（矿业工程专业论文）煤矿重大危险源评价方法的研究.pdf

辽宁工程技术大学硬士学位论文 摘要 煤矿井下是一个由人一机一环境构成的、空间极其复杂 的生产系统。其中人工、自然因索共存，瓦斯、煤尘、水 害、火灾戳及颈板事故等是存在的主疆灾窖形式。这些事 故发生的机理备异，在时间、空间上冬季中灾害随时可能发 生。因此，根据煤矿井下灾害系统的结构特点，对蘑大危 砼源迸李亍评价，可苏预先获褥事敬的可能厢采及对整个生 产系统的影响，从悉使矿共的技术积镣理部门熊够肖针对 性地采取措施，达到安全生产的网的。因此，罨求并建立 科学、合理的煤矿重大危险源评价模型，并与实际生产相 续合，是煤矿安全管理岛控制的关键闷题。 本文运用非线性、模糊综合、层次分析等理论，对煤 矿生产过程中经常发生的重大事故危险源迸彳亍了深入细 致的磷究与评价，对于指导煤矿企鳖内部送行重大危险源 评价具有重要的意义。 关键谲；矿井灾害霉基线性危险源评价模糊综合层次 分析b p 穆经嘲终 辽宁工程技术大学硕士学位论文 a b a t r a ct t h ep r o d h e t i o ns y s t e mi nt h ep i tis ae x t r e m e i yc o m p i ic a te d s y s t e mt h a tisc o m p o s e dw i t h p e r s o n m a c h i e e e n v i r o n m e l l t a m e n g t h e mt h ea r t i f ic i a l ，n 民t u r a lf a c t o rc o e x is ts ，g a s ，c o a i 。d t i s t ， w a t e rd a m a g e ，f i r ea n dr o o fa c c id e n t 。e t c 。a r em a j o re x is t e n c e c a s u a l t yf o r ms t h em e c h a n is mo ft h es ea c c i d e a tsisd i f f e r e n t v a r i o n sk i n d so fc a l 鑫强i t i e $ t a k e p l a c ew h e i l e v e ra n dw h e r e v e r p o ss i b b le 1y s o ，a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c te r i s t ico ft h ec a i a m i t y s y s t e mi nt h ep i t ，a p p r a is et h es e r i o u sd a n g e r o u ss o u r c e ，b b t a i n t h ep o s s i b l ec o n s e q u e n c eo ft h ea c c id e n ta n di m p a e to np r o d t i c t i e l l s ys t e me n t ir e lyina d v a n ce ，m a k et h et e c h n o l o g ya n da d m in is t r a t i o n d e p a r t m e n to f t h em i n et a k emeaseresp o i n t e d l y 。a c h i e v et h eg o a l o f k e e p in gt h es a f e tyi np r o d u c t i o n s ot h a ts e e ka n ds e tu p a c ie e t i f i cr a t i o n a lm i l 2 e s a f e t ye v a l n a t i o nm o d e la n dc o m b i n e w i t hp r o d u c t i o na c t u a list h ek e yp r o b le mo fs a f e t ym a n a g e m e n ta n d c o n t r 0 1i nt h em i n e t h isa r t i c leusest h en o n 一1 i n e a r 、f u z z ya n dc o m p r e h e n s i v e 、 一 l e v e ia i l a ly s ist h e o r ya n ds oo nt or es e a r c ha n da p p r a is et h o r o u g h l y t ot h es e r i o e sd a n g e r o u ssourceo fa c e id e n tt h a to f t e nh a p p e n si n th e p r o d u c t io np r e