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太原理工大学硕士研究生学位论文 模糊综合评价方法及其应用研究 摘要 安全是煤矿生产的头等大事，也是人们普遍关心的问题。煤矿 安全管理是实现煤矿安全生产的重要措施，搞好煤矿的安全管理必 须采用先进的科学管理方法和手段。 论文应用模糊数学理论，结合桥头煤矿的特点，提出了一种煤 矿企业安全评价方法。 应用模糊综合评价方法进行评价时，最重要的是评价因素体系 的建立和各因素权重的确定。论文依据事故理论的综合论观点，建 立了多层次的煤矿安全评价因素体系，并对评价因素进行了具体的 分析。确定评价因素的权重时，采用了定性与定量相结合的层次分 析法，使权重的赋值更加科学、合理，更好地反映了各因素对煤矿 安全现状影响的重要程度。 依据所提出的模糊综合评价方法，结合桥头煤矿安全检查表，对 桥头煤矿的安全现状进行了综合评价。实例应用表明：该方法的可 操作性强，效果较好，可以在煤矿安全综合评价中广泛使用。对桥 头煤矿进行的模糊综合评价结果为安全等级，该矿的总体安全状况 太原理工大学硕f 研究生学位论文 比较理想。 关键词：煤矿安全，模糊综合评价，层次分析法，安全评价，指标 体系 太原理工大学硕士研究生学位论文 1 目匿s t u d y0 nf u z z yc o 口r e h e n s i v e e v a l u a t l 0 na n di t sa p p l i c _ 钮i o n a b s r r a c t s a f e t y ，a l li m p o r t a n ts u b j e c tc o n c e r n e db ya l ln a t i o n s ，i sa l s ot h e k e yt oe o a l m i n esp r o d u c t i o n s a f e t ym a n a g e m e n tb e c o m e st h em a j o r m e a s u r et or e a l i z e s a f e t yp r o d u c t i o n i nc o a l m i n e s t od os a f e t y m a n a g e m e n tw e l l ，w em u s ta d o p ta d v a n c e dm a n a g e m e n tm e t h o d sa n d s k i l l s t h i sp a p e re v a l u a t e sc o a l m i n esc o l l e c t i v i t ys a f e t ya n db a s e do n t h er e s u h b r i n g s f o r w a r df e a s i b l em e t h o dt oc o a l m i n e s a f e t y m a n a g e m e n t t h i st h e s i s ，b a s e do nf u z z ym a t h e m a t i c st h e o r y ，a p p l i e st h e m e t h o do ff u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni n t ot h es a f e t ye v a l u a t i o no f t h eq i a o t o uc o a l m i n ee n t e r p r i s e w h e n c a r r y i n g o u tt h em e t h o do ff u z z y c o m p r e h e n s i v e i i i 太原理j 二大学硕士研究生学位论文 e v a l u a t i o n ，w h a ti si m p o r t a n ti st o e s t a b l i s ht h ea s s e