我国煤矿安全事故统计分析及预测*

黄继广，马汉鹏，2，范春姣，姚绒绒

(1.华北科技学院，北京 065201；2.中国煤矿安全技术培训中心，北京 065201)

0 引言

现今全球煤炭资源储量合计1.14万亿t，其中美国以2 516亿t居首位，占比22%；而中国以2 440亿t居第二位，占全球21.4%。近些年来，随着我国煤炭产量的不断增加，煤炭产量从2009年29.1亿t增加到2018年36.8亿t，增长20.9%。我国现有煤矿的开采方式多为井工开采，但是井下的条件比较特殊，生产的过程繁琐、复杂，另外还要受到各类自然灾害的威胁，因此，煤矿事故发生的概率比较大[1]。通过持续多年的综合整治，煤矿安全生产形势持续稳定向好，重特大事故多发势头得到有效遏制。虽然安全形势逐年好转，但是与美国等发达国家相比仍有很大的差距，2004年美国的百万吨死亡率为0.027，而我国2017年煤矿百万吨死亡率为0.106。因此，我国的煤矿安全形势依然严峻。

近年来，国内外很多学者都对煤矿生产事故展开了统计研究。1978年，欧洲共同体所属矿业安全与卫生委员会第一次发表了关于煤矿事故统计的报告，统计了各成员国的事故伤亡数字，分析了事故伤亡原因，并对改进安全工作提出了相关建议[3]；程磊[2]通过对煤矿百万吨死亡率、事故区域和类型、月份等6个维度对煤矿事故发生规律进行分析研究，并提出相关对策措施；朱云飞等[4]收集2000—2016年全国煤矿重特大事故数据资料，从时间、地域、经济、事故类别四个维度统计分析，得出预防重特大事故困难的原因；诸利一等[5]对近年全国煤矿事故统计数据，从事故级别、类型、地点3个维度开展研究，得出贵州煤矿形势严峻及顶板事故发生率最高等规律，并构建了重大、特重大事故与瓦斯、火灾的关系模型。通过以上文献，可以从中了解到当前大多学者主要研究方向基本只针对煤矿事故统计分析，并提出相关措施和建议。为此，依据2009—2018年我国煤矿生产安全事故统计资料，分析我国近10年煤矿事故发生的规律；并且通过运用数据分析软件SPSS 25.0构建Brown线性趋势模型，对2019—2021年我国百万吨死亡率进行预测分析，以此为政府和企业对煤矿安全管理及相关政策制定提供理论依据。

1 2009—2018年煤矿生产事故数据统计

1.1 事故统计

为保证分析的真实准确，数据收集于国家或地方煤矿安全监察局网站、公开发表的文献资料[5-7]。得到2009—2018年我国煤矿事故死亡人数、事故起数和百万吨死亡率统计表，见表1。

表1 2009—2018年我国煤矿事故死亡人数、事故起数和百万吨死亡率统计表

根据表1相关数据，得知2009—2018年我国煤矿生产安全事故起数共发生7 107起，死亡人数共12 205人；平均每年约发生711起，死亡人数约1 221人。2009年事故起数和死亡人数最多，分别为1 616起、2 631人，2009—2018年间，事故起数和死亡人数都有大幅下降。煤矿百万吨死亡率从2009年的0.892下降到2018年的0.093，同比下降了89.6%，并且其首次降到0.1以下。

1.2 事故发展趋势

根据表1相关数据，绘制2009—2018年我国煤矿生产安全事故发展趋势图，如图1所示。从图1可以直观看出2009—2018年我国煤矿事故起数和死亡人数一直下降，我国煤矿生产安全形势持续向好。由此可见，近年来我国相关部门和煤矿企业采取的一系列预防煤矿事故发生的举措已得到实施，并取得了很好的效果。

图1 2009—2018年我国煤矿生产安全事故发展趋势图

2 2009—2018年我国煤矿生产安全事故

从煤矿事故发生级别、事故类型2个角度对我国近10年煤矿生产安全事故统计分析，并对其事故发生规律进行研究。受事故资料详细度限制，部分内容属不完全统计，但由于事故总体数量庞大和抽样的随机性，并不影响统计结果的客观性[4]。

2.1 事故发生级别

我国2007年颁布的《生产安全事故报告和调查处理条例》规定，按事故造成的人员伤亡情况将事故划分为一般事故(3人以下)、较大事故(3～9人)、重大事故(10～29人)以及特大事故(30人及以上)4个等级[8]。2009—2018年我国煤矿发生的各大事故不完全统计概况见表2，2009—2018年我国煤矿不同级别安全事故占比概况如图2所示。

