程 磊,孙 洁
(1.河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作 454000;2.河南理工大学 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454000)
目前我国大部分煤炭资源都在地表千米深度以下,但深部的地质条件和水文条件复杂,煤矿事故发生的概率持续增加,严重威胁煤矿安全生产。近年来,国内外诸多学者对煤矿事故进行了统计研究:1984年,周玉胜[1]最先指出可以通过统计分析煤矿事故发生的原因和规律;1992年,栗英韬[2]首次从事故类别和事故致因两个方面对露天煤矿伤亡事故进行统计分析;2016年,Qiao Tong[3]从年份、类型、季节、地区等方面对2011—2015年煤矿事故进行了统计分析,并建立GM(1,1)动态模型预测百万吨死亡率;2018年,朱云飞等[4]在统计我国1950—2016年煤矿特大事故的基础上,指出了特大事故的影响因素和决定性因素;2018年,张盈盈等[5]从时间、类型、区域、等级4个方面对2017年我国煤矿事故进行统计分析;2019年,蒋星星等[6]结合图表分析了2013—2017年全国煤矿事故发生规律和特点;2020年,黄继广等[7]从发生级别和事故类型2个角度统计了我国2009—2018年煤矿事故,并建立Brown线性趋势模型验证并预测百万吨死亡率;2020年,宁小亮[8]从地区、时间、煤矿所有制、类型等方面研究了2013—2018年全国煤矿事故的发生规律及特点;2021年,张培森等[9]结合2019年及2020年全国煤矿事故统计数据,对我国的煤矿安全生产形势进行了分析。为此,本文从事故等级、事故类型、时空分布以及事故致因4M理论4个方面深入分析2016—2022年我国煤矿事故发生规律,并提出相应的对策和措施,以期为预防煤矿事故和提高煤矿安全生产提供参考。
为确保分析的真实性和准确性,统计数据来源于国家以及各省矿山安全监察局、中国煤矿安全生产网和新闻通讯等公开资料。由于资料的不足,部分数据内容属于不完全统计,但事故数量的庞大性不影响统计结果。2016—2022年我国煤矿事故基本情况如图1所示。
图1 2016—2022年我国煤矿事故基本情况
2016—2022年我国煤矿事故按等级统计见表1。由表1的数据可知,2016—2022年我国共发生1026起煤矿事故,造成1990人死亡。7年内煤矿事故数量和死亡人数整体呈现递减趋势,2021年和2022年死亡人数占比均已低于10%,可见我国煤矿安全生产形势逐年稳定且势头良好。
表1 2016—2022年我国煤矿事故按等级统计
由表1还可以看出,7年内一般事故发生874起,占事故总数的85.2%;2018—2022年重大事故的数量和死亡人数均有明显降低,但2018—2022年重大事故的单起事故死亡人数均在12人以上;到2022年我国煤矿已经连续6年没有发生特别重大事故。
分析数据可知,我国一般事故发生几率较大,特别重大事故的遏制效果明显,但重大事故死亡人数居高不下,因此降低重大事故死亡率应是煤矿企业安全生产急需解决的问题。
对2016—2022年我国煤矿事故按照瓦斯、顶板、运输、机电、水灾、火灾及其他共7类进行统计,结果见表2。煤矿各类型事故中,顶板事故发生次数最多,占比32.1%;瓦斯事故造成死亡人数最多,占比31.1%。分析统计数据可知:
表2 2016—2022年我国煤矿事故按类型统计
1)顶板事故和运输事故多为一般事故,事故数量位列前二。近年我国煤矿进入深部开采,深部高地应力、采动应力以及高地温等特征使得井下工作环境恶劣,员工安全意识降低、运输设备带病运行等问题时有发生,顶板和运输事故的发生概率大大提高。
2)重特大事故主要的事故类型为瓦斯事故,7年内30起重特大事故中16起为瓦斯事故,包括2起特别重大事故。
3)从单起事故死亡人数分析,瓦斯事故和火灾事故位列前二。瓦斯事故和火灾事故的发生均伴随有毒有害气体的产生,另外瓦斯事故通常瞬时发生于工作人数较多的工作面,因此极易造成人员伤亡。
