（矿业工程专业论文）大水头煤矿瓦斯事故风险管理的研究及应用.pdf

论文题目：大水头煤矿瓦斯事故风险管理的研究及应用 专业：矿业工程 硕士生：余岚 签名： 指导教师：常心坦签名： 张俭让签名： 摘要 金盏 砖。啦 瓦斯事故一直威胁着煤矿的安全生产，近几年矿难更是频频发生，造成重大人员伤 亡和财物损失。大水头煤矿属高瓦斯自燃煤层，五大灾害俱全，瓦斯危害相当严重。长 期以来，煤矿事故管理总是强调事后处理，由于受管理人员的知识、经验和责任心的限 制，很难适应矿井瓦斯灾害的复杂多变条件。 职业安全健康管理体系是2 0 世纪8 0 年代在国际上兴起的现代安全管理模式，它是 一套系统化、科学化的管理体系。职业安全健康管理体系提出了风险管理的方法，即通 过危险源辨识、风险评价，并在此基础上优化组合各种风险管理技术，消除风险导致的 各种灾害后果，以最少的成本获得最大安全保障的目标。因此，本文提出“大水头煤矿 瓦斯事故风险管理的研究及应用”论题，为本企业今后构筑职业安全健康管理体系奠定 了基础。 本文主要进行了风险管理理论与实践研究，采用预先分析法，结合两类和第三类危 险源理论，以东1 0 3 综放工作面为实例，从人、机、环境和管理等四个方面辨识分析瓦 斯事故危险源，提出防范风险的措施。采用事故树分析法对瓦斯爆炸事故危害性、发生 的可能途径进一步分析评价。并用安全检查表对安全管理现状进行打分评价。根据评价 结果，提出切实可行的风险管理措施。 本课题研究对于预防瓦斯事故的发生，变被动防治为科学预防，具有十分现实的意 义。 关键词：职业安全健康管理体系；危险源；风险管理；事故树；风险评价； 风险控制 研究类型：应用研究 s u b j e e t：s t u d ya n da p p l i c a t i o no fr i s km a n a g e m e n to ng a sa c c i d e n ti n c o a l m i n ed as h u i t o u s p e c i a l t y ：m i n i n ge n g i n e e r i n g n a m e：y ul a n i n s t r u c t o r ：c h a n gx i n t a n i n s t r u c t o r ：z h a n gj i a n r a n g a b s t r a c t s i g n a t u r e ：! 选2 鱼 s i g n a t u r e ： s i g n a t u r e ： g a sa c c i d e n t ss e r i o u s l yt h r e a t e nt h es e c u r i t yo fc o a l m i n e i nr e c e n ty e a r s ，m i n i n g d i s a s t e r sf r e q u e n t l yh a v eh a p p e n e d ，l e a d i n gt oh e a v yi n j u r i e s ，d e a t h sa n dm o n e yl o s s e s d a s h u i t o uc o a l m i n ei sh i g hg a sp i t t h e r ea r ef i v ek i n d so fd i s a s t e ri ni t f o ral o n gt i m e ， m a n a g e r sa l w a y sa t t a c hi m p o r t a n c et od e a l i n gw i t ha c c i d e n t sa f t e rt h e yh a v eo c c u r e d b u t ， t h i sk i n do f m a n a g e m e n tp a t t e mi sc o n f i n e dt ok n o w l e d g e ，e x p e r i e n c ea n ds e n s eo f l i a b i l i t yo f a d m i n i s t r a t i v ep e r s o n n e l ，h a r d l ys u i tt oc o m p l i c a t e da n dv a r i e dg a sd i s a s t e r s o s h m si sm o d e ms a f e t ym a n a g e m e n tp a t t e r ni nt h ew o r l di n19 8 0 ，i ti ss y s t e m a t i ca n d s c i e n t i f i cm a n a g e m e n ts y s t e m t o d a yp e o p l eg i v er i s km a n a g e m e n t a l lr e s u l t so f d i s a s t e rc a n b ee l i m i n a t e d ，b yi d e n t i f i c a t i o no fh a z a r d s o u r