表2 2009—2018年我国煤矿发生的各大事故起数和死亡人数(不完全统计)

图2 2009—2018年我国煤矿各大生产安全事故起数饼状图

由此看出，2009—2018年间，我国煤矿生产安全事故发生次数最多的是一般事故(占事故总起数的93.35%)，其次是较大事故(占事故总起数的5.33%)，再次是重大事故(占事故总起数的1.17%)。从表2可以看出，2009—2018年较大事故发生379起，其中2016—2017年出现增加趋势；重大事故发生83起，其中2009—2011年、2012—2013年、2016—2017年都有不同程度的增加；特别重大事故发生12起，其中2014年、2015年、2017年及2018年都不曾发生特别重大事故，而2016年发生2起特大事故，造成65人死亡的悲剧。从中看来，2016年煤矿安全监管部门在安全监管监察力度上有所松懈，思想上准备不充分；现阶段，我国发展对煤矿的依赖度较高，许多矿井都提高了煤炭资源采出率；我国有相当数量的矿井的开采条件复杂，故完全消除重特大事故十分困难[4]。重大事故起数和死亡人数总体呈现下降趋势，2009年和2018年重大事故起数和死亡人数相比，分别下降到77.8%和70.9%。在煤矿生产安全事故中，重大事故、较大事故和一般事故发生率均在逐年降低，煤矿安全生产形势得到进一步好转，但是特大事故时有发生，因此我国的煤矿安全生产形势依然严峻。所以在今后的煤矿事故预防工作中，对重大事故的预防要给予高度重视，对构建大型矿井事故的应急救援体系也要高度重视，并尽可能减少事故发生时造成的人员伤亡及财产损失[8]。

2.2 事故发生类型

事故起数和死亡人数统计：通过查阅国家煤监局网站[9]和文献资料[7，10]，不完全统计了2009—2018年我国煤矿各类死亡事故和事故起数，见表3。

表3 2009—2018年我国煤矿各类事故起数和死亡人数不完全统计表

事故起数占比分析：从表3和图3可以看出，2009—2018年全国发生的各类型死亡事故起数中，顶板事故、运输事故、瓦斯事故和其他事故发生比较多，分别是3 255起(占事故总起数的45.8%)、1 301起(占事故总起数18.3%)、722起(占事故总起数10.2%)、904起(占事故总起数12.7%)，而机电事故、水害事故、火灾事故及爆破事故分别是448起、234起、36起和189起。

图3 2009—2018年煤矿各类事故起数所占比例

死亡人数占比分析：从表3和图4可以看出，2009—2018年全国发生的各类型事故死亡人数中，顶板、瓦斯、运输与其他事故类型死亡人数相对较多，分别是3 952人(占总死亡人数的32.4%)、3 433人(占总死亡人数的28.1%)、1 530人(占总死亡人数的12.5%)、1 176人(占总死亡人数的 9.6%)。

图4 2009—2018年煤矿各类事故死亡人数所占比例

事故原因分析：由此可以得出，在2009—2018年发生的8类煤矿事故类型中，顶板事故发生率最高，累计造成死亡的人数也是最多，原因大都是由于工作面支护强度或者支护质量差，初撑力不符合要求，造成顶板离层，在控顶区内发生顶板垮塌和冒落或是支护不及时，造成顶板悬空时间较长，引起顶板垮落；在维检修巷道时安全退路不畅，安全确认不到位，冒险作业等造成顶板事故的发生[11]。其次是运输事故、其他事故和瓦斯事故的发生起数占总事故起数比例较大，但在这三种事故类型中，瓦斯事故造成的伤害程度更高，死亡人数更多。其中造成瓦斯事故发生的原因是存在个别矿井抽采不达标，2个“四位一体”措施落实不到位；通风系统设计不合理，局部通风管理紊乱，甚至存在长期无风作业；有的低瓦斯矿井忽视安全管理，存在监测监控系统运行不正常等问题。自2017年国家煤监局开展煤矿安全生产标准化以来，各煤矿企业也成立相关部门进行专项管理，煤矿事故发生起数和死亡人数逐年减少，主要发生的事故类型得到有效控制，尤其是瓦斯事故起数从2009年发生157起下降到2018年的11起，减少了93%。因此，从总体上看瓦斯事故起数呈现持续降低的趋势，这也足以说明自国家提出的“通风可靠，抽采达标，监控有效，管理到位”的瓦斯综合治理工作体系同国家先进的科学技术水平相融合，基本控制了煤矿瓦斯事故的发生。