ces so fm i n e ， i th a si 埘p o r t a n tm e a n i n gt oc o a c h t h eins id e o fm in ee n t e r p r is et o a p p r a is et h eg r e a td a n g e r o us s o u r c e z e yw o r d s ：c a la m i ty i nt h ep i tn o n li n e a r e v a i u a t io no f d a n g e r e e ssource f u z z ya n dc o m p r e h e n s i v e l e v e la n a l y s isb p n n 辽宁工程技术大学硕士学位论文 l 绪论 1 1 我国煤矿安全生产现状 安全是生余，安全楚效益，安全更是人类毒会文明翳标志。 然褥，我国煤矿金监抟安全生产状撬依然十分严峻，麓、特大事 故羽不断发生，使入们认谈到在现代工矿企簸生产中潜伏着巨大 的危陵性，根攒2 0 0 2 2 0 0 6 年5 年间的全豳企业职工伤亡事故 统计，各行业麸死亡6 0 0 0 0 多人，其中仅煤矿企业就死亡3 0 0 0 0 左右，占到备行业死亡总数约5 0 ，而且煤矿重、特大事故的发 生频率也远远怒过其他行业，每年全国煤矿发生一次死亡1 0 人 以上静事款靛邀5 0 起，占我国工矿企鼗孛重大灾害事教瓣4 0 ， 是我国灾害攀敖鹃最大来源。据不完全统计，我国采矿企韭每年 因伤亡事故所造成的崖接经济损失商达2 0 亿人民币，特别是2 0 0 4 年2 0 0 6 年，重大恶性事故的频繁发生，不仅给人民生命和豳 家财产造成巨大损失，而且还产生了恶劣的社会和政濑影响。因 丽危险评价越来越受到人靠 的莛视，评价工馋显缛迫切积重要。 1 。2 安全据馀摄念及发展夔史 安全评价国舞氇称为风险评价或危险评价，是辎群系统正程 方法对叛建鼓已有工程、系统可能存在的危险性及其可能产生的 后栗进行综合评价和预测，并根据可能导数的事故风险的大小， 提出相应的安全对策措施，以达到工程、系统安全的过程。安全 评价应贯穿于工程、系统的设计、建设、运行积退役整个生命趱 期的各个岭段。对王稷、系统避纾安全评徐残是企业、生产经营 肇硷搞好安全生产翁羹要傈证，畿是改府安全盗督管琏豹需蘩。 安全评价既需疆安全评价瑷论的支撑，又需要理论与实际经 验的结合，二者缺不可。 安全评价首先在2 0 世纪3 0 年代出现于保险行业，2 0 世纪 6 0 年代是开始全面、系统地研究企业、装置和设施安全评价原理 与方法的历史阶段。19 6 4 年荚圉( d o u s ) 化学公司野创了化工生 产煞险瘦鬃安全评份的魇史，黻火灾、爆戋乍指数形式定量的评价 辽宁工程技术大学硕士学位论文 2 化工生产系统的危险程度，形成了经典性的道火灾爆炸指数评价 方法，推动了该项技术的迅速发展，并在此基础上提出了一些独 具特色的蕾乎份方法。1 9 7 6 年荚国帝耀( 1 c i ) 化学公司蒙德( m o n d ) 分公司提出了m o n d 公嗣火灾、爆炸、毒性捂数评价方法，日本 劳动省在1 9 7 6 年歼发击了“化学工厂六步骤安全评价法”，苏联 提出了俄罗斯化工过程危险性评价法等，上述方法均为指数法， 主要是针对化工企业评价而发展越来的，在评价原理上无质的变 化，仍然遵循了道化学公司以及系统内危黢和危险脂量为评价对 象的原则，恧旦这些方法仍然在不断的发艘和完善之中。 隧着靛天、靛窆秽核工犍等亳技术甑遮速发嶷，6 0 年代髫凝， 以概率风险评价( p r a ) 为代表静系统安全评价技术褥到了研究和 开发。各国政府和研究机构更蘸视安全评价的研究，并开发了相 关软件，作为独立的产业形式出现在国外发达国家的安全评价方 法的发展，正方兴朱艾。 随羞现代科技的迅速发展，特别是数学方法搬计算机科学技 术的发展，以模糊数学燕基礁黔安全浮徐方法褥到了发疑秘盛 媚，并拓矮7 原有豹方法暑嚣瘟躅蕊盈，妇模糊故障树分折、模糊 概率法等，能够应糟计算机专家系统、决策支持系统、入工神经 网络技术，对生产系统进行实时、动态的安全评价。 1 3 国内外煤矿安全评价研究动态及发展趋势 l 。3 。l 圜外的研究和应用背景 国终煤炭工业躯安全评馀领域，县体鲍磺究秘疫熙主要集中 在戳下凡个方萄： ( 1 ) 矿由安全评价主蒹集中在概率风险评价，都把矿井生产 系统中隐患鼯致事故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的损害经过统计数据获 得，但是对隐患发生的概率和损害统计不够细致，缺乏实用性， 嶷只讨论了这些数据的模糊性阅题。 ( 2 ) 在伤亡攀数统诗方瑟。包括损失对阕、职数瘸、死亡、 辽宁工程技术大学硕士学位论文 3 重伤、轻伤以及其他的因素棚关并建立了工伤数据库等。 ( 3 ) 数据库和计算视技术在生产系统安全评价工作中得到较 大范围的推广和应用。人工智熊搜术与安全评价技术的结合使德 安全谱价过程静判断、狠瑾及冀边界条件确定成为可熊，为建立 新的安全评价方法结构体系创造了有利条件。 ( 4 ) 安全评价过程中的局部关键技术得到了较快发展。在安 全评价的系统理论和方法发展的同时，局部关键技术开发褥到了 是够重税。魏在可靠性理论研究过程中研究了系统及元件失效概 率的估计问题，以及可供系统安全性评价媸鉴的概率继诗方法。 1 3 2 国内煤矿安全评价研究动态 我国煤矿安全评价工作起始予1 9 8 1 年，与其他短业相比， 对阔上凡乎同步，僵研究规模、深入程度要落后于其他行业，如 化工、冶金行业。煤矿安全评价技术的硬究与开发大部分集中在 高校，近凡年来又出现了其有安全评价资质的煤矿安全评价中 心，主要研究工作集中在对煤矿生产现状进瑟综合评价( 安全 评价遥燹| j 把安全平价分为安全预评价、安全验收评价、安全现 状综合评价和专项安全评价四类) ，弱蔻煤矿采用熬安全译徐方 法，献评价方法的原理与其体算法角度分析，大多采用传统的理 论方法，或借用其他程业的理骞技术来处理煤矿躯特殊阕题，均 存在一定箭局限往，主要是事故树分析法和安全检查表法( 安全 评价资质中心大都采用安全检查表法) ，其辑究内容主要集中于 安全评价的基础往工作，对安全评价的理论和技术研究等尚不够 深入。煤矿井下生产系统蕴涵藿人一枧环壤构成戆、窆阉分布 及箕复杂的灾害系统。其中入正、自然因索共存，瓦斯、煤尘、 矿井水害、火灾以及顶板枣敖等是其存在豹主要灾窖形式。这些 事放发生的机理各算，弓i 起事放的阂索却相互关联，在时间、空 间上鑫辨灾害砸随时睫地发生，且耀墨影嫡。安全科学豹最新理 论认为：只有时系统的危险程度避行定量评价，事先获得各种事 救的可能压果及其对整个生产系统的影响，默两经技术葶曩安全管 辽宁工程技术大学硕士学位论文4 毽有部门锌对戳的采取措施，达到安全生产的目的。 1 3 3 安企评价的发展将集中在软下凡个方面； ( 1 ) 评价技术韵研究； ( 2 ) 安全评价范畴方面。安全系统的三维结构原理，从时间 维上将安全评价划分为西大类型。即安全预评价、综合管理现状 安全评价、蓬大危险源评价和事故原因分析评价； ( 3 ) 缎织管理方面的研究。政府为主导，组织开展工业安全评 价技术规范和管理标准的研究和制定工作。 i 4 煤矿重大危险源概念、辨识及其评价现状 重大危险源的概念源自羹大工业事故，是指可能导致重大事 故的熊险源。在我阑“八五”攻关课题蘑大危险源辨识评价技 术研究成果的报告中，将蘸大危险源定义为：“长期藏峨时地 生产、加工、搬运、使用戏贮存危险物质，且危险物质的数量等 于或超过临界量的单觉”。煤矿则把重大危险源定义为：可能导 致煤矿重大攀故的设施或场所。 1 。4 1 煤矿重大熊险源的特性； ( 1 ) 煤矿重大攀故波及范围一般局限予矿井蠹部； ( 2 ) 在煤矿重大事敖中，导致人员和财产重大擐失戆橡源， 既蠢势下采掇系统悫霆殓物威与链量，瞧程系统辨静失控熬能量 和甥鹱； ( 3 ) 煤犷重大纯险源是动态变能熬； ( 矮) 煤矿耋大缝豫源豹危险耪震_ 帮能量在缀多情况下是逐 渐鹃欷聚箴煮秀葑豹。 1 4 。2 煤矿重大危陵源豹辨识： 裰据煤矿重大危险源的定义与特性，可以看出，煤矿重大危 险源与工泣领域的羹大危除源有着较大的不同，煤矿重大危险源 的辨谈必须依据其定义着羹考虑煤矿存在的重大事故危险类别， 而将存在的危险物质及其数量作为参考因素。从这一角度出发， 煤矿重大危险源的辨识，主要是辨识煤矿可能发生的各类重大事 辽宁工程技术大学硕士学位论文 5 救。煤矿嚣瓶爆炸搴故、火灾事鼓、顶板事敖、突拳攀载、缣尘 爆炸事裁等都会产生灾难性黪嚣果。嚣北，只要一令煤矿存农瓦 搬爆炸事故危除蛙，裁霹以确定失嚣颊爆炸重大危险源；存奁火 灾事披熊睑性，裁可以礁定必火灾重大怨睑源，其经钕次类推， 也就是谈，只要存在发生某秘重大事赦黪危险嫂或霹戆性，齄霹 定为该秽事放的重大危险源。 1 4 。3 重大危险源谔馀现状及其方法； 蔻睑源评馀是攒根据危险源 句或的危险源系统，以实现系统 的安全为目的，按照科学的程序期方法，对系绞孛躯冬危验爨素 即危险源、事故发生的可能性与攀故可熊造成人员伤亡积财产损 失情况来进行调套茅h 分拆，从两为评馀系统的熬体安全性及制定 鸯效的防护措施提供科学的依据。 危险源评价起源予2 0 世纪3 0 年代的美国保险行业，众业危 险评价则从化工行业开始，始于上世纪6 0 年代。1 9 9 2 年国际劳 工组织第7 9 届会议专门讨论了预防重大工业灾害的问题，1 9 9 3 年6 月国际劳工组织通过了预防重大工业事故公约秘建议书， 它标志着世界各国对重大缎险源开始进行了酱遍关注。我耀在恁 险源评价方面起步较晚，l9 8 1 年我国原劳动人事部蓖次在国内组 织有关科研力量，开展安全评价的研究工作。在1 9 9 7 年才_ 开始 对重大危险源进行登记和申报试点工作，它标志着我国对踅大危 险源开始了规范化管理。 进行重大危险源辨识和确认后，就应该进行重大危险源的评 价工作。我因煤矿重大危险源评价方法主要有： 安全检查袭法( s c l ) 根据具体情况，将危险源划分单元，按照有关规定，列出一 个能够充分检验危险性存在的项目逐一进行检查核对。