煤矿瓦斯概率风险评价方法研究

王 轩

（北京科尔康安全设备制造有限公司，北京市海淀区，100176）

煤矿瓦斯概率风险评价方法研究

王 轩

（北京科尔康安全设备制造有限公司，北京市海淀区，100176）

根据煤矿事故的特点，在对多种风险评价方法优缺点分析的基础上，重点对概率风险评价方法进行了研究，充实、完善并规范了概率风险评价方法的评价内容、计算公式和评价过程，在某煤矿1371工作面进行了实践，结果表明，煤矿瓦斯概率风险评价能使管理者对危险状况有较为直观的了解，从而及时构建出各工作面的危险评估计划表，对矿井瓦斯危险情况进行科学预测和控制。

瓦斯风险 概率风险评价方法 煤矿安全

将风险评价方法应用于煤矿管理实践是对煤矿实施瓦斯风险管理的主要内容之一。煤矿风险评价分为定量和定性两种方法。定量分析评价是把风险评价及决策与瓦斯风险的度量很好地结合起来，对瓦斯风险进行定量分析评价，从而消除危险或降低危险程度。因此不断改进、完善和创新安全评价方法，进一步加强对瓦斯事故的风险评价，是落实“安全第一，预防为主，综合治理”的前提和保障。

1 瓦斯风险评价常用方法分析

近年来，安全评价技术的研究在世界范围内受到广泛重视，但迄今为止，国内外对煤矿瓦斯风险评价方法的研究尚不够充分和完善。下面就目前常用的风险评价方法做简要分析。

1.1 安全检查表法

安全检查表法是一种根据经验或系统分析结果进行评价的方法，在国内外普遍使用。它通过研究各生产环节的隐患，确定检查项目，并按照系统顺序制成表格，然后根据项目进行检查。其优点是操作简单、直观，易于企业的同步管理。

这种评价方法存在的主要问题是：（1）检查表的编制及评价结果含有相当高的经验成分，专家凭主观意识来确定权重及其指标值，因此，评价结果容易受主观经验的影响；（2）对系统安全结构的控制缺乏深度和系统性；（3）以最终的得分为评价依据，模型和系统间的差距较大；（4）作为一种静态评价方法，无法做出整体的动态安全评价。

煤矿瓦斯事故的发生是一个动态过程。由于其随机性和模糊性较大，不确定因素较多，且各种因素状态也不明确，因此对煤矿进行风险预测和评价时，一定要确保其实时性。显然，检查表的形式是不能满足实时动态这一要求的。

1.2 常规统计法

该法是应用数理统计原理，进行回归分析的一种方法，是众多传统方法中的典型代表，目前仍在广泛应用。但这种方法只有在评价因素少，且主要影响因素突出的系统安全评价中才比较实用。

1.3 作业区域瓦斯爆炸危险性评价

该法充分考虑了矿井瓦斯等级及瓦斯偶然积聚的严重程度对瓦斯爆炸灾害事故的不同危险性。但只能较好地评价瓦斯突然积聚所造成的危险，无法对引起瓦斯爆炸的其他危险因素进行评价，如瓦斯突出、顶板冒落、其他火源等。此外，其统计也较为困难。

1.4 瓦斯灾害指标评分评价模型

这种评价方法原理简单，但评分指标模型不完善，对所列各项指标在评价中的不同作用未予考虑，各因子的取值不尽合理，而且对矿井环境因素考虑不全面。因此，该法目前只能作为瓦斯爆炸危险评价的一种尝试，没有太大的实用价值，更不能实现煤矿矿井瓦斯爆炸预测与预警的功能。

1.5 隧道安全评价法

该法是将瓦斯爆炸事故的影响因素（如地质条件、巷道延伸距离、巷道断面和空间状态等）作为自变量，给出瓦斯爆炸事故的评价函数的一种方法。由于只考虑了环境因素，对人员、管理等因素没有考虑，因此，其应用也受到限制。

1.6 概率风险评价法

概率风险评价法代表了安全评价的又一个发展方向，是一种精度较高的定量安全评价方法。它将危险概率值划分为若干等级，作为系统安全评价和制定安全措施的依据，通过对灾害后果的估计，来综合反映系统的危害程度，并同既定的目标值相比较，判断其是否达到预期的安全要求。用公式可表示为：