c eo fd a n g e r , r i s ka p p r a i s e ，d e p e n d i n go nr i s k c o n t r o lt e c h n i q u e s ，t og e tt h eb e s ts a f e t ye n s u r e s ot h i sa r t i c l ep u tf o r w a r d s “s t u d ya n d a p p l i c a t i o no f r i s km a n a g e m e n to ng a sa c c i d e n ti nc o a l m i n ed as h u i t o u ”，i tw i l lb eg o o d f o re s t a b l i s h i n go s h m si nt h ew o r l di nt h ef u t u r e t h ea u t h o rr e s e a r c h e s t h e o r ya n da p p l i c a t i o n o nr i s km a n a g e m e n ta n di d e n t i f i e s h a z a r d s o u r c eo fd a n g e rb yp h ai nh u m a n ，m a c h j n e ，e n v i r o n m e n ta n dm a n a g e m e n t ，f o r e x a m p l ee a s t 10 3f u l l y - m e c h a n i z e dc a v i n gf a c e ，c o m b i n i n gt h et h e o r yo ft w ok i n d so f h a z a r d s o u r c eo fd a n g e ra n do ft h et h i r dk i n do fh a z a r d - s o u r c eo fd a n g e ri nt h et h e s i s t h e a u t h o ra p p r a i s e sh a r ma n dp r o c e s so fg a se x p l o s i o na c c i d e n tb yf t a ，s a f e t ym a n a g e m e n t c u r r e n ts i t u a t i o nb ys a f e t yc h e c kf o r m ，a n dg i v e ss u i t e dr i c kc o n t r o ls t e p s t h i st h e s i si so f m o m e n t o u sc u r r e n ts i g n i f i c a n c ef o rp r e v e n t i n gg a sa c c i d e n t s k e y w o r d s ：o s h m sh a z a r d - s o u r c eo f d a n g e rr i s km a n a g e m e n tf t ar i s ka p p r a i s e r i s kc o n t r o l t h e s i st y p e ：a p p l i c a t i o nr e s e a r c h 娄料技丈擎 学位论文独创性说明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及 其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学 或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所 做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：羚两日期： 。7 亏刃 1 绪论 1 1 选题的背景 1 绪论 1 1 1 我国煤矿安全生产形势 近两三年来，随着我国经济的快速增长，煤炭产量也日渐增加，2 0 0 5 年全国原煤产 量已达2 1 1 亿吨。这一成就，对国民经济的增长起到了重大作用。但是毋庸讳言，这一 成就也是以高昂的生命代价作为基础的。长期以来，我国煤矿安全管理工作并不理想， 全国煤矿安全生产形势一直十分严峻，煤矿事故频繁，反复发生，造成重大人员伤亡和 财物损失。以下是1 9 9 1 年到2 0 0 5 年间煤矿事故死亡人数见表1 1 【l j 。 表1 11 9 9 1 年到2 0 0 5 年煤矿事故死亡人数 年代 1 9 9 11 9 9 21 9 9 3 1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 92 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 5 死亡人数8 1 2 77 9 2 08 6 2 0 9 3 8 49 6 5 98 0 3 6 9 5 1 2 7 5 0 8 5 6 3 6 5 6 7 0 6 9 9 5 6 4 3 76 0 2 75 9 8 6 从表中可以看出煤矿死亡人数触目惊心。