3 我国煤矿百万吨死亡率预测分析

3.1 指数平滑预测法

指数平滑法介绍：指数平滑法又称指数加权平均法，由美国学者BROWN R G提出的，常用的指数平滑法包括一次指数平滑、二次指数平滑和三次指数平滑[12]。指数平滑法是在移动平均法基础上发展起来的一种时间序列分析预测法，它是通过计算指数平滑值，配合一定的时间序列预测模型对现象的未来进行预测。基本思想是对原有的数据进行处理，处理过后的数据称为“平滑值”，然后根据平滑值构造出预测模型，用来预测未来的数据。原理是对时间序列进行修匀，不过不是求算数平均值，而是注重时间序列的长期数值对未来预测值的影响，即对时间序列的各个数据进行加权平均，时间越近的数据，其权值越大。

指数平滑法应用：指数平滑法的基本思想是跟移动加权平均相关联的，而且平滑方法的选择关键在于平滑常数α如何确定。平滑常数α是指移动加权平均的权数，体现不同时期数据与现实联系的紧密程度。因此，为达到最好的预测效果，必须合理确定α值。

③模型检验。常用统计量指标有可决系数R2和平均绝对百分误差MAPE。其中

SPSS软件的优势：SPSS 25.0软件中有利用Brown线性趋势指数平滑模型拟合数据的功能，为使用该方法计算预测结果提供了方便。

3.2 Brown线性趋势模型的构建及应用

最佳拟合模型确定：软件SPSS 25.0的时间序列建模器中的专家建模器，是可以自动查找时间序列的最佳拟合模型。布朗线性趋势模型，该模型适用于具有线性趋势且没有季节性的序列，其平滑参数是水平和趋势，并假定二者等同。根据图5及SPSS 25.0软件分析，煤矿百万吨死亡率的最佳拟合模型为Brown线性趋势模型。

图5 2009—2018年煤矿百万吨死亡率趋势图

表4 Brown线性趋势模型的拟合结果

表5 2009—2018年煤矿百万吨死亡率实际值与预测值的对比表

图6 序列图

2019—2021年煤矿百万吨死亡率预测：运用Brown线性趋势模型对2019—2021年煤矿百万吨死亡率进行预测，得到预测值见表6。

表6 2019—2021年煤矿百万吨死亡率预测值

4 结论

(1)2009—2018年我国煤矿发生的特大事故、重大事故、较大事故及一般事故的事故起数和死亡人数，总体上是持续下降的。但较大事故和特大事故分别在2014—2015年、2015—2016年，这两个阶段出现死亡人数上升的过程，尤其是2016年发生的2起特大事故造成了65人死亡，给国家和人民造成了巨大的损失，这也是政府和企业在现阶段需要重视，采取什么样的思路制定完善的安全管理制度，防止重特大事故的发生。

(2)2009—2018年我国煤矿在事故类型上造成的死亡人数相对较多的主要集中在顶板和瓦斯事故类型上，分别达到了32.4%和28.1%；在发生的事故起数上，顶板和运输事故类型发生的相对较多，分别达到了45.8%和18.3%，而瓦斯事故类型仅仅占总事故起数的10.2%。因此企业可以通过加大对煤矿从业人员的安全教育培训力度，防治“三违”的发生；严格根据规程要求进行防治瓦斯工作，对于瓦斯事故频发地区需高度重视，构建“四位一体，五步配套”防突体系。政府可以加强监管力度，严格高瓦斯矿井的准入和退出，强化瓦斯抽采达标检查。

(3)基于SPSS 25.0软件对2009—2018年我国煤矿百万吨死亡率统计数据建模预测分析，构建煤矿百万吨死亡率的最佳拟合模型-Brown线性趋势模型，并对2019—2021年我国煤矿百万吨死亡率进行预测，得到我国煤矿百万吨死亡率未来三年呈现下降趋势，说明我国煤矿安全系数越来越高，比较符合现在整个煤矿行业的安全形势。通过2009—2018年我国煤矿百万吨死亡率实际值和预测值的对比验证来看，平均相对误差达到7.88%，这是由于预测值只是根据不完全数据统计预测的，因此实际值与预测值可能会有偏差。

(4)因为煤矿安全事故具有一定的随机性，文中只是单一的对近10年的煤矿百万吨死亡率进行二次指数平滑预测，得到2019—2021年的预测值，并不一定能达到理想效果。所以可以通过增加样本数量和更新样本数据，并结合多种预测方法对其综合分析运用，来建立新的预测模型，以保证未来煤矿百万吨死亡率的预测值更科学可靠，进而可以为煤矿企业的安全管理工作提供有力的理论依据。