s s m e n tf a c t o r s s y s t e ma n dt od e f i n et h er e l a t i v ew e i g h t s f r o mt h eg e n e r a lv i e w p o i n to f a c c i d e n t t h e o r y , c o a l m i n es a f e t y a s s e s s n 3 e n tf a c t o r s s y s t e m i s e s t a b l i s h e da n da n a l y z e dt od e f i n et h er e l a t i v ew e i g h t si naq u a l i t a t i v e a n d q u a n t i t a t i v ew a y - a n a l y t i c a lh i e r a r c h yp r o c e s s ( a h p ) f o r s y m b o l i z i n gt h ei m p o r t a n te x t a n to ff a c t o r st oc o a l m i n es a f e t yr e c e n t s i t u a t i o ns c i e n t i f i c a l l ya n dr e a s o n a b l y e x p e r i e n c eo fp r a c t i c e s ，t h ep a p e ra d v a n c e san e wm e t h o db a s e d o nt h ec o a l m i n e s a f e t yc h e c k l i s t t oe v a l u a t et h eg e n e r a ll e v e lo f c o a l m i n e e n t e r p r i s eb yf u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ，a n dg e t s c o a l m i n es a f e t yg r a d e t h ea p p l y i n ge x a m p l ei n d i c a t e st h a tt h em e t h o d u n d e rr e s e a r c hi sf e a s i b l ea n de f f e c t i v e ，i tc a nb eu s e dw i d e l yi nt h e c o a l m i n e s a f e t y a s s e s s m e n t t h er e s u l to fe v a l u a t i o ni nq i a o t o u c o a l m i n ei ss a f e t y k e yw o r d s ：m i n es a f e t y , f u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ，a n a l y t i c a l h i e r a r c h yp r o c e s s ，s a f e t ye v a u m i o n ，i n d e xs y s t e m i v 太原理工大学硕士研究生学位论文 1 1 安全评价 第一章绪论 安全评价( s a f e t ya s s e s s l i l e a t ) 也称危险评价或风险评价m s ka s s e s s m e l l o 。安全评价 是以实现系统安全为目的，应用安全系统工程原理和方法，对系统中存在的危险因 素、有害因素进行辩识与分析，判断系统发生事故和职业危害的可能性及其严重程 度和可能造成的损失进行调查研究和分析论证，从而为评估系统的整体安全性及为 制定防范措施和管理决策提供科学依据。 