煤矿安全是煤矿生产的头等大事。我国自 2 0 世纪9 0 年代煤矿安全事故有所下降，但是近几年有所回升，2 0 0 4 年1 0 月以来，我 国先后发生了郑煤集团大平矿、铜川矿务局陈家山矿、阜新矿业集团海州立井三起一次 死亡百人以上的特别重大瓦斯爆炸事故。如此频繁发生特大矿难，在我国近二十年来未 曾有过。而2 0 0 5 年，死亡超过2 0 0 人的孙家湾特大矿难则是我国4 5 年来发生的最大的 一次。据有关资料显示，2 0 0 1 - - 2 0 0 5 年底，我国煤矿一共发生一次死亡1 0 人以上的特 大事故2 4 6 起，平均每7 4 天一起。百万吨死亡率是美国的1 5 0 倍，南非的3 0 多倍，印 度的l o 多倍。如此严峻的煤矿安全形势，难道不应当引起我们的深思吗? 因此，研究 煤矿安全问题在煤矿生产中尤为重要。 在煤矿安全事故中，瓦斯事故是经济损失最大、人员伤亡最多、社会影响最大的事 故。并且7 0 以上的瓦斯事故都发生在采掘工作面。因此，有效地防止采掘工作面瓦斯 事故是改善我国煤矿安全状况的重中之重。 1 1 2 大水头煤矿安全状况 本文以靖远煤业大水头煤矿为例，研究瓦斯事故风险管理的方法。大水头煤矿各种 自然灾害( 水、火、瓦斯、煤尘、顶板、小煤窑) 俱全，瓦斯、自燃发火尤为严重，随 着高产高效集约化生产逐步实现，制约矿井发展的三大难题集中凸现：一是矿井地质条 件复杂，二是瓦斯灾害严重，三是煤层易发火，对矿井安全生产威胁巨大。尤其是1 9 7 3 西安科技大学工程硕士学位论文 年3 月4 日瓦斯爆炸死亡4 7 人和1 9 8 1 年5 月2 4 日瓦斯燃烧死亡1 2 人的两次特大事故， 造成了巨大的损失和社会影响。由此可见，瓦斯灾害不仅严重威胁职工生命和国家财产 安全，也是制约大水头煤矿安全生产的主要因素。 1 2 风险管理思想的提出 职业安全健康管理体系是2 0 世纪8 0 年代后期在国际上兴起的现代安全管理模式， 它是一套系统化、程序化，同时具有高度自我约束、自我完善机制的科学管理体系。它 与i s 0 9 0 0 0 和i s 0 1 4 0 0 0 等标准化管理体系一样被称为后工业化时代的管理方法。 在今天复杂的商业环境中，每个企业都面对众多的风险因素。与其它行业相比，煤 矿生产条件差、安全管理的难度更大。而煤矿安全问题是关系到生产及效益的重大问题， 安全工作的好坏，直接影响到矿井的整体形象。随着矿井生产技术的不断进步和提高， 对安全工作提出了更高的要求。因此，国内外很多煤矿开始实施职业安全健康管理体系 认证【2 j 。 职业安全健康风险的系统管理采用风险管理的方法即主要负责人和各部门应定期 和在必要时组织危害辨识、风险评价，识别与生产、经营活动有关的危害，作为煤矿企 业建立和保持职业安全健康管理体系各项决策的基础，为持续改进职业安全健康管理绩 效提供衡量基斛”。 风险管理是研究风险发生规律和风险控制技术的一门新兴管理学科，通过危险源辨 识、风险评价，并在此基础上优化组合各种风险管理技术，对风险实施有效的控制和妥 善处理风险所致损失的后果，期望达到以最少的成本获得最大安全保障的目标。也就是， 风险管理的实质是以最经济合理的方式消除风险导致的各种灾害后果，它包括危险源辨 识、风险评价、风险控制等一整套系统而科学的管理方法，即运用系统论的观点和方法 研究风险与环境之间的关系，运用安全系统工程的理论和分析方法辨识危险源、评价风 险，然后根据成本效益分析，针对矿山所存在的风险做出客观而科学的决策，以确定处 理风险的最佳方案1 4 j 。 长期以来，瓦斯事故管理模式主要是由管理人员凭主观意识和经验进行工作，强调 事故的事后处理。这种管理模式由于受管理人员的知识、经验和责任心的限制，很难适 应矿井瓦斯灾害事故的复杂多变条件，这也是瓦斯灾害事故多发的原因之一。现代化的 煤矿安全管理更需要先进的科学系统的管理方法，因此，本文提出了瓦斯事故风险管理 的方法。即从导致瓦斯事故的根源危险源入手，强调通过预先辨识和分析危险源、 风险评价和风险控制来达到控制瓦斯事故的目的，提升企业的安全管理水平，实现安全 生产。 本文结合靖煤公司大水头煤矿的实际情况，以东1 0 3 综放工作面为例，进行瓦斯事 故风险管理的研究，能够有效地减小采煤工作面瓦斯事故风险，并为本企业今后构筑职 2 i 绪论 业安全健康管理体系奠定一定的基础。 1 3 国内外风险评价的研究动态及发展趋势 1 3 1 国外研究现状 风险管理是一门新兴的边缘学科，起源于2 0 世纪3 0 年代美国保险业p j ，在国内 常称风险评价或危险评价，是利用系统工程方法对拟建或已有工程、系统可能存在的危 险性及其可能产生的后果进行综合评价和预测，并根据可能导致的事故风险的大小，提 出相应的安全对策和措施，以达到工程系统安全的过程。风险评价是企业、生产经营单 位搞好安全生产的重要保证，也是政府安全监督管理的需要。 国外风险评价工作起步较早。第二次世界大战后，随着工业过程日趋大型化和复杂 化，尤其是化学工业的发展，生产中的火灾、爆炸、毒气扩散等重大恶性事故不断发生， 事故预防、安全管理受到重视。而全面、系统的研究则始于2 0 世纪6 0 年代。