综上分析可知,顶板和运输事故是控制事故总量的关键,瓦斯和火灾事故为群死群伤事故类型,是控制重特大事故数量和事故死亡人数的关键。
2.2.1 地域统计与原因分析
2016—2022年全国23个省份的煤矿事故基本情况如图2所示。由图2(a)和图(b)可知,事故数量和死亡人数最多的省份是山西,分别占总数的15.3%和14%,主要原因是山西是我国最大的煤炭能源基地之一,其庞大的煤矿基数决定了煤矿事故的多发性[6]。由图2(c)可知,黑龙江、贵州、重庆、湖南、青海以及新疆等地单起事故死亡人数较高,可知这6个省份发生的重特大事故较多。另外,事故发生较多的省份还有内蒙古、陕西、四川、云南以及贵州等,死亡人数较多的省份有内蒙古、陕西、黑龙江、四川、云南、贵州、重庆以及湖南等,其中大部分省份在我国南方,且主要类型为顶板事故和瓦斯事故,主要是南方地区煤田地质条件复杂,煤层厚度变化大,高瓦斯矿井和突出矿井较多等导致顶板事故和瓦斯事故频发。
图2 2016—2022年我国各省份煤矿事故基本情况
2.2.2 作业地点统计与原因分析
煤矿事故的发生具有典型的地点依赖性,不同作业地点的事故类型以及危险性均有不同[10]。统计事故发生的作业地点,分析作业地点的危险性和事故类型有助于煤矿企业针对具体作业地点提出事故预防措施。
2016—2022年我国煤矿事故作业地点按事故类型分类统计见表3,按已知数据共统计722起事故。作业地点主要分为掘进工作面、采煤工作面、巷道、采空区及其他5类。分析表3数据可知:
表3 2016—2022年我国煤矿事故作业地点分布 起
1)巷道和采煤工作面发生的事故最多,占总数的34.9%和28.4%。巷道在煤矿井下应用最为广泛,且机械设备主要在巷道运行,因此主要发生运输事故;井下任何区域都应进行顶板支护,而巷道和采煤工作面人员较为聚集,极易发生顶板事故。
2)掘进工作面主要事故类型为瓦斯和顶板事故,煤仓等其他作业地点主要事故类型为运输和其他事故。
3)采空区发生的事故较少,但发生的重特大事故较多,其单起事故死亡人数最高为3。原因是采空区较隐蔽,易形成瓦斯积聚导致瓦斯爆炸和采空区水害等群死群伤事故。
综上分析可知,作业地点事故预防的重点是巷道和采煤工作面的事故以及采空区的重特大事故。
2.3.1 月份统计与原因分析
通过对月份和死亡人数进行Pearson相关性分析,得出相关系数r=0.67接近于1,Sig.=0.018<0.05,可知月份与事故死亡人数相关性明显。
2016—2022年我国煤矿事故按月份统计如图3所示。其中,7月事故数量最多,占比10.8%;11月和12月死亡人数最多,占比均为9.8%。分析统计数据可知:
图3 2016—2022年我国煤矿事故月度分布
1)7月和8月是全年事故数量最多的月份,且主要事故类型为顶板事故和运输事故等一般事故。7、8月份天气逐渐炎热,工作人员安全意识减弱极易出现违章行为。
2)10—12月是全年事故死亡人数最多的时期,每个月的死亡人数均高于190人,统计数据知这个时期共发生10起重特大事故。10—12月份天气转冷,供暖需求导致煤炭的需求量增加,大部分企业会因为增加生产任务而忽视生产安全,导致重特大事故频发。
2.3.2 时间段统计与原因分析
2016—2022年我国煤矿事故按时间段统计如图4所示。按已知数据共统计860起事故,分析统计数据可知:
图4 2016—2022年我国煤矿事故时段分布
1)8∶00—16∶00为事故高发时段,事故占比42.8%,死亡人数占比44.1%。此时段工作人员集中,工作任务较多、工作压力较大,因此事故数量和死亡人数均最多。
2)16∶00—24∶00属于工人的疲累时期,安全意识较弱易发生事故。
3)根据图4从单起事故死亡人数分析,22∶00—2∶00、10∶00—12∶00这两个时段单起事故死亡人数较高,可知这两个时间段发生的重特大事故较多。
综上分析可知,煤矿企业应该着重控制8∶00—16∶00发生事故,同时关注22∶00—2∶00和10∶00—12∶00防止发生重特大事故。