11 1 安全评价的内容 安全评价的内容很丰富，每个具体的评价都有所差异，但其评价的总体模式如图 1 - 1 所示： l 安全评价l i 危险性辩识危险性评价 危险性校核危险性定量危险性排除安全指标 观察危险性计算事故发采取措施减给定社会 变化得到的生的概率、小危险，排上公认的 危险风险率除危险 安全指标 图卜l 安全评价的内容 f i g1 - 1c o n t e n to f s a f e t ye v a u a t i o n 太原理一 大学硕士研究生学位论文 安全评价的主要内容一般分为4 个方面：危险的识别、危险的定量、定量化的危 险与基准值比较、提出控制危险的措施。危险的识别是分析研究对象存在的各种危险， 危险的定量是研究确定这些危险发生的频率以及可能造成的后果。一般特定量化的危 险称之为危险；与基准值比较是将这些风险与预定的风险值相比较，判断是否可以接 受：最后，根据风险能否接受从而提出的降低、排除、转移风险的决策。 1 i 2 安全评价的目的 安全评价的目的是寻求最低事故率、最少损失和最优的安全投资效益。其目的包 括以下4 个方面： 1 实现全过程安全控制 系统地从计划、设计、制造、运行、贮存和维修等全过程进行控制。通过安全 评价找出生产过程中潜在的危险因素，分析引起系统灾害的工程技术状况，论证安全 技术措施的合理性。在设计之前进行评价，可以避免选用不安全的工艺流程和危险的 原材料，以及不合格的设备、设施，必须采用时，可提出降低或消除危险的有效方法。 设计之后进行的评价，可以查出设计中的缺陷和不足，及早采取改进的预防措施。系 统建成以后的运转阶段进行的安全评价，在于了解系统的现实危险性，为进一步采取 降低危险性的措施提供依据。 2 ，建立系统安全的最优方案，为决策者提供依据。 通过安全评价，分析系统存在的危险源，在价过程中分析系统存在的危险源、 分布部位、数目、事故的概率、事故严重度预测提出应采取的安全对策、措施等，决 策者可根据评价结果从中选择体统安全最优方案和管理决策。 3 为实现安全技术、安全管理的标准化和科学化创造条件。 通过设备、设施或系统在生产过程中的安全性是否符合有关技术标准、规范、 相关规定进行评价，对照技术标准、规范找出存在问题和不足，对系统实行标准化、 科学化管理。 4 促进实现本质安全化生产。 通过安全评价对事故进行科学分析，针对事故发生的各种原因和条件，提出消 除危险的最佳技术措施方案。首先是从设计上采取相应措施，做到即使发生误操作或 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 设备故障时，系统存在的危险因素也不会导致事故发生，实现生产的本质安全化。 1 13 安全评价的主要特点 ( 1 ) 安全评价不仅考虑到系统内的危险物质、危险结构而且也应考虑到系统的 安全防护设施及其之间的相互作用关系状态。 ( 2 ) 安全评价并非完全根据有关的规程、标准来制约技术和工程，而主要是根 据客观被评价对象的存在状态、结构关系、灾变机理，灾害物质的物化特性等评价系 统对人类可能的危害。 ( 3 ) 安全评价的结果中含有人类的认识水平和接受能力，是对系统整体运行状 态的综台评价。 ( 4 ) 安全评价的目的是为了正确掌握系统的安全状态水平，了解系统安全运行 的薄弱环节，改进系统的安全水平，降低系统对人类的威胁程度。 1 1 4 安全评价的作用和地位 随着工业化进程和经济全球化的发展，我国的市场经济也在逐步的完善，为了能 使企业取得更大的经济效益，保障人民的生命财产不受损害，在国民经济建设和科研 工作中，就应通过安全评价增加防范措旆，提高企业对灾害事故的应变能力，提高 其安全性，尽量减少事故特别是重大恶性事故，所以安全评价在我们的现实生惰中具 有重大的意义。 安全评价的上述特点使它在杜绝、减少事故的发生，降低灾害带来的损失以及事 故原因分析等诸方面，都发挥了重要作用，受到人们的重视。安全评价已越来越多地 列入各国的法规、标准及国际化组织的有关规范的条款中，这表明安全评价已正式确 立了它在生产中的地位： ( 1 ) 安全评价已成为工程项目建设中必须的一项工作。 设计阶段如果对安全考虑不周，一旦装置建成，往往带有难以克服的先天缺 陷。