1 9 6 4 年美 国( d o w s ) 化学公司先开创了化工生产危险度量风险评价的历史1 6 】；1 9 6 6 年、1 9 7 2 年、1 9 7 6 年、1 9 8 0 年先后修订发表了第二、三、四版，并于1 9 8 7 年提出了第六版；于 1 9 9 4 年提出了第七版。道化学公司的火灾爆炸指数法在世界上推出以后，各国竞相研究， 推动了这项技术的发展，在它的基础提出了一些不同的评价法1 7 。如英国( i c i ) 化学公 司蒙德( m o n d ) 分部吸收道化学公司评价方法的优点，于1 9 7 6 年提出“m o n d ”评价 法，同时，日本劳动省也提出“六阶段评价法”及俄罗斯化工过程危险性评价法等。这些 评价方法均为指数法，至今仍在发展之中，这种评价方法主要是针对化工企业的评价【s 】。 六十年代后期，随着航空、航天、核工业等高技术领域的发展，以概率风险( p r a ) 为代表的系统风险评价技术得到了迅速发展。英国在六十年代中期就建立了故障数据库 和可靠性服务所开展概率风险工作；1 9 7 5 年美国正式发表了商用核电站轻水反应的风险 评价报告( w a s h 1 4 0 0 ) ；1 9 7 6 年，英国生产安全管理局( h s w ) 对工业设施进行了危 险评价；1 9 7 9 年英国伦敦公司和德国可福公司对荷兰一地区工业设施进行了评价。此后 这类评价法已经在工业发达国家的许多项目中得到了广泛的应用，又出现了一系列以概 率论为基础的不同的风险评价方法最常用的有人的可靠性分析、故障树分析、事件树分 析、危险可操作性研究、初步危险分析等，并且相继开发了一系列的风险评价软件。目 前，风险评价作为一种产业已经出现。 随着现代数学方法和计算机技术的发展，以模糊数学为基础的风险评价得到了应 用，并充实了原有的风险评价方法【9 】，如模糊故障树分析法、模糊概率法等。利用计算 机专家系统、决策支持系统和神经网络技术，对生产系统实行动态风险评价等，这些数 学方法和计算机应用技术为风险评价开拓了一个更广阔的应用前景1 1 0 1 ，在英国、美国、 意大利、德国等工业化国家，这些方法已在核工业、化工、环境等领域得到了应用。 西安科技大学工程硕士学位论文 国外煤矿的风险评价研究也是随着其它行业的风险评价发展而逐步建立的，但研究 的深度和广度远不如化工、核工业、航空、航天等领域。研究主要集中在： ( 1 ) 事故伤亡的统计分析，它包括损失时间统计、职业病、死亡、重伤以及其他因素 的相关分析，并建立了工伤事故数据库等。其中有代表性的是美国宾夕法尼亚州罗曼尼 教授进行的评价危险和安全工伤事故类型分析、工种和工伤源的分析、致伤的身体部位、 致伤程度、可靠性分析、经济分析等，以便深入的找出事故原因及其可能的杜绝方法。 ( 2 ) 矿山风险评价主要以概率风险评价为基础，即把矿井生产系统中，隐患发生的概 率与隐患造成的损害的乘积作为系统状态的危险度，隐患发生的概率和造成损害经过统 计数据获得，但这种方法对隐患发生的概率和损害统计不细致、缺乏实用性，且只讨论 了这些数据的不确定问题。其它风险评价方法如罗曼尼教授提出的以韦布乐分布确定平 均事故周期、每天的危险率、安全性指数方法；澳大利亚格材提出的煤矿操作风险评价 法，波兰的费利卫皮提出的以人机为主的风险评价和灾害预测；日本的隧道风险评价法 等 9 】【1 0 l 【1 1 1 。从资料看，国外矿山的风险评价工作还处于研究阶段，远没达到其化行业的 发展水平。 1 3 2 国内研究动态 2 0 世纪8 0 年代初期，安全系统工程引入我引1 2 1 ，受到许多大中型企业和行业管理 部门的高度重视。通过吸收、消化国外安全检查表法和安全分析方法，机械、冶金、化 工、航空航天等行业的有关企业开始应用安全分析评价方法，如安全检查表( s c l ) 、 事故树分析( f t a ) 、故障类型及影响分析( f m f a ) 、事件树分析( e t a ) 、预先 危险性分析( p h a ) 、危险性与可操作性研究( h a z o p ) 、作业条件危险性评价( l e c ) 等，一些石油企业将安全检查表和事故树分析法应用到生产班组和操作岗位。此外，化 工等易燃、易爆危险性较大的企业，应用道化学公司开发的“火灾、爆炸危险指数评价 法”进行风险评价，许多行业和地方政府有关部门制定了安全检查表和风险评价标准。 为尽快推动和促进风险评价方法在我国企业安全管理中的大量实践和应用，1 9 8 2 年，原煤炭工业部制定并颁布了矿井通风质量标准及检查评定办法，作为矿井通风 安全管理部门的检查标准；1 9 8 6 年，原煤炭工业部制定了生产矿井质量标准化标准， 作为煤炭行业标准实行，后于1 9 9 4 年进行了修订，其内容包括开采、通风、运输、瓦 斯、掘进，是目前煤矿使用最多的评价标准。1 9 8 6 年原劳动人事部分别向有关科研单位 下达了机械工厂危险程度分级、化工厂危险程度分级、冶金工厂危险程度分级等科研项 目。1 9 8 7 年原机械电子部首先提出了在机械行业内开展机械工厂的风险评价，并于1 9 8 8 年1 月1 日颁布了第一个部风险评价标准机械工厂安全性评价标准，1 9 9 7 年进行 了修订，颁布了修订版。该标准的颁布执行，标志着我国机械工业安全管理工作进入了 一个新的阶段；修订版更贴近国家最新安全技术标准，覆盖面广，指导性和可操作性强， l 绪论 计分更趋合理。