煤矿瓦斯爆炸的风险评价模型

　　瓦斯爆炸的“人一机一环境”系统

　　事故致因理论认为：人、机（物）和环境这3个因素在同一时间和空间两两相遇时才可能发生事故。图1是危险因素组成的瓦斯爆炸人一机一环境系统图，图中两圆交叉部分为事故易发生区，而3个圆相交部分为事故高发区。

　　瓦斯爆炸的风险评价模型

　　为了研究煤矿瓦斯爆炸事故的危害，寻找系统的薄弱环节以及系统安全性的技术途径，在对瓦斯爆炸的“人一机一环境‘，系统进行分析的基础上，根据科学性、系统性、可行性和可比性的原则，建立危险源风险评价模型。同时根据矿井瓦斯爆炸的特点和以往事故原因的分析，参照其他行业的评估方法，提出煤矿瓦斯爆炸风险评价模型方程：H＝KD /6       

　　式中H—危险源系统的风险度；H的范围：0<H≤1；

　　K—系统不安全系数；

　　D—系统的风险度。

　　为使H的值标准化即处在0和1之间所以将KD的值再除以6.

　　很明显，有了危险源系统的风险度H，便可得出瓦斯爆炸可能性的大小。

　　系统不安全系数K的确定

　　根据系统论的观点，系统不安全系数应该是人、机、环境的不安全系数的交集，本应按照概率论的方法去计算，但为简便起见，现采用下面的方法去估算K，即：

　　K＝（P1+P2+P3）/3

　　式中P1—人的不安全系数；

　　P2—机的不安全系数；

　　P3—环境的不安全系数。

　　（1）系统的不安全系数具有模糊性。瓦斯爆炸破坏性很强，事故现场难以保护，因此历次事故的真正原因不是很准确；加之长期以来我国对设备故障率未作系统分析，很难收集这方面的资料。因此瓦斯爆炸基本事件具有模糊性。也就是说人、机、环境的不安全系数具有模糊性。所以，我们可对某煤矿的人、机、环境的不安全系数作自然语言判断，然后采用特尔斐（Delphi）法将这些自然语言数字化，得到人、机、环境的不安全系数P1、P2、P3.

　　对一基本事件的的危险程度，我们可用自然语言集A＝{严重，中等，一般}中的一个值表示。根据特尔斐（Delphi）方法，我们将自然语言集A大致映射成相应的数值集C={0.6，0.3，0.1}.

　　对人、机、环境的不安全系数P， ‘PI ’P3的评估方法。

　　对人的因素进行评价时，主要对人的素质进行评估。评估时主要考虑以下几个方面：①领导安全意识及管理者接受安全教育和培训情况；②管理者的安全管理水平；③对安全技术、安全教育的资金投入情况；④安全机构及人员配备情况；⑤职工安全教育和培训情况；⑥职工自救能力；⑦安全部门的职能是否得到有效发挥。

　　对机的不安全状态因素分析。导致瓦斯爆炸的机的因素很多，评估时主要对以下几个方面进行评估：①通风系统安全可靠性；②生产设备安全可靠性；③仪器仪表完好率及安全可靠性；④瓦斯监测系统及其有效性；⑤电气防爆及防静电能力；⑥电力系统的安全可靠性；⑦安全投入资金的多少。

　　对环境的不安全状态因素分析。导致瓦斯爆炸的环境因素比较复杂，评估时主要参照以下几个方面：①瓦斯的抽放情况；②作业场所的温度湿度；③有害气体和粉尘的浓度；④作业场所的风速、风量；⑤作业场所的安全出口；⑥地质构造情况；⑦消防管路情况；⑧防爆、隔爆设施的情况。

　　通过上面的评估标准，我们可以给出人、机、环境的不安全程度的自然语言，从而得出P1 ，P2，P3的值，继而我们可算出系统不安全系数K的值。

　　系统的风险度D的估算

　　风险度的值为事故概率与事故后果的乘积，由于煤矿生产系统中与生产安全有关的因素较多，本文中风险度的计算采用格雷哈母提出的LE C法，即：

　　D=LEC 式中D—风险度；

　　L—发生事故的概率；

　　E—作业场所人员密度；

　　C—事故严重度。

　　（1）发生事故概率L的确定。确定发生事故的概率时，为简化评价过程，可采取半定量方法。首先对导致瓦斯积聚的可能因素进行分析，然后对引燃瓦斯爆炸的可能因素进行分析。根据瓦斯爆炸的条件，氧气浓度的因素在井下各作业地点是满足要求的，评估时可不予考虑。综合以上两种可能因素得到10种有效的组合方式，然后按照不同组合方式的可能性给予不同的指标。

　　（2）作业场所人员密度E的确定。根据作业场所人员的多少，给予E不同的值。

　　（3）事故严重度C的确定。瓦斯爆炸的后果是造成人员伤亡、设备和通风设施损坏及巷道的垮塌。为简化计算，对C值不再分级，取值为1.

　　结论

　　在矿井瓦斯爆炸研究中，建立定量的分析模型，对矿井瓦斯爆炸进行定量分析是十分必要的，它可以量化矿井瓦斯爆炸的可能性，为防止瓦斯爆炸提供量化指标。并可以对瓦斯爆炸发生的原因作出明确的认定，从而进行积极的预防和监控。