为此，人们不得不付出昂贵的代价加以改造，既浪费了资金又贻误了时机，这在 国内外都不乏先例发。因此国内外普遍重视设计阶段的安全评价( & 口预评价) 为了避 免重大的安全缺陷，美国重要的工程项目都要进行安全评价。日本劳动省则要求，新 建、改建的化工厂要执行化工装置六阶段安全评价。英国甚至规定新建企业如果 太原理工人学硕士研究生学位论文 没有安全评价就不得开工。我国对工程建设项目评价也有规定。在石油化学工业中， 许多国家如荷兰、加拿大、英国、美国、挪威等都建立了健康、安全、环境( h s e ) 体系要求在工程开发的科研阶段，必须有专门的机构对其进行安全评价。 ( 2 ) 安全评价是安全管理标准体系中的基础性内容。 随着工业的发展，质量保证体系及环境保护体系得到了人们的认同，1 s 0 9 0 0 i 体系系列标准和i s 0 1 4 0 0 0 体系系列标准。在全世界范围内广为应用，职业安全卫生 管理体系化的问题也越来越受到社会的关注。就世界范围来看，安全管理体系业已形 成。危险辩识、风险评价是做好安全管理的前提。因此在有关安全管理的标准中，几 乎无一例外地将安全评价作为一个重要的组成部分。加拿大的责任与关怀，将“危 险评价”作为“主持实施规程应遵守的合作计划”9 项工作内容之一。i s o c 0 1 4 6 9 0 石油天然气工业安全与环境管理体系中，将安全评价列为七大要素之一。其它像 美国职业安全卫生管理体系、英国标准b s 8 8 0 0 、澳大利亚标准a s 4 7 0 ，也都包括了 安全评价的内容。我国的主要由5 个要素组成，在“计划”要素中，将“危险辩识、 危险评价和危险控制计划”作为一项重要内容。 ( 2 ) 安全评价成为控制重大工业事故的主要手段。 为避免重大工业事故，国际劳工组织于1 9 9 3 年通过了预防重大工业事故公约， 其中要求雇主必须提交“安全报告”。“安全报告”的第一项内容，就是“危险的鉴别 与分析以及对事故危险的评估，包括考虑各种物质之间可能的相互作用”，国际劳工 组织1 9 8 8 年出版的重大事故控制使用手册( m a j o rh a z a r dc o n t r 0 1 ) 中，将“危险 评价”作为企业管理者的职责，并提供了若干安全评价方法，国际劳工组织1 9 9 1 年 出版的重大工业事故的预防中( p r e v e n t i o no f m a j o ri n d u s t r i a la c e i d e m ) ，将“危 险分析”作为一个独立的章节。1 9 9 2 年美国职业安全卫生管理局发布的联邦法规高 度危险化学品处理过程的安全管理( p r o c e s ss a f e t ym a n a g e m e n to f h i g h l yh a z a r d o u s c h e m i c a l ) ，规定应在5 年内完成“危险评估”，并且在以后要对业已完成的“危险评 估”重新确认。美国环保局发布的化学事故预防规定) ( c h e m i c a l a c c i d e n tp r e v e n t i o n p r o v i s i o n ) ，电有进行危险分析和评价的条款，欧洲共同体于1 9 9 6 年对1 9 8 2 年的塞 维索法令进行了修改，修改后的法令( 9 6 1 8 2 e c 危险物质重大事故危险的控制) 要 4 太原理工大学硕士研究生学位论文 求，成员国企业的安全管理体中，应涉及“鉴别、评价重大危险修订、实施由正常 操作或不正常操作引发的重大危险的系统鉴别方法，评价重大危险的可能性和严重程 度”。 1 2 国内外安全评价的研究现状 1 2 1 国外安全评价的研究现状 安全评价( s a f e t ya s s e s s m e n t ) ( 又称风险评价，r i s ka s s e s s m e n t 、危险评价) 在2 0 世纪3 0 年代最初出现于美国的保险行业1 6 ”。