机械工厂风险评价标准分为两部分，一是危险程度分级，通过对机械行 业1 0 0 0 多家重点企业3 0 余年事故统计分析结果，用1 8 种设施及物品的拥有量来衡量 企业固有的危险程度并作为划分等级的基础；二是机械工厂的安全性评价，包括综合管 理评价、危险性评价、作业环境评价三个方面，主要评价企业安全管理绩效，方法采用 了以安全检查表为基础、打分赋值的评价方法。 目前，国外现有的评价方法主要适用于评价危险装置或单元发生事故的可能性和事 故后果的严重程度，国内研究开发的机械工厂安全性评价标准、化工厂危险程度分级、 冶金工厂危险程度分级等方法主要用于同行业企业的安全管理评价或评比。对于矿山企 业，国内风险评价刚刚起步，技术的研究与开发大部分集中在高校，其研究内容主要集 中在管理信息系统和安全评价的基础工作，对安全评价的理论和技术等尚不够深入。冶 金行业曾经在行业内进行过安全管理和评价工作的调查，煤炭系统进行了类似的安全评 价和信息系统运行状况调查。然后，煤炭行业利用计算机在一些效益好的矿区来分析安 全信息和安全评价【1 3 】。1 9 9 7 年以后，各级煤矿安全监察机构开始对全国范围内的煤矿 进行安全评价工作。国务院机构改革后，国家安全生产监督管理局重申要继续做好建设 项目安全预评价、安全验收评价、安全现状评价及专项安全评价【l “。国家安全生产监督 管理局陆续发布了安全评价通则及各类安全评价导则，对安全评价单位资质重新进 行了审核登记，并通过安全评价人员培训班和专项安全评价培训班，对全国安全评价从 业人员进行培训和资格认定，使得安全评价更加有章可依，从业人员素质大大提高，为 新形式下的安全评价工作提供了技术和质量保证。2 0 0 3 年，国家煤矿安全监察局在全 国范围内开展安全现状评价工作，并印发了安全现状评价导则，要求各省级安全监 察局组织本省内各类煤矿开展安全评价工作，并对安全评价进行监督和管理。同时，各 省煤矿安全监察局下发文件，要求省内所有煤矿委托安全评价中介机构进行安全现状综 合评价，对矿井自然安全条件、安全管理、通风、防瓦斯、防治水、防灭火、顶板、机 电、运输和爆破等1 0 大项1 0 3 小项进行评价打分，依据评价结果，把煤矿安全现状 划分为a 、b 、c 、d 四个级别，c 级、d 级为不合格矿井，要求停产整顿。2 0 0 4 年， 全国有8 3 4 的煤矿开展了安全现状综合评价。 尽管国内外已研究开发出许多评价方法和商业化的安全评价软件包，但由于安全评 价不仅涉及自然科学，而且涉及管理科学、逻辑学、心理学等社会科学的相关知识，另 外，安全评价指标及其权重值的选取与生产技术水平、安全管理水平、生产者和管理者 的素质以及社会和文化背景等因素密切相关。因此，每种评价方法都有一定的适用范围 和限制0 5 ，风险管理和风险评价方法的应用仍然值得笔者探索。 1 4 研究的主要内容和方法 论文以靖远煤业公司大水头煤矿为研究对象，采用煤矿职业安全健康管理体系提出 西安科技大学5 - 程硕士学位论文 的风险管理的方法，利用危险源辨识理论，对东1 0 3 工作面瓦斯事故进行危险性预先分 析，采用合理的评价方法进行评价，根据评价结果，采取合理而有效的风险控制措施， 从而杜绝事故的发生。 论文研究内容主要包括： ( 1 ) 风险管理过程中所采用的危险源辨识、风险评价及风险措施理论及常用方法分 析。 ( 2 ) 采用两类危险源理论和第三类危险源理论，以靖煤公司大水头煤矿东1 0 3 综放工 作面为实例，从人、机、环境和管理等四个方面预先辨识分析瓦斯事故危险性，提出有 效的防范风险的措施。 ( 3 ) 瓦斯爆炸涉及因素多，采用事故树分析法对瓦斯爆炸事故危害性、发生的可能途 径进行进一步分析评价，并提出相应的对策。 ( 4 ) 采用安全检查表法对企业安全管理现状进行评价，针对安全管理的漏洞，提出 有效的措施。 1 5 本章小结 本章结合我国煤矿安全生产形势以及大水头煤矿自建井以来的安全事故概况，分析 了国内外风险管理和风险评价的发展趋势和研究动态，从而提出本课题选题的前提基础 和必要性，确定了本文研究采用的方法和内容。 6 2 风险管理理论概迷 2 风险管理理论概述 2 1 风险管理简介 风险管理是应用一般的管理原理去管理一个组织的资源和活动，并以合理的成本尽 可能减少事故损失和它对组织及其环境的不利影响。可以根据以往的事故资料，也可以 采取预测模型来估计事故发生的可能性。为减少事故发生可能性的预防性措施是减少风 险的主要办法。风险管理就是当认定风险可接受时，就保持该状态，并力图获得最大效 益；当认定风险不可接受时，则采取相应措施降低风险，并跟踪监控措施对于降低风险 的效果，反馈信息到风险评价和风险管理系统，实现动态的风险控制。而对于事故而言， 进行完善的风险管理，对于提高安全投入的经济性，可以为安全决策提供参考，有助于 相关决策的科学化和合理化，提高的决策水平，从而减少决策的风险性；风险管理逐渐 成为全世界关注的问题。 1 6 1 风险评价技术的运用为事故研究及管理提供了一种科学的风险决策方法，以便有效 检验安全规程的符合情况。全面系统地分析存在的风险，这些风险可能是由于设计缺陷， 或者作业者的操作或维护不完善。