基于ANP方法的煤矿安全生产风险评价

杨 军，宋学锋

（中国矿业大学管理学院，江苏徐州221116）

0 引言

煤矿安全生产如何进行有效的监管，一直是各级监管部门探索的主要问题。目前煤矿监察部门主要停留在事后处理方面，而对于事前评估预警方面尚没有形成一套规范性和系统性评价指标体系，导致安全检查的监督效应难以有效体现。梳理出影响煤矿安全生产的风险评价指标，对煤矿安全生产风险评价及检查具有重要的研究意义。

国内外学者在煤矿安全生产评价方面进行了大量的研究工作，其研究成果具有较好的借鉴意义。但现有研究对于通风指标的体系的梳理相对较为具体，而对于整个矿井的风险评价尚未进行科学、规范的指标体系；同时现有矿井安全生产评价指标体系多侧重于生产、掘进、通风、瓦斯等技术方面，但由于煤矿安全生产的复杂性，现有评价指标体系的全面性、系统性和可操作性有待进一步深化。研究方法主要侧重于递阶层次关系的层次分析方法，而对于指标间的关联关系尚未进行研究。

1 研究方法

网络层次分析方法（ANP）的特点是在层次分析方法（AHP）的基础上综合考虑了各元素及相邻层次间的相互影响关系。系统内的元素关系不再是简单的递阶层次结构，而是一种复杂的网络结构。

ANP方法主要是利用“超矩阵”对相互影响的因素进行综合分析以得出其混合权重。假设在ANP系统的控制层元素有A1，A2，…，Am，网络层元素有B1，B2，…，Bn，其中Bi中有元素e1，e2，…，en，i=1,2,...,n。以As为准则，以ejl为次准则，对元素组Bi中的其他元素对ejl的影响大小进行比较分析，得出As下的比较矩阵Wij，并进一步分别计算其权重向量。可得到准则下各元素对元素组Bi影响大小的超矩阵。其形式为：

以As为准则，对As下各组元素对准则Bi的重要性进行比较。由此得加权矩阵：

2 煤矿安全生产风险评价指标体系构建

本文依据科学性、系统性、全面性、易评价性、独立性等指标确定原则，并在在综述国内外相关研究文献的基础上，通过对国内大型矿务集团煤矿安全生产的运行实际，从人力资源配置、安全规章制度及执行、作业环境、地测及防治水、一通三防、防止煤与瓦斯突出、采掘系统、机运系统、煤矿固有风险等9个方面、101个指标，构建煤矿安全生产风险评价指标体系。具体一二级指标如图1所示：

图1 煤矿安全生产风险评价指标一、二级指标体系图

指标1：人力资源配置。主要侧重于煤矿安全生产管理人员配置情况、煤矿安全生产管理人员是否经过培训考核并取得煤矿安全技术资格证、特种作业人员按要求参加相关资格培训，并取得操作资格证书、作业人员日常安全培训及考核、新工人的比例；

指标2：安全规章制度及执行。主要包括：矿井“五证一照”是否齐全、矿井是否建立完善的安全管理制度、领导跟班制度是否严格执行、矿井是否建立安全生产责任制、煤矿企业是否编制年度灾害预防和处理计划、安全投入是否符合要求、安全生产隐患及整改情况、安全生产机构设置是否完备、矿井安全文化建设情况。

指标3：作业环境。主要包括温度、照明、粉尘浓度、风速、噪声、有害气体。

指标4：地测及防治水。主要包括矿井基本矿图是否符合要求、地测部门所派发的相关通知单是否完备、主要泵房出口及矿井主要水仓设置是否符合要求、矿井是否配备与矿井涌水量相匹配的排水设施、矿井是否有完善的水文观测系统、矿井防治水基础资料是否完备、水文地质条件复杂矿井是否建立水闸门与水闸墙或安装排水能力不小于最大涌水量的潜水泵、防水煤柱的留设是否符合规定。

指标5：一通三防。主要包括矿井是否有独立的通风系统、风量供需比是否符合要求、矿井通风设备及仪表是否完好、矿井主要通风机装置外部漏风率是否符合要求并定期检测、矿井、采区通风能力能否满足生产需要、矿井有效风量率是否符合要求、高瓦斯、煤与瓦斯突出或易燃煤层采区是否设有专用回风巷、回风巷失修率是否符合要求、局部通风机的安装和使用是否符合规定，不发生循环风、采掘工作面和其他工作地点做到无瓦斯超限作业，无瓦斯聚集、每班检查次数符合规定，瓦斯检查员在指定地点交接班，无空班和漏检、停风区管理符合规范、瓦斯检查每日记录是否完好，每日是否及时上报矿长和矿技术负责人、是否建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统、瓦斯抽放系统应定期测定瓦斯流量、负压、浓度等参数、定期检查抽放系统并对抽放仪表进行校正、瓦斯抽放矿井，应按时完成抽放量计划、煤矿建立完善的爆破材料管理制度、严格执行“一炮三检”和“三人连锁”放炮制度、高瓦斯、突出矿井采掘工作面放炮必须执行停电制度、实行爆破作业的采掘工作面必须实行湿式打眼，放炮使用水泡泥，放炮前后要洒水和冲洗巷帮，掘进工作面实行放炮喷雾、矿井按《规程》规定安装安全监测监控设备并运行完好、安全监测监控设备定期调校和测试、监测监控记录完好，管理规范有序、矿井是否建立防灭火系统、开采自燃煤层的矿井，是否定期开展火灾的预测预防工作、矿井是否存在CO超限作业、煤层开采前是否注水、隔爆设施安装的地点、数量、水量及安装质量符合要求、防尘制度是否健全、记录完好。