此方法简 单、易行，可对系统进行定性的评价； 预先危险分析法( p h a ) 在系统设计之初，对系统进行初步定性评价； 辽宁工程技术大学硕= | = 学位论文 5 故障类型及影响分析方法( f m e a ) 根据备予系统的故障类型来定性的对系统评价； 事传樾分板法( e t a ) 剩躅事传拷来定性定量译徐； 故障树分析法( f t a ) 衬用敌障树来定性定量的评价； 危险指数评价方法( f e i ) 利用每个予系统的危险指数值来计算系统的危险指数的谔 价方法，此方法计算比较糖确，但计算很阙鼹； 入熬帮靠性分桥方法( h r a ) 剩用久的霄靠经的概率来计算系统的可靠性的评价方法； 概率危险评价方法( p b h a ) 通过分析予系统的可靠性来计算整个系统的可靠性的概率 大小的评价方法。 ， 进圣亍藿大危险源评馀工作必须遵键戳学性、系统性、雾理性、 可符性、实翅性、最大危险牲、瑟比性、概率求秘、综合性帮霹 分熊经的原爨| j 。 1 5 闯遂的掇出 从我国煤矿安全评价研究动态及发展趋势可以看出，我国灾 密事故安全评价主要集中于综合管理现状安全评价，丽且评价方 法单一，煤矿重大危险源评价将是未来安全评馀发展趋势鲶熏 点。 建露以来，党窝竣瘸十分羹辚煤矿企鼗的安全生产，先耨籁 布了各类法律、瓶程、条例，投入大量资金改进矿山生产设备， 对主要灾害的预防开展攻关研究，并对煤矿企业提出了必须进行 定期的安全评价的规定，同时，具有法人资格的安全评价资质中 心对煤矿进行了宏观的管理评价，这些接施为改羲煤矿企业的安 全生产状况发挥了囊要作用。毽是，煤舻金业内郏黠重大危险漾 豹辫识、评价的研究不够深入，嗣对我麓煤矿企犍耋大危险滁评 辽宁工程技术大学硕士学位论文7 价决策支持系统的研制与开发和其他雩亍业相比，尚处于视级阶 段，。致使耳前在煤矿安全生产中难于准确地把握煤矿生产系绫中 的重大隐患及薄弱环节，难以采取针对性的预防攒施。 目前危险源评价方法大多数都含有相筠大的经验成分，很少 对危险源评价进行系统的研究，生产现场大量的管理经验证明， 仅仅依靠传统的方法和思路，对煤矿重大危险源难以做到有效定 羹的评价，对煤矿煮大危险源的存在状态树事发的危险性很难以 做到系绕科学的辨识评价。因此，煤矿企妲内部如何集合煤矿生 产系统静特赢，建立煤矿重大稳险源菲线住、动态评价模型、建 立有效的评价瑾论帮方法辩媒矿耋大危险源进行评价己成为一 令造甥蒜要麓决静粉漂遂。 1 6 本文疆巍憨蠹容纛意义 照蕾煤扩建设秘发展，在经济测益驱动下，煤矿企业内部对 灾害摩故的监管力度有明显削弱的趋势，对重大危险源的分毒、 分类及动态饿况不清楚，由此引发的各类羹大事故频繁发生，严 重危及了煤矿设施、人员的安全。 1 6 1 本文的研究内容将集中在以下两个方面； 1 ) 在分析现有重大危险源评价方法的基础上，建立了针对煤 矿企业内部熏大危险源评价的非线性、动态评价方法，对于国家 对煤矿企业内部必须定期进行安全评价的要求具有重要的指导 意义； 2 ) 鉴于我国对煤矿蓬大危陵源评价决策支持系统的研究现 狄，本交试探茬施研究了与评价方法相对应的煤矿重丈危险源评 徐决策支持系统，为煤矿金妲内部筏够对耋大危殓源评价傲到准 确、秘学与快捷努辟了邀路。 l 。6 。2 本文磅究熬意义； 提出煤矿重大危险源评份薮戆懋路与方法，综会遴雳系统工 程学、安金管理学、安全评价理论，在辨识煤矿重大魑险源、分 析传统静态评价方法的基础上，深刻揭示煤矿攀故蔻睑的本质特 辽宁工程技术大学硕士学位论文 8 征，对煤矿重大危险源进行深入研究，提如了全新的重大危险源 评价动态方法( 模糊综念评价法、层次分析法、灰色理论和神经 甄络等非线性谔馀方法) ，黠煤矿重大熟险源评徐遴霉定霆分据， 对系绞发生危黢、危害豹耐能性进符危险程痰静确定。将为煤矿 安全警理决策提供快捷和科学的决策信息，及时预涮、控涮事敌、 减少事故损失。对煤矿作好重大危险源评价、事故预防、指导煤 矿安全生产具有重要的理论意义。 辽宁工程技术大学硕士学位论文 9 2 煤矿瓦斯危险源评价 煤矿是矿出伤亡簸为严重的行妲，其事故死亡入数占全国各 类矿由事故伤亡总数的8 0 以上，而瓦斯事故所造成的入员和经 济损失最为严羹。为了对瓦斯爆炸、突出事旅进行有效的控制， 就必须对瓦斯事故的灾交可能性的大小进行危险性评价。 运用模糊数学，层次分析法相结合的评价方法对瓦斯事故危 险源进行辨识、评价。通过分析一个矿井若干条巷邋瓦斯事故风 险，确定巷道瓦斯风险的太小。瓦斯涌出量在一个考察周期内， 变化属于非线性问题，瓦斯固有危险源具有非线性动力性质。根 据灰色预测方法预测瓦斯涌出量，预测精度在误差允许范围内。 风量怒瓦斯事故诱发危险源，瓦斯诱发危险源对瓦斯固商危险源 影响程度以及瓦斯固有危险源和瓦斯诱发危险源之间的相互关 系可以用灰色关联分析，褥到瓦颊涌出量、风量、瓦酝浓度之闯 的关联程度，用来预测巷道瓦额危险程度，对现场有一定的实用 性。 2 1 聪斯事教的研究内容与方法 对瓦骺攀故危除源评馀，传统的方法主要是安全捡囊表法秘 事放树法。事故撼主要震予嚣骺枣故匏定馊分据，安全检查表楚 瓦凝危险状态的主蘩评埝方法。毅毖，这些方法没有钛嚣笨豫炸 蔻脸源燕度出发，来磺究嚣裁事敖翳危险源评徐。 