提出降低风险的措施，强调以设备系统为中心，包括 人员、组织管理和环境的完整系统，全面考虑人为因素与技术因素，对降低风险的各种 方案进行经济评价，为决策提供科学依据。使用风险评价技术可将风险降到最低限度。 风险评价技术帮助作业者判断风险己得到了最有效的控制，避免了不合理的安全投入。 风险管理模式的基本过程包括危险源辨识、风险评价和风险控制，整个过程是一个 循环往复的过程。如图2 1 所示： 图2 1 风险管理模式流程图 7 西安科技大学工程项士学住论文 2 2 危险源理论的发展趋势 2 2 1 煤矿危险源辨识的方法 危险源辨识就是运用科学的安全理论对系统内存在的危险、有害因素进行分辨、识 别，分析和确定，是安全风险管理的前提和基础，也是预测安全状态和事故发生途径的 一种手段。 现代生产过程千差万别，但如果能够通过事先对危险危害因素辨识，找出可能存在 的危险危害源，就能够对所存在的危险采取相应的措施，从而大大提高生产过程和系统 的安全性。 在现代科学技术高度发展的今天，由于设备的大型化，过程的自动化，一旦发生事 故，后果相当严重。因此，发现问题比解决问题更重要，亦即过程的设计阶段就要进行 危险危害性分析，并通过对设计、安装、正常运行、抢修等阶段的危险危害性分析，辨 识出生产全过程中所有的危险源，然后研究安全对策措施，这是保证系统安全的重要手 段。 危险源是指可能导致火灾、爆炸、毒气泄放、放射性物质泄漏、建( 构) 筑物坍塌 等重大人身伤亡和财产重大损失的设施，是在一定程度上具有可观测性和可控性的人造 系统。何学秋教授提出危险源是产生和强化负效应的核心，危险能量爆发点【1 7 】。实际上， 危险源是指能给人类带来生命、财产或环境破坏损失的客观存在。 危险源的辨识首先必须辨识危险物质与能量覆盖的范围，凡是在此范围之内处于危 险状态。为此对危险能量覆盖的时空范围，应有充分的准备。其次，还要辨识出危险能 量的损害特性，以便对于不同的危害采取不同的措施。 在危险源辨识时，应首先了解生产条件，同时也必须综合考虑其他的因素。由于许 多生产条件会产生危险或使生产过程中材料的危险性加剧，故在危险性辨识时应全面、 有序地进行，并应防止出现漏项的发生。因此，危险辨识有两个关键任务：第一是辨识 可能发生的事故后果；第二为识别可能引发事故的材料、系统、生产过程或工厂的特征 【瑚。 2 2 2 危险源辨识理论 东北大学陈宝智提出的两类危险源理论【1 9 】。第一类危险源：根据能量意外释放理 论，能量或危险物质的意外释放是伤亡事故发生的物理本质。于是，把生产过程中存在 的，可能发生意外释放的能量( 能源或能量载体) 或危险物质称作第一类危险源。对于 瓦斯爆炸事故瓦斯就是第一类危险源。第二类危险源：正常情况下，生产过程中的能量 或危险物质受到约束或限制，不会发生意外释放，即不会发生事故。但是，一旦这些约 2 风险管理理论概述 束或限制能量或危险物质的措施受到破坏或失效( 故障) ，则将发生事故。导致能量或 危险物质约束或限制措施破坏或失效的各种因素称作第二类危险源。 两类危险源理论认为【2 0 】，任何事故的发生可归结于第一类危险源与第二类危险源 共同作用的结果，第一类危险源是事故发生的能量主体，决定事故后果的严重程度；第 二类危险源是第一类危险源造成事故的必要条件。评价危险源的危险性时，通过评价第 一类危险源来确定事故后果的严重程度，通过评价第二类危险源出现情况来评价事故发 生的可能性。而第三类危险源是潜藏在第一类危险源、第二类危险源背后的组织因素。 西安科技学院田水承教授在两类危险源理论的基础上提出第三类危险源的概念，即 由于安全管理决策、组织失误( 组织程序、组织文化、规则) 人不安全行为、失误造成 系统失衡的这种不安全因素称为第三类危险源【2 l j 。 图2 2 形象的表示了三类危险源与事故的关系。本文以三类危险源思想为核心，分 析瓦斯事故与危险源的关系。 图2 2 三类危险源不意图 2 2 3 危险源与事故的关系 煤矿井下环境的复杂性、多变性、不确定性，再加之缺乏对复杂环境下事故机理科 学、系统、全面的认识，往往主要依赖经验和定性分析来逆推事故致因即危险源，导致 不能科学的洞悉事故发生、发展、形成、破坏的整个过程，难以得知导致事故发生症结 所在，即不知道事故的危险源，从而造成事故调查结论存在较大的模糊性、局限性。事 故分析的不准确性、模糊性，致使安全管理人员对事故危险源缺乏有效辨识。分析事故 9 西安科技大学工程硕士学位论文 致因就是分析危险源。 大量煤矿事故的发生绝非偶然，事故原因包括直接原因、间接原因。此外社会因素、 管理因素和生产中的危险因素被偶然事件诱发所造成的结果，即危险源与事故关系公 式，可由下式表达： 第一类危险源+ 第二类危险源+ 第三类危险源= 工业事故( 2 1 ) 固有危险源+ 诱发因素+ 组织因素= 工业事故 ( 2 2 ) ( 2 1 ) 、( 2 2 ) 公式指出了危险源和事故之间的辩证关系。 事故的直接原因是指系统中直接引起人员伤亡、财物损伤和环境恶化的能量( 如动 能、热能、热能、电能、化学能、电离能、核能等) ，能量载体和有毒、有害危险物质， 常称之为第一类危险源、固有危险源；事故的间接原因是指导致第一类危险源失控，作 用于物质和环境条件的诱发因素超过临界值，即第二类危险源，人为失误、管理缺陷、 管理体制、管理责任、管理职能、管理决策失当、系统扰动等，造成危险源系统的畸变、 破损失调、运行无序，即第三类危险源【2 l 】。 