人类自产业革命以来，特别是第二次 世界大战后，工业化过程加快，工业生产系统日趋大型化和复杂化，尤其是化学工业， 在生产规模和产品种类迅速发展的同时生产过程中的火灾、爆炸、有毒有害气体泄 漏和扩散等重大事故不断发生，推动了对企业、装置、设施和环境等安全评价工作的 开展。 2 0 世纪6 0 年代开始了全面、系统地研究企业、装置和设施的安全评价原理和方 法的历史阶段【6 】。1 9 6 4 年美国道( d o w s ) 化学公司开创了化工生产危险度量安全评 价的历史，该公司根据化工企业使用的原料的物理、化学性质、生产中的特殊危险性， 考虑到具体工艺处理过程中的一般性和特殊性之间的差别以及物量等因素的影响，以 火灾、爆炸指数形式定量地评价化工生产系统的危险程度，形成了经典的道火灾爆炸 指数评价方法1 8 1 0 以后，又分别于1 9 6 6 、1 9 7 2 、1 9 7 6 、1 9 8 0 年发表了第2 、3 、4 、 8 版，1 9 8 7 年发表了第6 版9 i 。1 9 9 4 年发表了第7 版“i ，逐步使这种方法得以完 善。道化学公司的火灾爆炸指数法在世界推出后，各国积极研究和开发，推动了该项 技术的迅速发展，并在此基础上提出了一些独具特色的评价方法。如英国帝国( i c i ) 化学公司蒙德( m o n d ) 分公司根据化学工业的特点，于1 9 7 6 年提出了m o n d 公司火 灾、爆炸、毒性指数评价方法日本国劳动省参照道火灾爆炸指数评价法、蒙德指数评 价法的思想，也在1 9 7 6 年开发出了“化学工厂六步骤安全评价法”，在分析阶段引 入了系统工程的有关技术，使内容比以前的方法更全面、更系统【1 1 1 。前苏联也提出了 化工过程危险性评价法【l ”。上述方法均为指数法，仍然遵循了道化学公司以及系统危 5 太原理工大学硕士研究生学位论文 险和危险能量为评价对象的原则，在评价原理上无质的变化，这些方法仍然在不断的 发展和完善之中。 随着航天、航空和核工业等技术迅速发展，2 0 世纪6 0 年代后期，以概率风险评 价( p r a ) 为代表的系统安全评价技术得到了研究和开发。英国在2 0 世纪6 0 年代中 期建立了故障数据库和可靠性服务咨询机构对企业开展概率风险评价工作。1 9 7 4 年 美国原子能委员会( a e c ) 完成了商用核电站危险状况的全面评价，并于1 9 7 5 年由麻省 理工学院n r s s m u s s e n 领导的研究小组发表了( w a s h1 4 0 0 ：反应堆安全研究( w a s h 1 4 0 0 ：t h er e a c t o rs a f e t ys t u d y ) ，在科技界和工程界引起了震动。1 9 7 6 年，英国 生产安全管理局( h a s ) 对c a n v e y 岛以及t h u r r e c k 地区的工业设旋进行了危险评价。 1 9 7 9 年英国伦敦c r e m e r w a m e r 公司和德国法兰克福b a t t l e 公司对荷兰 r i j n u m u n c l 地区工业设施进行了评价。此后，这类评价方法在工业发达的许多项目 中得到广泛的应用。随之，又开发出一系列以概率论为基础的有特色的安全评价方法 “3 “1 。1 9 8 4 年设在印度博帕尔市的美国联台炭化物公司开办的一家农药厂发生的毒 气泄漏事故( 死亡2 5 0 0 人，中毒1 2 5 0 0 0 人) 、1 9 8 6 年两起震惊世界的巨大事故( 美 国“挑战者”号航天飞机爆炸和前苏联切尔诺贝利核电站爆炸事故) 等，使得人们对 安全问题有了更加深入的认识，各国政府和研究机构更重视安全评价的研究。如英国 的t e c h n i c a 有限公司、荷兰的应用科学研究院、欧洲的欧共体l s p r a 联合研究中 心、意大利的s t a 公司等都对安全评价进行了深入且广泛的研究，并开发了相关软 件“”，作为独立的产业形式出现的国外发达国家的安全评价发展方兴未艾。 国外煤炭工业在安全评价领域的研究和应用主要集中在三个方面： ( 1 ) 以矿山概率风险评价为基础的评价技术“”。 就是把矿井生产系统中隐患导致事故的概率与隐患造成的损害的乘积作为系统 状态的危险度；隐患发生的概率和造成的损害经过统计数据获得，但是对隐患发生的 概率和损害统计不够细致，缺乏实用性，且只讨论了这些数据的模糊性问题。