运思系统工程学中薛模凝数学方法计算巷遒捐对隶耩度，验 证了巷遴嚣麓事放撼险大，l 、，可以凳好缝确定风酸程度，风险评 徐最为关键熬透索之一是准确可靠豹确定详价指称豹隶满度，有 效辘确定矮脊髓橇、模糊住质翡危险源评价指标。运用灰色数学 方法，对巷道进行瓦斯涌磁量预澜。运溺灰色关联度模型对巷邋 静飙萤、蕊新浓度、瓦新涌出量进行比较，分析了巷道瓦斯危陵 源风险程度的大小。 2 2 矿井瓦斯爆炸危险源系统结构分析 防止煤矿危险源发生事故的第一步就是确认危险源的存在， 辽宁工程技术大学硕士学位论文 1 0 确定哪些是可熬发生攀藏豹潜奁危险澈。安全规程在瓦斯超限、 ， 爆炸特谯基础上翻定密静危害物质及其稿界量标准，是辨识煤矿 瓦斯危验源的前提和纂础。 2 2 1 瓦斯危险源的分级 馘三类危险源思想对瓦新事故危险源进行分级，不同类型危 险源廒采用不同的分级方法，既符含分级理论又使分级更具有可 操作性。危险源的确定主震根据以往收集的瓦斯事故信息，征求 专家咨询来确定危险源种类。瓦斯事故危险源分布范围广，形式 复杂多交，具有隐蔽蚀和偶然性，对其分级只能选择具有代表性 因素。 危险源系统内最小单元是危险物质，纸险源系统内可能存在 各种危险物质，每种危险物质其致灾因素都不相同，灾变机理 也各荫差异，由各种危险物质构成危险源系统。将危险源系统划 分为一个个相对独立的危险单元。 2 2 2 瓦斯爆炸危险源系统的性质 矿井瓦靳爆炸恁险源系统有下列一些性质： 1 ) 动态性。在煤矿井下采掘进程中，踺罄生声鲍延l 枣，瑟瑟 境、裁对象应运两生，每一时刻，连续送入工作空闻黪耱风对涌 入王住瑟的嚣簸的耢释是非均匀变化熬，襄春动态特征； 2 ) 菲线性。瓦繁爆炸煞殓派系绞是一令耪警复杂钓嚣线牲动 力系绕。火潦与琵袋积聚驰产生爨蠢梗警大的偶然性，氍薪积聚 的澎成及变化是l 线性豹。瓦耨浓度变化具有随税毪。鬣新藕空 气混合气体煞积浆霹能是滋子瓦斯稷聚造成韵，落可能麓由于甄 甥突然无艋律涌蹬造成静； 3 浮价擎元靛簧杂往。煤矿鬣薪瀑炸危险源系统危陵评价的 关键是评价单元的麓分，革元内的瓦斯浓度不仅与所在单元内的 煤籍体性质、开采j 囊术、工作空澜状态、操作正芑等有关，而且 与并下通风系统有关。 j 董宁工联技术大学硕士学经论文 2 。2 。3 嚣簇爆嫁三类蔻险源壤述 l 在事故分析中，瓦斯爆炸攀故散险源模型与下列5 种因素相 荚。实践表明，采用遮种事故模型，能准确描述事故的发生过程， 雅定攀藏熬发宝覆西，覆予事赦麓分类。 j 1 ) 瓦斯固有危险源，如瓦鞭涌出量( 第一类危险源) ； 2 ) 存在引燃瓦斯的点火源( 诱发危险源、第二类危险源) ； 3 ) 环臻串0 ：浓度太子i2 ( 诱笈危险源、第二类危蔽源) ； 4 ) 瓦欺浓度处予爆炸极限藏围内( 诱发危险源、第二类煞险 源) ： 5 ) 管理缺陷( 第三类危险源) 。 一般采说，缝大部分疑矮爆炸攀数只有在5 静嚣素嬲黠存在 并相置作用时才可能发生。但是对具体的瓦斯爆炸事故，模型中 的四个基本因素有其特定的表现形式和相互作用方式，邀构成了 嚣袈爆炸事敬戆多撵经。 瓦斯爆炸事故的发生原因、事故过程、伤亡人数和财产损失 擞都和发生事故的瓦斯危除源系统密切相关。一起瓦斯爆炸事故 豹发生是诱发危殓源、第三类煞险潦多种危陵源嚣素动态，箨麓的 缕果，这些因素不同的作用方式，形成7 一起摩故黝具体特缝。 对一起具体事故，其发生有一定的偶然性，但是对于特定的系统， 天量事故静统计结采帮呈现明登的麓律性。 2 。2 。4 瓦掰爆炸搴教巾第三类熊险源分拆 安全管理方丽存在的问题可以概括为两方丽，一是管理决策 和管理方式失误，二怒管理系统存在严重缺陷。 当瓦鬏浓度处予爆炸极限藏圉凌( 5 1 6 ) ，空气孛氧气 浓度不小于1 2 ，具肖大予引燃瓦斯的最小点火能擞的火源时就 会发生瓦斯爆炸。除了爆炸的三个物理条件以外，还与管理因素 密锈磺关，瓣我黧所发生豹瓦赣事藏统诗分辑袭鹗，笼大帮分事 故是由于管理失误、赞理缺陷造成的，特别是死亡人数在10 人 及以上的重大或特大瓦斯爆炸事故，几乎都是安全管理事故、管 辽宁工程技术大学硕士学位论文 1 2 瑾缺陷造成豹，帮第三类危险源存在较大风险，所戳必须加强第 三类危险源辨谈。 2 3 煤矿瓦斯事藏危除源评价 煤矿瓦新事故危险源实满是由入一机环境构成的动态、复 杂巨系统。煤矿瓦斯事故危陵源是指可能造成瓦斯事故的备种危 险因素，包括瓦斯阐有危险源因素、诱发危险源因素、人的因素。 ，危险性评价的测定是一个多因素判断过程，在所有指标中， 除了有直接麓化的指标外，还有定性指标，他们存在着难以直接 比较的问题，缺乏可比性。煤矿瓦斯事故危险性风险的综合评价 是一个比较典型的涉及多因素的综食判断问题，其结论也存在着 模糊性，只能用一个数值区域来表示，多级模糊综合评判法能够 较好地处理多因素、模糊性及主观判断等问题，因此，多级模糨 综合评判弦怒危险系统风险评价的有效方法。为了褥到综会评价 结果，首先要确定器评价指标的权羹，即确定各评价指标的相对 重要饿。然臌根据实际情况给出各方案煦单指标谖份值。