危险源是和安全、危险、事故三种状态紧密相联的。危险源自身也有一定的安全可 靠性，危险源具有风险值，也就是说危险源不是时时刻刻都处在危险状态的，如瓦斯是 危险源，但瓦斯是在一定浓度时才可能引起事故。“危险”是客观的、绝对的，不会自行 消除，只会增加，听之发展不行，必须付出代价，加强防御或设法消除才行。 2 3 风险评价概述 2 3 1 风险评价基本概念 风险评价是安全系统工程的重要内容之一，其目的就是实现系统整体安全。它是运 用系统工程方法对系统存在的危险性进行综合评价和预测，并根据其形成的事故风险的 大小，采取相应的安全措施，以达到系统安全的过程。风险评价不仅成为现代安全生产 的重要环节，而且在安全管理的现代化、科学化的过程中也起到积极的推进作用。 2 0 世纪5 0 年代后，科学技术高速发展，其进步的一个显著特征就是设备、工艺和 产品越来越复杂。随着战略武器的研制、宇宙开发和核电站建设等庞大工程的进行，作 为现代先进科学技术标志的复杂巨系统己相继问世。这些复杂巨系统往往由数以千万计 的元件所组成，而元件、部件之间又以非常复杂的关系相连接，在它们被研制和利用的 过程中往往涉及到高能量，系统中微小的差错可以引起大量的能量意外释放，导致灾难 性的事故发生。人们在研制、使用和维护这些复杂巨系统的过程中，逐渐萌发了系统安 全的基本思想1 2 2 j 。 所谓系统是指由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有 机整体。系统具有目的性、集合性、相关性、阶层性、整体性和环境适应性等基本特征。 1 0 2 风险管理理论概述 所谓安全系统工程是人们为了预防复杂巨系统事故，开发、研究出来的安全理论、 方法体系。系统安全是指在系统寿命期间内应用系统安全工程的原理和方法，辨识系统 中的危险源，并采取相应控制措施使危险性最小化，从而使系统在规定的性能、时间和 成本范围内达到最佳的期望安全程度。危险源辨识、风险评价、风险控制构成了安全系 统工程的基本内容。危险源辨识是风险评价和风险控制的基础，它们相互关联、相互渗 透。随着现代科学技术的发展，在安全技术领域内，由以往主要研究、处理那些已经发 生和必然发生的事件，发展为主要研究、处理那些还未发生的事件，并把这种可能性具 体化为一个数量指标，计算事故发生的概率，划分危险等级，制定安全标准和对策措施， 并进行综合比较和评价，从中选择最佳方案，预防事故的发生。风险评价已成为预防、 预测事故的主要手段。风险评价目前已发展到了成熟阶段，方法手段也是很多。针对不 同的行业有不同的方法体系，但归根结底还是认为任何事故的发生必然存在着原因，即 事故致因理论。为了找到预防事故发生的途径，人们开始着手找到各种致因因素，并确 定出各因素之间是通过怎样的联系才使事故最终发生。目前各种分析方法共同遵循的思 想是系统的思想，即把评价对象看作一个系统，即是相对独立的，又是和外界有个联系 的单元，运用系统分析法确定出各个因素之间的关系、各种不同组合导致事故最终发生 的可能性然后，通过终止某条链条即可找到防止事故发生的途径；制定预防措施时通常 有内部安全措施( 把系统看做相对独立的) 和外部措施( 系统与外界有联系) 。系统分 析往往需要大量的人力、物力和时间，针对目前我国的生产力水平，对每一个矿山运用 系统的分析方法进行分析评价是不现实的，所以，评价往往采用系统分析方法评价高发 事故或某一复杂系统。通常情况下，对整个矿山的评价，定性的评价是首选，最常见的 就是安全检查表法，这种方法的难处就在于检查表的制定，也就是标准的制定，例如： 大型矿山和小型矿山就不能等同对待。风险评价通过对系统中存在的危险性识别及危险 度评价，客观描述系统的危险程度，从而指导人们预先采取相应的，以降低系统的危险 性。 2 3 2 风险评价的目的 风险评价的目的是寻求最低的事故率、最小损失和最优的安全投资效益。风险评价 要达到的目的包括以下四个方面。 ( 1 ) 系统从计划、设计、制造、运行、储运和维修等全过程进行安全控制。 ( 2 ) 对潜在的危险源进行定性、定量分析和预测，建立使系统安全的最优方案，为决 策提供依据，评价过程中分析系统中存在的危险源、分布位置、数目、事故的概率、事 故的严重程度，预测以及应采取的安全对策、措施等，决策者可根据评价结果从中选择 最优方案和管理决策。 ( 3 ) 为实现安全技术、安全管理的标准化和科学化创造条件。 西安科技大学工程硕士学位论文 ( 4 ) 促进实现本质安全化。 通过风险评价对事故进行科学分析，针对事故发生的各种原因和条件，提出消除危 险的最佳技术措施方案。首先从设计上采取措施，做到即使发生误操作或设备故障时， 系统存在的危险因素也不会导致事故发生，尽可能实现生产过程中的本质化安全。 2 3 3 风险评价意义 风险评价与日常安全管理和安全监督监察工作不同，风险评价着眼于由技术带来的 负效应出发，对产生的损失和伤害的可能性、影响范围、严重程度及应采取的措施等方 面进行分析、论证和评估。 ( 1 ) 风险评价有助于政府安全监察管理部门对企业的安全实施宏观控制。 “安全第一，预防为主”是我国安全生产基本方针，作为预测、预防事故重要手段的 风险评价，在贯彻安全生产方针中发挥着重要作用。