其他的 安全评价方法，如r v 罗曼尼教授提出的安全性指数法、澳大利亚的a r 格才提出的 煤矿操作安全评价法、波兰m 费利卫皮提出的以人一机为主的安全评价和灾害预测以 及日本的隧道安全评价方法等。从这些文献来看，国外的矿山安全评价尚停留在研究 6 太原理工大学硕士研究生学位论文 阶段，没有达到实用阶段，也比不上其他行业的应用和发展水平。 ( 2 ) 安全评价过程中的局部关键技术得到了较快发展。 在注重安全评价的系统理论和方法发展的同时，局部关键技术开发得到了足够的 重视。如在可靠性理论研究过程中研究了系统及元件失效概率的估计问题，以及可供 系统安全性评价借鉴的概率估计方法【” 。这对状态不明确系统的科学、定量安全评价 研究的贡献具有历史意义。 ( 3 ) 数据库和计算机技术在生产系统安全评价工作中得到较大范围的推广和应用。 应用这些技术对评价对象的客观属性，危险物质的物理化学指标数据，系统运行 过程状态的历史数据，系统已有的灾变的种类、原因、后果和发展趋势，发生过程等 有效数据运用计算机管理。为准确的确定评价过程的有关参数，合理的推测系统可能 的危险灾害模式及其存在形态提供了现代化的技术手段。人工智能技术和安全评价技 术相结合使评价过程中的判断，推理成为可能，为建立新的安全评价方法体系创造条 件，在安全评价技术手段上而言是一场新的革命。1 9 8 6 年欧共体联合研究中心完成 环境与风险分析软件【”】。澳大利亚正在开发应用与安全评价的应用软件，已经取得了 阶段性的成果【”i 。 1 2 2 国内安全评价的研究现状 1 9 8 1 年，我国原劳动人事部首次组织有关的科研机构和大专院校的研究人员，开 展了安全评价的研究工作0 3 。原冶金工业部开发并颁布了“冶金工厂危险程度分级方 法”。化工、机电、航空以及交通等部门和行业同时开始了企业中实行安全评价的试 点工作。1 9 8 8 年，原机械电子工业部颁布了机械工厂安全评价标准。“。1 9 9 2 年， 广东劳动保护研究所主持完成了工厂危险程度分级方法：同年，原化工部制定了化 工厂危险程度分析方法。1 9 9 5 年，原劳动部、北京理工大学合作完成了易燃、易 爆、有毒重大危险源的安全评价技术的课题。1 9 9 4 年以后，由于我国相继发生了 多起特大火灾事故，安全评价受到了政府部门和社会的重视，1 9 9 4 、1 9 9 5 年分别在 太原、成都召开了全国各行业安全评价研究研讨会，安全评价技术及应用在各行业系 统内逐步推广和展开，并在保证系统安全、控制事故发生等方面取得了一定成效。我 国煤炭工业企业安全管理和评价研究同其它行业相比，时间上基本同步，但研究的规 7 太原理工大学硕士研究生学位论文 模、深入程度要落后于其它行业。1 9 8 2 年，煤炭工业部制定并颁发了矿井通风质 量标准及检查评定办法0 3 ；1 9 8 6 年，制定了生产矿井质量标准化标准，作为行 、【k 标准实麓。后于1 9 9 4 年进行了修订。1 。这些标准的实施重点主要集中在煤炭工业 企业的质量管理方面，没有形成独立开展系统安全评价理论和应用的体系【2 4 j 。煤矿 安全规程则是带有法规性和强制性的执行型法规文件，强调矿井生产系统各因素的 结果控制。对于系统安全管理过程中各子系统及因素的评价和分析以及综合的危险状 态的确定，特别是煤矿井下生产系统的安全评价方面有了一些基础性的研究，如福州 大学的沈斐敏教授【2 5 】等在矿井、回采工作面和掘进工作面等作业系统的安全评价方面 进行了比较系统的研究。但总体上，我国煤矿地下作业系统的结构特性以及适应性 强的安全评价理论和技术研究需进一步的深入和完善，矿山重大伤亡事故的客观存 在也说明了事故控制的重大理论和技术研究的重要性。 1 3 论文选题的由来和意义 工业技术的快速发展及其在工矿企业中的应用，极大的促进了社会的进步，同时 也产生了负面效应。大型工业系统复杂化程度的不断提高，使得各种重大的灾难性事 故不断发生，人员伤亡惨重，不但给社会带来巨大的压力，也给国民经济的发展造成 了巨大的损失。