式中：D——系统的危险性；

P——事故发生的概率；

C——损失程度。

使用概率评价方法的前提是对系统进行完整分析，得到充足、准确的数据，否则使用起来很困难。

2 概率风险评价方法的研究

目前比较适用于煤矿危险源分类分级的方法是概率风险评价法，但在煤矿的实际工作中，仅仅只有概率还是远远不够的，因为瓦斯危险不仅与超限概率有关，还与瓦斯涌出的强度有很大关系。为此，笔者做了一些研究。

2.1 增加对瓦斯涌出强度因素的评价内容

在不同地点、不同时期，瓦斯的涌出强度有很大不同。因此，应该在概率风险评价法公式的基础上加入涌出强度的因素，即根据事件或事故发生的可能性、程度及其可能造成的后果的乘积来衡量风险的大小，这样就会使系统分析更加完整，数据更加充足和准确。

危险源产生风险评价值计算公式如下：

式中：P——各个位置发生瓦斯超限的概率；

L——各个位置瓦斯涌出的强度，m3／t；

C——事故可能造成的损失。

2.2 关于参数赋值标准

使用德尔菲法对瓦斯超限的概率、涌出水平和事故损失值进行分类和赋值，并制定相应标准。

瓦斯涌出的水平与事故损失取值分类见表1～表4。

表1 瓦斯超限的可能性标准

表2 瓦斯超限水平标准

表3 瓦斯涌出量超标危害性标准

表4 瓦斯风险级别

2.3 参数赋值使用注意的事项

煤矿井下是个异常庞大的立体结构，不同的深度，不同的工作面，瓦斯的分布情况存在很大的差异，而且不同的工作面，其地质构造、开采方式、开采时间等都不一样，所以它们很难在同样的数据平台上进行分析。因此运用参数赋值进行分析时，要特别注意对过去几年中该工作面的几个瓦斯检测数据异常点进行统计，以使数据更加完整、充足、准确，因为随着掘进深度和瓦斯情况的变化，检测点瓦斯数据异常点的数据每年也都会有所变化。

2.4 参数赋值的程序或步骤

（1）对过去几年中某工作面的几个瓦斯检测异常点数据进行统计。

（2）将历年各个现场位置的瓦斯平均值进行统计，得出数据表。

（3）使用德尔菲法对现场各个位置的事故损失值进行评估赋值，得到数据。

（4）根据以上数据和赋值标准，构建该工作面危险评估计划表。

2.5 概率风险评价法的应用实践

运用概率风险评价方法，按照以上参数赋值使用的步骤，对某煤矿1371工作面2005－2009年的几个瓦斯检测点瓦斯数据异常点进行统计，找出平均值，再用德尔菲法对现场各个位置的事故损失值进行评估赋值，然后根据得到的数据和赋值标准，构建出了该工作面危险评估计划表，见表5。

表5 某煤矿1371工作面危险评估计划表

3 结论

本文从事前预防和控制的角度出发，结合煤矿实际，进一步完善了概率风险评价方法的内容，对矿井进行危险评估，使管理者能够对危险的状况进行较为直观的了解，及时构建出各工作面的危险评估计划表，从而对矿井瓦斯危险情况进行科学预测和控制。显然，概率风险评价方法可以为风险决策者提供有价值的定量信息，为实施安全措施提供可靠的依据。它能够在事前避免因无安全风险计划带来的生产隐患，对加强矿井风险整改和管理具有重要意义。

[1] 曹庆贵.煤矿安全评价与安全信息管理[M].徐州：中国矿业大学出版社，1993

[2] 张秉义，刘素兰.煤矿安全系统工程[M].北京：煤炭工业出版社，1999

[3] 石剑荣，叶明.突发事故概率估算研究[J].中国安全科学学报，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.

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TD712.7

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王轩（1981－），男，北京人，工程师，中科院项目管理专业在读硕士研究生，现在北京科尔康安全设备制造有限公司工作。

（责任编辑 梁子荣）