價指標權重計算結果，如表7所示。

表7 各風險指標權重計算結果

2.3 煤礦險兆事件風險分級標準

筆者將煤礦險兆事件風險分為4個級別，如表8所示。

表8 煤礦險兆事件風險級別及對應風險評價指數值

根據表5各指標量化值及風險指數，結合上述IAHP法分析和專家評議結果，可確定風險評價指數P:

P=[Z][R]

(10)

式中:[Z]為評價指標風險指數集；[R]為評價指標權重集。

將P值與表8對比，可得出該煤礦險兆事件風險等級。

3 結論

1)基于扎根理論得出人為自身影響因素、設備設施影響因素、作業環境影響因素、組織管理影響因素、安全文化影響因素5個核心范疇，以及員工安全素養、設備安全可靠性等24個主范疇。

2)依據德爾菲法量化各定性指標，以及通過相關文獻資料查詢，得出各定量指標量化值，將煤礦險兆事件風險分為4個等級，其風險指數依次為1.0、3.6、6.3、9.0。

3)根據IAHP法和專家打分法給出了一個較為科學、完整的分級方法，可為煤礦險兆事件風險分級提供一種便利的計算方法及分級依據。