设计之前的安全预评价将有效的提 高安全设计的质量和投产后的安全可靠性程度，投产时的安全验收评价将根据国家有关 技术标准、规范对设备、设施和系统进行符合性评价，提高安全达标水平；系统运转阶 段的安全技术、安全管理、安全教育等方面的安全现状评价，客观的对企业安全水平做 出结论，使企业不仅了解可能存在的危险性，而且明确如何改进安全状况，同时也为安 全监督管理部门了解企业安全生产状况，实施宏观调控提供基础材料；对系统运转过程 中的某一设备、某一部位、某一部件或某一环节进行检验、测试、分析、试验等确定其 安全状况的专项风险评价，在技术上为企业和政府安全监督管理部门提供决策依据。 ( 2 ) 风险评价有助于安全投资的合理选择。 风险评价不仅能确认系统的危险性，而且还能进一步考虑危险性发展为事故的可能 性及事故造成的严重程度，进而计算事故造成的损失，即风险率。以此说明系统危险可 能造成负效益的大小，以便合理的选择控制、消除事故的措施，确定安全措施投资的多 少，从而使安全投资和可能减少的负效益达到合理平衡。 ( 3 ) 风险评价有助于提高企业的安全管理水平。 风险评价可以使企业安全管理变事后处理为事前预测、预防。传统安全管理方法的 特点是凭经验进行管理，即事故发生后再处理。通过风险评价，可以预先辨识系统的危 险性，分析企业的安全状况，全面的评价系统及各部分的危险程度及安全管理状况，促 使企业达到规定的安全要求。风险评价可以使企业安全管理变纵向单一管理为全面系统 管理，使管理工作达到科学化、统一化、标准化。 ( 4 ) 风险评价有助于保险公司对企业灾害实行风险管理。对企业由于事故引起的人 身伤亡和财产损失风险承担经济补偿义务，是保险公司保险业务的一项主要内容。保险 公司对企业发生事故的风险管理包括保险费的合理收取和事故后的合理赔偿。保险公司 为企业承担灾害事故保险，保险费的收取是由企业灾害事故风险的大小决定的。所谓事 1 2 2 风险管理理论概述 故风险，是指单位时间内的事故损失。衡量风险大小的指标是风险率( r ) 。它等于事 故发生的概率( p ) 和事故损失的严重程度( s ) 的乘积，即： r = p s = ( 事故次数单位时间) ( 事故损失事故次数) = 事故损失单位时问 严格的讲，保险费的计算应以风险率为标准，但目前尚不具备这样的条件。因此可 以考虑采用风险评价的结果计算费率，即综合考虑风险评价中对企业固有危险性划分的 危险等级和企业安全管理现状的风险评价，亦即考虑企业生产过程中危险程度的大小和 企业对危险控制的能力幽j 。 2 3 4 风险评价的作用 ( 1 ) 有效的减少事故和职业危害 预测、预防事故及职业危害的发生，是现代安全管理的中心任务。对系统进行风险 评价，可以识别系统中存在的薄弱环节和可能导致事故和职业危害发生的条件；通过系 统分析还能找到事故发生和职业危害的真正原因，特别是查找出未曾预料到的被忽视的 危险因素和职业危害；通过定量分析，预测事故和职业危害的可能性及后果的严重性， 可以采取相应的对策措施，预防、控制事故和职业危害的发生。 ( 2 ) 可以系统的进行安全管理 现代工业的特点是规模大、连续化和自动化，其生产过程日趋复杂，各个环节和工 艺之间相互联系、相互作用、相互制约。风险评价则是通过系统分析、评价，全面的、 系统的、有机的、预防性的处理生产系统中的安全问题，而不是孤立的、就事论事地去 解决生产系统中的安全问题，实现系统安全管理刚。系统安全管理包括以下五个内容： 分析事故隐患。 预测由于失误或故障引起的危险。 设计和调整安全措施方案。 实现最优化的安全措施。 不断的采取改进措施。 ( 3 ) 最小的投资达到最佳安全效果 对系统的安全性进行定量分析、评价和优化技术，为安全管理和事故预测、预防提 供科学依据。根据分析可以选择最优方案，使各个子系统之间达到最优配合，从而用最 小的投资得到最佳的安全效果，大幅度的减少人员伤亡和事故损失。 ( 4 ) 可以促进各项安全标准制定和可靠性数据积累 风险评价的核心是要对系统做出定性和定量评价，这就需要各项安全标准和数据， 如许可安全值、故障率、人机工程标准和安全设计标准等。因此，风险评价可以促进各 项安全标准的制定和相关可靠性数据收集、积累，为建立可靠性数据库打下基础。 西安科技大学工程硕士学位论文 ( 5 ) 可以迅速提高安全技术人员业务水平 通过系统风险评价的开发和应用，使安全技术人员学会各种系统分析方法和评价方 法，可以迅速提高安全技术人员、操作人员和管理人员的业务水平和系统分析能力，提 高安全技术人员和安全管理人员的素质，更好的加强安全生产。 2 3 5 风险评价的分类 风险评价是指运用定量和定性的方法，对建设项目或生产经营单位存在的职业危险 因素和有害因素进行辨识、分析和评估。风险评价分类方法有多种形式，常用的有以下 四种： ( 1 ) 根据评价对象的不同阶段分类 安全预评价。根据建设项目可行性研究报告内容，分析和预测该建设项目存在 的危险、有害因素的种类和程度，提出合理可行的安全技术设计和安全管理建议。 安全验收评价。在建设项目竣工、试运行正常后，通过对建设项目的设施、设 备、装置的时间运行状况的检测、考察，查找该建设项目投产后可能存在的危险、有害 因素，提出合理可行的安全技术调整方案和安全管理对策。 安全现状评价。安全现状综合评价是针对某一个生