最后， 要将单指标的评价馕按其权值综含起来，褥至g 冬方案鲍综会谔徐 值。 2 。3 。l 多级模期缘会评判方法鲍基本原理 多级模甥综合资判裁是毙把评馀蛉莱事物懿多秘嚣素，按 其愿蠼分必著手类大因素，然嚣对每一类太因素避萼亍裙缀静综合 评徐，最压群对甥级谬徐瓣结采，遴行高级豹综合评价，其过 程魏下： 1 ) 确定因豢集拶，按荬不同满僬分成若干个甄不相交静因素 子集u = 拶l ，u z ，u 。 ，评价集v = “，v 2 ，v 。 ； 2 ) 鼯每个玩转= 1 , 2 ，哟迸行窃级综合评价。裉据 u 女= 魄l ，u 协，帮饥 牵各因素豹作沼大小，赋予相应的投数4 ， ” a k = ( d 舻矗，口圾) 且= l ，慰u # 中蛇每个因素豁按照评绘嶷 t = l v = v 1 ，”2 ，v 。 的 等级评定出 对v ，的 隶属度 坚室王整垫查杰堂堡主鬈堡堡塞 ! ! ( f 一1 , 2 ，n ；j = 1 , 2 ，砌，由此组成单因素评价矩阵风。然后研得出 玩豹一缓综合评价： b k = a r 女= ( 以l ，6 1 2 ，6 k ) ，( 豇= 1 ，2 ，丹) ； ( 2 1 ) 3 ) 对u 进行综合评价，将u 中的挖个困素子集瓯( j i = 1 , 2 ，胛) 着 成楚h 上靛释个单因索，按务殴在耵中骥起作用懿大小分歉投耋 4 ，a = ( 吼。，a k2 ，一，a h ) ，由各仉的评价结果矾，( 七= 1 , 2 ，撑) ，得出总的 译徐矩薛： r * 最 岛 ： 瓯 嚷，趣： b ，“：刘 则得如u 的综合评价b = a o r = a o 琶 b 2 ： 鼠 ( 2 2 ) = 纸，如，) ( 2 - 3 ) 2 3 2 危险因素及其税藿的确定 煤矿琵耘事数受第一类筑险源、筹二类危险源、第三类危险 源的影响，这些因素可分成下列不同层次的集龠，建立因豢集， 摄撂褰萋瑟懿分辑，瓦赣事敌煞险源风殓译徐掺糠俸系魏瑟2 - 二i 所示。因素集的确定主要根据专业知识和经验选择主骚的因素。 确定因素集怒模颧综合详价的基磋，在安会检查表和专家调 查基础上确定评价指标体系( 如图2 一1 ) ，第一鼷评价指标3 个， 第二朦评价指标1 8 个。评价集为：v = 很安全h ，较安全v i ，一 般安众毪，不安全毪，缀不安全飞，特别不安全v 5 ，秘应约分僮 为 9 0 ，8 0 ，7 0 ，6 0 ，5 0 。4 0 。 要逶行练舍译嚣，关键豹闽瑟是翔搿构造评价短阵霹，静如 何确定隶属度，亦即如何得出备因豢对煤矿瓦斯事故风险影响的 重要程度，即衩爨向量a 。 1 ) 确定评价攒标的权重 辽宁工程技术大学硕士学位论文1 4 瓦 期 事 故 熊 陵 源 ( 1 ) “穷尽成对比较法”确定备因素的权羹； 霾寿煞蹬灏困素u ； 第一类危险源 诱发危险源因索u 第二类危险源 人的因素璩 第三类危险源 瓦斯涌国量u ， 机电设备的失爆率u z 琵麓动力系数弧 地质因素u 瓦斯含髓u t s 火源u i e 采区照明u 。： 逶风系绕u 2 z 噪声条件u 2 3 信号u 2 设备布鬣u z s 员工豹技能取经验洳t 员工的职业责任感u ” 员工的总体水平u ” 员工培锱豹全蟊梭酗 管理干部监察水平u ，s 基三翌煎壅塑垫娄墨壅蝥 规程标准化执行水平u s t 图2 i 瓦靳事故危险源评价指栋体系 对各嚣素鲍羹视程度即权重表现失上鲍一个模糍子集，可 用模糊向量表示为： a s ( 痒l ，露2 ，嚷) ( 2 - 4 ) 其中q 是对第，个元素煎视程度，通常应满足归一性和非负 性条彳串： ，o ( 2 5 ) = i 煤矿菜一区域发生瓦惫彰数莛验蛙羧溅中，可采矮“穷尽对 比法”来确定各因素的权重。 群 霉“穷尽瑟眈法”，是将嚣豢集中渚元素两两穗皖，两眈 较结果有3 种：设有z f ，和“，两个因素，若“，比“，熬要，则给甜，赋值 l ：若“，和都，同等鬟要，刚给封，赋值0 5 ；着用“。表示匈两个因素 重要燃比较的结果，则 逻宁工程技本大学颈士学位论文 1 5 | l群冀群，鬟要 牲。= 0 5 虬t 和“，同等重要 ( 2 6 ) l0 虬不如毪踅要 鸯茨壹菜一耀素瓣权羹为零，霹另莰一虚羧透索镬掰有 原因素都比其重要，显然有材。，* 1 ，= l ，2 ，摊) ( 2 7 ) 若考虑全部比较结果，则所有因素比较值之和为； 囊芝，：雩竽 ( 2 吲 l _ l - l ，# f 越白 各因素的权匿为a 。= i 篇丁一 ( f = 1 , 2 ，盯+ 1 ) ( 2 9 ) 瓠， j = lj = l 显然a n “= o 。 ( 2 ) 层次分耩法确定译价稽标投豢 采用层次分柝法，用9 标度法通过各指标阀两龌比较建立评 价矩阵。采用“方根法”对每一个判断矩阵求出最大特征值和所 对应懿特薤淘量，并遮焉一致褴指标e i ，隧梳一致榷指标r i 和 一致性比率c r 作一致性检验，装c r 0 1 ，认为判瞬矩障具有满 意的一致性，特征向量归一化后即为权向缀，否则，需要重新构 造翔断矩阵，直蓟兵裔满意的一致往。 2 ) 评价指标的处理 各评价因素的权重分配或重要性排序。确定权系数的计算结 栗列于表2 i 中。 2 。3 。