根据事故调查报告从人的不安全行为、设备的不安全状态、环境缺陷和管理缺陷4M理论统计分析可能导致各类型事故发生的原因,2016—2022年我国煤矿事故致因按事故类型统计见表4。分析统计数据可知:
表4 2016—2022年我国煤矿事故致因按事故类型统计 起
1)人的不安全行为是导致事故发生的主要原因,其中发生次数最多的是违章作业,事故类型主要为运输事故和顶板事故。
2)设备的不安全状态事故类型主要也是运输事故和顶板事故,其发生的主要原因分别是车辆故障和顶板支护措施不足。
3)环境缺陷主要导致瓦斯和顶板事故的发生,其中煤层的突出危险性和采空区瓦斯溢出是导致瓦斯事故的主要原因,地质构造和应力集中等地质条件是导致顶板事故的主要原因。
4)管理缺陷原因导致的重特大事故共13起,单起事故死亡人数位列第一,其事故类型主要为瓦斯和顶板事故。原因包括采用国家明令禁止的巷道式采煤法、违法越界开采以及组织不合理等。
综上分析可知,应采取措施控制违章作业等不安全行为的发生,加强监管监察防止管理缺陷引发的重特大事故。
针对前文煤矿事故发生规律以及致因分析,从人员培训教育、装备技术水平、重点防控和监管监察4个方面提出预防对策及措施。
1)矿工对文化素质水平要求不高,主要根据心理和身体素质等考核上岗,因此增强矿工安全意识尤为重要。煤矿企业应根据地域特点和以往事故类型等完善符合本企业的从业人员教育培训管理制度,保证职工持证上岗,定期开展事故教育和安全培训并组织考核,提高从业人员的风险辨识和事故应急处置能力,同时也应制定合理的奖惩制度,鼓励员工相互监督,减少违章作业等不安全行为的发生。
2)煤矿进入深部开采,地质水文条件复杂,煤矿事故发生概率增加,因此煤矿企业应根据自身条件,加强与高校和科研院所的合作,加大安全装备技术投入,使用先进的安全监测和预警等设备技术,提高煤矿开采机械化水平,减少危险作业地点的作业人员数量,有助于减少重特大事故发生。
3)国家相关部门和煤矿企业应根据事故类型、地域、月份、时间段和作业地点等方面的事故发生规律确定重点防控对象,对其进行针对性管控。事故类型方面,顶板和运输事故是控制事故总量的关键,瓦斯和火灾事故是控制重特大事故数量的关键。地域方面,严格防范新疆、贵州以及重庆等地发生重特大事故,同时应加大山西、内蒙古等煤炭大省以及陕西、四川、云南等地质条件复杂的南方地区的监管力度。发生时间方面,煤矿企业应重点防范7—8月份的事故数量和10—12月份的重特大事故,8∶00—16∶00时间段的事故数量和22∶00—2∶00、10∶00—12∶00时间段的重特大事故。另外在煤矿井下应重点防范巷道和采煤工作面的事故以及采空区的重特大事故。
4)国家相关部门要制定相关法律法规和标准确保煤矿安全监管监察执法,严格处罚无证开采、越界开采等违法违规矿井。煤矿企业要严格执行国家相关标准规范,如加强煤矿瓦斯检查,严格落实两个“四位一体”综合防突措施;积极开展水文地质勘察,严格执行探放水制度;优化煤矿生产布局,严格控制井下作业人员数量;制定合理的交接班时间,禁止工人疲劳作业等。
2016—2022年我国煤矿事故数量和死亡人数整体呈现递减趋势,煤矿安全生产形势逐年好转。通过统计分析,得到以下结论:
1)分析事故等级可知,控制煤矿事故的重点是降低一般事故发生率和重大事故死亡率。
2)分析事故类型可知,顶板和运输事故是控制事故总量的关键,控制瓦斯和水害事故可以减少重特大事故数量和事故死亡人数。
3)山西和内蒙古等能源大省的事故数量和死亡人数最多,南方地质构造复杂的省份重特大事故发生相对较多;井下作业地点事故预防的重点是巷道和采煤工作面的事故以及采空区的重特大事故。此外,7—8月事故数量最多,10—12月事故死亡人数最多;8∶00—16∶00事故起数和死亡人数最多,22∶00—2∶00和10∶00—12∶00较易发生重特大事故。
4)分析事故原因可知,违章作业等人的不安全行为是导致煤矿事故发生的主要原因,设备的不安全状态主要是车辆故障和顶板支护措施不足,环境缺陷主要是煤层的突出危险性、采空区瓦斯、地质构造和应力集中等,管理缺陷主要是采用国家明令禁止的巷道式采煤法。