近几年来我国煤矿的死亡情况如图1 2 所示： 1 0 1 92l 自”62 日0 0 5 目1 目2 5 r c a 女化趋* 目 据1 9 9 8 年全国伤亡事故统计，安全生产问题突出的行业在煤矿、非煤矿山和 其它牛产性企业，其中煤矿的死亡人数占工矿企业事故总死亡人数的5 1 l 。 从图12 可以看出，煤矿事故从2 0 0 2 年以来呈下降的趋势，煤矿安全状况较以 前有了很大的改善，但伤亡事故仍较严重，重特大事故时有发生。 8 太原理工大学硕士研究生学位论文 经过对事故发生的原因进行分析表明，事故发生的直接原因是各生产环节的故障 和其相互影响导敛r 事故的发生，间接原因是管理疏忽。怎样利用现有的技术条件和 安全管理方法对煤矿的各个环节进行安全控制，加强煤矿的安全管理，进行安全生产， 是论文研究的重点。 1 4 论文的主要工作 煤矿企业的安全管理工作和生产的正常运行具有很强的系统性和模糊性，因此， 对煤矿系统进行安全评价，并进行安全生产全过程的监测是一项困难的工作。本文对 安全管理过程中应监测的因素进行分析，得出矿井安全管理评价体系的框架，根据此 框架，做了详细的安全检查表，然后对整个矿井进行综合评价。由于安全管理过程的 特殊性，采用模糊数学综合评价方法，并进行实践验证。 在用模糊数学进行评价企业的安全状况时，最重要的是评价因素体系的建立和各 因素权重的确定。本文建立的多层次的评价体系，使之能比较客观的反映企业的安全 状况。确定因素权重时，采用了定性和定量相结合的层次分析法( a h p ) ，使权重的 赋值更加科学、合理，较好的反映了各因素对企业安全程度的重要程度。 9 太原理工大学硕士研究生学位论文 第二章煤矿安全评价方法选择 21 安全评价的分类 2 1 1 根据评价对象的不同阶段分类 ( 1 ) 安全预评价。 安全预评价是根据建设项目可行性研究报告的内容，分析和预测该建设项目存在 的危险、有害因素的种类和程度，提出合理可行的安全技术设计和安全管理建议。 ( 2 ) 安全验收评价。 安全验收评价是在建设项且竣工、试生产运行正常后，通过对建设项目的设施、 设备、装置实际安全运行状况的检测、考察、查找该建设项目投产后，可能存在的危 险、有害因素，提出合理可行的安全技术调整方案和安全管理对策。 ( 3 ) 安全现状综合评价。 安全现状综合评价是针对某一个生产经营单位总体或局部的生产经营活动安全 现状进行的全面评价。某系统( 项目、工程、单元) 在投入使用多年后，对其进行安 全性调查、检查、评定其安全状况、运行经验、设备故障、操作失误、管理缺陷、环 境条件等不良引起的事故及危险性大小。据此，提高系统的安全性技术措施及管理措 施的效果。我国目前的机械、电子、石油、化工、可、建材，冶金等行业所制定的安 全评价标准，多属跟踪评价范围，可延伸引用到安全现状评价工作中。 ( 4 ) 专项安全评价。 专项安全评价一般是针对一项活动或场所，如一个特定的行业、产品、生产方式、 生产工艺或生产装置等，某一专项存在的危险、有害因素进行的一种安全评价。 212 按评价方法的特征分类： ( 1 ) 定性评价。 1 0 太原理工大学硕士研究生学位论文 是根据有关标准及同类型或类似系统事故或鼓掌的统计资料，依靠人的观察分析 能力，借助于经验和判断能力进行评价。定性评价时不对危险性进行定量化处理。只 做定性比较，定性评价使用系统工程方法将进行分解，依靠评价人员的观察分析能力， 借助于有关法规、标准、规范、经验和判断能力进行评价。 ( 2 ) 定量评价。 是根据可靠的历史统计数据资料，运用数学计算方法，构造数学模型，计算出 量化的具体数值，通过计算得出系统危险性和危害性大小的数值或指数而进行系统安 全性的定量比较评价。按计算处理方法的不同又可分为：、概率法。是以可靠性为 基础的，是以积累的事故、故障统计数据，计算出系统事故、故障发生的概率，得出 危险性，以数量表示系统的安全性。、指数法：又称为物质系数法。它是以代表单 元危险物质在标准状态下的火灾、爆炸或释放危险性潜在能量的物质系数为基础，结 合工艺过程的危险性，计算单元火灾、爆炸、毒性指数来评定系统的危险性、危险程 度，从而提出安全对策措施。 