3 褒疆痰及冀隶耩丞数茨确定 确定隶属函数或隶属度的方法有许多，可用模糊统计、专家 调查法等，判断隶属函数是否符合实际，主要着它魑否正确地反 获了元素袁瓣集会臻誉瘸子集合这一交促进程的整体籍鬣，焉不 在于单个元素的隶属度数值如何。隶属度多由人们凭经验作出刿 断，因而带商一定的主观性，为了客观、真实地反映隶属度，减 。 表2 1 指标权重计算及一致性检验分析结聚 因素权值 基础指标权值 致性检验 蓐勰涎如重u i - 0 3 3 3 ic l - # ；0 。0 0 5 6 鑫宥煞蹬源 糖惫设备弱失簿攀“ ，0 。0 7 7 4* j # # = 1 2 l0 0 因素u o i8 5 1 瓦斯动力系数u 0 1 2 0 2c r _ _ = 0 0 0 4 6 ( 第一擞危地质因素 险源) 嚣斯禽量 灭灏# ，。 u l u l 荣区照明u ：， 诱发因素u 。 通风系统u ：， ( 第= 擞危0 2 8 2 2 噪声条件u ：， 验源) 太的嚣索u ， 僖鼍u 橙备布置u 。 员工的技能和经验u 。 员工的职业责任感u ，。 费z 的总体承平n ，。 0 1 2 0 2c l _ = 0 0 0 9 3 0 12 0 2蒜lt 驾i 0 7 0 0 0 ，2 3 8 9 c r * = 0 ，0 0 8 7 0 1 1 6 9c ， 一0 0 0 4 2 0 4 223 r i = 1 i4 0 0 0 2 33 9c r = 0 0 0 3 0 e 。1 5 7 8 e i ：- = 0 0 0 4 2 0 0 8 8 i r i = - = 0 5 8 0 0 6 1 25 0 c r = _ = 0 0 0 7 2 0 1 2 5 0 c i # = 0 0 6 3 2 0 1 2 6 0 r i # = l 。2 6 7 6 ( 繁兰类危0 5 2 8 7 爨王嫱蠲魏垒蘑毪u 。0 ，1 2 5 0c r # 。= 0 。0 0 2 5 险游) 管理干韶监察水平u ，0 2 5 0 0 致性均满意 员工对避灾的熟悉程度u 。0 12 5 0 规糕标准佬执行水平1 , 1 。zo i2 5 0 少译徐误差，裁应广泛浚集各寿关入爨豹浮售意觅，势热默翳学 的综合。 的确定带有一定的经验性和主观成分，并具有一定 。它需簧以模糊现象的舆体特点出发，淀意总结和 积累豹安黢经验，虽容诲骞一定戆入凳技巧，毽最 观实际为标准。嚣诧，爱确定函素集巾每一因素隶 ，可以借撩模糊控制中常用的隶属函数确定方法， 的规律，预先构造各因索隶属度模糊子集，当然构 经验，不楚凭空捏造，鲻对经检验屠瘦遴一步完善， 数性麓客蔓布懿 函律长合程分定 属觌销符拘率一隶观入激矿概要客取要于据霉的啜终属依造 塑型型述塑兰丝堕一, 1 1 11 1 “一 f 得到较为接近真实情况的隶属度。 袋璃函数静确定。 硝) = k 1 0 0 ：7 9 0 0 l j ! ! 竺= 纽 l8 0 一为 磊鳓，一 矗函，) = 石， 。) = o 9 0 - l 9 0 8 0 l 铂i 一6 0 7 0 6 0 o o 3 0 一强1 8 0 7 0 l 强i 一5 0 6 0 5 0 o ( 9 0 冁l 1 0 0 ) ( s o g 却1 1s 9 0 ) ( 群l l 8 0 ) ( 9 0 u n 兰l o o ) ( 8 0 砘l - 4 9 0 ) ( 7 0 s l _ 8 0 ) ( 确，7 0 ) ( 9 0 9 蚝is 1 0 ( 8 0 材1 1 _ 9 0 ) ( 7 0 瓣l 8 0 ) ( 6 0 i - 4 7 0 ) 鳓l - 6 0 ) ( 8 0 蕉a t l _ 1 0 0 ) ( 7 0 s , i i _ 8 0 ) ( 6 0 9 l 7 0 ) ( 5 0 l _ 6 0 ) ( 蚝l - 4 5 0 ) ( 7 0 , i i _ 8 0 ) ( 6 0 甜1 l 7 0 ) ( 5 0 “l l 6 0 ) ( 4 0 1 s o ) l0 6 0 a 码ls 7 0 ) 兀 l ，) = i6 6 0 。- 一u 5 n 万( 5 。甜l l 6 0 ) l 1 ( 确l 5 母 将专家评分值代入上述隶属函数公式可得到 n l 。z i 1 1 ) ，1 2 一z 2 ( 打) ，1 3 = 石3 ( 卸。) ， 如l2 z ( “ 2 ) ，7 - 2 2 * z 2 ( 2 ) ， j = 3 ( 蚝2 ) ( z - 1 0 ) ( 2 1 2 ) ( 2 1 3 ) ( 2 l5 ) 以下隶属度： ( 2 一i6 ) ( 2 一i7 ) 盘一。 ，iiilllififit | ) 材 (， 鳓 锵柏 o二一二一 弛一 蚝一如 flltf|llijlliilllfil 辽宁工援技寒大学颈圭学位论文 t 8 r 3 1 = 石l ( u 1 3 ) ，r 3 2 = i 2 ( “”) ，b = 石，似1 3 ) ， r 4 l = z l ( 4 x r 4 2 = z 2 ( 1 1 4 ) ，r 4 3 = z 3 1 4 ) ， r s l = zj ( 毪s ) ，如2 = 点2 国1 5 ) ，r 5 3 = z ，( 群1 5 ) ， r 6 1 = 鼻l 斛4 = 爿l r 4 1 = ( 0 7 5 2 3 ，0 4 9 7 4 ，0 1 3 7 5 ，0 0 9 6 2 ，0 1 2 0 2 ，0 0 2 4 0 ) 硝卵= a i r f ”= ( 0 6 5 7 6 ，0 2 51 6 ，0 3 2 8 5 ，0 2 9 31 ，0 0 2 3 9 ，0 ) 硝d = a 1 霞f 旬= ( 0 6 3 7 5 ，0 6 6 4 4 ，0 3 0 0 4 ，0 1 6 8 3 ，0 1 7 2 1 ，o ) 24 6 4 巷道瓦疑事敖第二类蔻黢源计算_ i 霪程摇下： b 2 = a 2 r 1 2 = ( o 5 7 0 3 ，0 9 8 6 4 ，0 4 2 8 7 ，0 0 1 3 6 ，0 ，0 ) 鹾卵三也晨 鄞= ( 0 6 6 0 7 ，0 9 0 5 0 ，0 4 5 6 2 ，0 0 9 5 0 ，0 ，o ) 嚣；4 = a 2 最 4 = ( o 6 1 8 1 ，0 5 9 8 5 ，0 3 8 0 9 ，0 1 2 3 8 ，0 t 妨 嚣 = a 2 震箩= ( 0 3 1 2 8 ，0 。6 5 3 1 ，0 6 8 7 2 ，0 3 4 6 9 ，0 ，o ) b 5 6 1 = a 2 胄 6 = ( o 1 4 8 8 ，0 6 3 3 9 ，0 7 3 1 4 ，0 5 9 1 9 ，0 ，o ) 24 6 ，巷道瓦斯事故第三类危除源计算过程如下： 毯2 = a 3 麓2 = ( o 。2 0 0 0 ，0 9 0 0 0 ，0 。6 7 5 0 ，0 。1 0 0 0 ，0 ，0 ) b ”= a 3 发 = ( 0 5 5 0 0 , 0 。8 5 0 0 , 0 4 5 0 0 ，0 0 6 2 5 ，0 ，o ) 硝4 1 = a 3 r 4 = ( 0 5 5 0 0 ，0 9 1 2 5 ，0 4 5 0 0 ，0 0 3 7 5 ，0 ，0 ) 奄5 = 曩毯鄄= ( o 3 6 2 5 ，0 8 7 5 0 ，0 6 3 7 5 ，0 0 1 2 5 ，0 ，o ) 毯哪= a 3 硝母= ( o + 3 0 0 0 ，0 。8 7 5 0 ，0 7 0 0 0 ，0 。0 1 2 5 ，0 ， 24 64 巷道瓦斯骥故危险源计冀过稷如下： b t 4 ) ： ( 2 3 7 ( 2 3 8 ( 2 3 9 ( 2 4 0 ( 2 4 1 2 4 2 2 43 2 4 4 2 4 5 2 4 6 4 7 4 8 4 9 5 0 5 l ( 2 5 3 ) ( 2 5 4 ) 25 2 ( 们习 l2 o o 09 8 3 4 6 3 o o 52 爵o o o o够 3 l 6 2 2 3 o 0 o 2 4 o 3 3 o 4 9 8 2 4 4 o 0 o 8 3 7 9 5 6舱勰m o o o ，。，l = 2 孚 1， o o o o o o o 9 7 ，4 2 8 4 3 o o o o o o 8 5 3 9 5 s 7 1 3 l 2 2 o o o 8 5 4 l 7 4 5 2 4 3 4 4 o o o 4 l 6 7 2 7 8 1 8 3 3 2 o o o f。，；。，l = 3 日 ttti_-，l 84 溅o 0 e93 嚣o o e 雏侈蛇 5 7 l 0 o o 0 0 5 3 8 霹l o s 2 3 o 2 2 0 0 e 6 7 9 5 7 7 o 4 6 3 3 4 o o o 2 l l 2 9 2 6 5 8 4 3 2 o o 0 辽宁工樱技术大学硕士学位论文 2 3 10 3 4 6 00 3 6 0 60 1 6 3 00 0 9 1 30 0 3 9 10 嚣= l0 0 7 0 70 ，3 0 1 00 3 4 7 30 2 8 1 00 0 2 7 00l( 2 5 6 ) | 0 1 5 8 9 0 4 6 3 60 3 7 0 9 0 0 0 6 6 00f a b 2 = ( o 1 8 5 0 ，0 4 3 8 2 ，0 2 9 3 4 , 0 0 6 8 0 , 0 。0 1 1 5 ，0 ) ，a b 2 v 7 = 7 6 8 9 9 ，达到安 爿嚣f 3 ) = ( o 3 11 8 ，0 4 2 0 7 ，0 2 1 8 5 ，0 0 4 5 0 ，0 ，0 ) ， a b 3 v 7 = 7 9 9 1 3 ，达到安全 爿嚣4 ) = ( 0 3 3 6 0 ，0 4 0 2 1 ，0 2 0 0 1 ，0 0 4 1 4 ，0 0 1 3 7 ，0 0 0 2 7 ) ，a b 4 v = 7 9 6 9 2 ，达 a b 5 ) = ( 0 2 2 4 0 ，0 3 6 7 2 ，0 3 1 4 6 ，0 0 8 7 3 ，0 0 0 2 9 , 0 ) ， a b ”矿7 = 7 6 9 4 1 ，达副安 a b 6 = ( o 1 6 8 0 , 0 3 9 6 8 ，0 。3