指标6：防止煤与瓦斯突出。主要包括在突出煤层进行采掘作业的工作面，须进行预测预报、突出煤层的采掘工作面应根据预测预报的结果，按照批准的防止突出措施进行作业、采取防突措施后的工作面，应进行效果检验、突出煤层作业的采掘工作面，须按照《规程》要求有经批准的防突措施、开采突出煤层的矿井，应有实践经验的专业技术人员组成专门的防突机构，有专门的防突施工队伍、井巷揭穿突出煤层，必须采取经报企业技术负责人审批的安全技术措施，并探测突出煤层的有关参数。

指标7：采掘系统。主要包括矿井采掘关系是否正常，三个煤量可采期是否符合规定、设备是否定期检修并记录完好、是否对支护质量及顶板进行动态监测、能否认真开展班评估工作、工作面地质预报、工作面控顶范围内，顶底板移近量是否符合要求、是否存在迎头空帮空顶、留煤顶开采是否符合规程、安全出口设置是否符合要求、支架顶梁与顶板设置是否符合要求、井下图板悬挂布置是否合理，便于作业人员观看、采掘安全设施是否齐全、有效，并定期校正、采掘设备安装与拆除流程化、规范化。

指标8：机运系统。主要包括机电设备是否具备煤安认证标志、矿井机电设备是否运行完好、小型电器是否运行完好、电缆吊挂是否运行完好、是否能够完成集团公司（局）下达的大修计划、矿井是否有应急提升预案、地面供电系统能否满足生产要求：矿井双电源，分列运行；主要设备双回路、井下供电系统是否符合要求、电气设备预防性实验、运输巷道断面是否符合《规程》要求、运输线路轨型选用是否符合《规程》要求、轨道运输设备是否运行完好、信号系统设置是否合理并运行完好、安装机车是否安装通讯装置、是否定期对井下各种车辆及防护装置进行测试和实验、机车是否规范年审。

指标9：煤矿固有风险。主要包括矿井平均断层落差、单位面积断层条数、煤层倾角、煤层厚度变异系数、顶底板管理难易程度、矿井正常涌水量、煤层自然发火期、平均瓦斯涌出量。

3 基于ANP的煤矿安全生产风险评价指标权重确定

在走访相关煤矿安全专家的基础上，对所构建指标的二级指标之间的相互影响关系进行了梳理，考虑到问卷及处理的复杂性，忽略了指标体系的三级及四级指标间的影响关系，表1主要从该指标对其他指标的影响视角入手。

表1 二级指标间相互关系影响表

根据本文所构建的煤矿安全生产风险评价指标体系及专家对各指标关联关系的打分表，并运用SuperDecision（SD）软件对各评价指标的权重进行确定，限于篇幅所限，本文仅列出第2级指标的权重（见表2）。

表2 二级指标权重表

通过检验结果可以看出，判断矩阵均通过一致性检验。从二级指标的权重结果可以看出，安全规章制度的制定及执行所占比重较大，达到0.3928；其次为人力资源配置，达到0.1681；一通三防、防止煤与瓦斯突出和地测及防治水分别列在第三、第四和第五位，其权重分别为：0.1208、0.1166和0.1059；作业环境、采掘系统、机运系统和作业环境对煤矿安全生产的影响相对较小。

4 研究结论

（1）基于指标设计原则，在现有文献综述的基础上，通过对国内大型矿务集团煤矿安全生产的运行实际，从人力资源配置、安全规章制度及执行、作业环境、地测及防治水、一通三防、防止煤与瓦斯突出、采掘系统、机运系统、煤矿固有风险等9个方面，确定了101个评价指标，构建了煤矿安全生产风险评价指标体系。

（2）在煤矿安全生产评价指标体系中首次引入人力资源配置、安全规则制度和执行、防止煤与瓦斯突出等方面的指标，完善了现有的评价指标体系，对煤矿安全风险评价具有积极的指导意义。

（3）运用ANP方法，对煤矿安全生产风险评价指标的权重进行确定。从二级指标的权重可以看出安全规章制度的制定及执行对煤矿安全生产影响较大，其权重达到0.3928；其次为人力资源配置；一通三防、防止煤与瓦斯突出和地测及防治水分别列在第三、第四和第五位。

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