、相对法：是根据同类或类似系统以往的事故或故障 经验教训、安全阀值、事故概率、损失率等技术资料及评价人员的经验，判断能力和 测试数据，按事先赋分标准来比照评分，计算危险性的分值来评价系统危险性的方法， 属半定量评价方法。：数学模型法：是依据相关类推原理，利用有关历史统计数据 资料，针对特定的评价目标，在一定边界条件下建立数学模型及相应计算公式，通过 计算得出评价结论。 ( 3 ) 综合评价。 是指2 种以上评价方法的组合、综合运用，其表现为定性和定量方法的综合。 由于各评价方法都有其的适用范围、优缺点，而综合评价有多种方法的长处，故可得 到较为可靠和精确的评价结果。安全评价工作程序，主要是前期准备、编写安全评价 大纲、评审安全评价大纲、大纲批准后编制安全评价报告书、评审安全评价报告书、 由安全综合行政管理部门审批报告书，这些程序是必不可少的，它是提高评价工作质 量、工作顺利进行的保证。 2 2 现有煤矿安全评价方法分析 太原理工大学硕士研究生学位论文 根据目前对煤矿系统安全评价的机构组合方式、安全程度表达式及模型与系统的 藕合关系，目前国内外常用的安全评价方法有数十种，归纳起来总共有以下几类，即 指数法、安全检查表法、概率风险评价法和数值模拟与人工智能方法。 22 1 指数评价法 指数评价法【2 ”主要适用于化工行业的安全评价。美国的道化学公司的火灾、爆炸 指数法、英国帝国化学公司蒙德工厂的蒙德评价法、日本化工企业的六阶段安全评价 法、中国化工厂危险程度分级方法属于同一类安全评价方法，均为指数法。这些方法 均以系统中的危险物质为主要评价对象，评价指标值同时含有灾害频率和灾害后果二 个因素。这类方法操作简单，是目前比较可行的安全评价方法之- - 1 2 ”。不过这类方法 的缺点也是比较明显的。第一，评价模型对系统安全保障体系的功能重视不够，特别 是危险物质和安全保障体系问的相互关系没有考虑。第二，由于危险源是危险物质或 危险结构与安全保障体系之间相互作用的有机体，是危险、危险能量与安全防护体系 之间相互矛盾着的既对立又统一的整体，评价中只注重某一侧面显然是不全面的。第 三，评价之初就有风险意义的指标值，使得评价后期对系统的改进显得非常困难。第 四，各种危险性因素附加系数范围过宽补偿项目过多，评价结果可能会出现不合理现 象。对于煤矿这样的涉及人员众多、地下环境复杂的生产系统就很难建立类似于指数 评价法的评价系统。原因是煤矿生产领域始终动态变化之中，受井下环境制约严重， 要建立煤矿安全状态的指数评价方法目前难以实现。 222 安全检查表法 安全检查表i 剀出现于上世纪二十年代，是国内外普遍使用的一种方法，它是根据 经验或系统分析的结果，查处各环节的隐患，确定检查项目，以提问的方式把检查项 目按系绷哽序制成表格，再根据表格所列出的项目进行检查和评审。安全检查表的形 式很多，大多用于系统安全性工作计划的检查，设计评审，系统运行前或运行过程中 的安全检查等。 安全检查表是一种静态评价方法，其优点是操作简单、直观、易于企业的同步管 理该方法存在的主要问题是：第一，对系统安全结构的控制缺乏深度和系统性，作 1 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 为安全管理的手段之一是可行的，但只能作为安全管理辅助的分析方法，不能单独作 为安全评价方法，第二，检查表大多是由有经验的人编制的，主观和经验的局限性是 显而易见的。第三，检查表大多数采用评分法或回答是或否的形式进行，对一些主观 指标难于做出客观的评价，第四，安全检查表是一种静态评价方法，无法做出系统整 体的动态安全评价，如果能够解决这些问题，那么安全检查表的生命力仍然旺盛。 2 23 概率风险评价方法 概率风险评价方法口q 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。这类方法通过综合分析系统得出最基本单元元件的性能及其致灾结构 关系，推算整个系统发生事故的概率，通过对灾害后果的估计来综合反映系统的危险 程度。 对于煤炭行业由于系统复杂，其中的不确定因素多，且各种因素状态不明确，对 系统完整的分解比较困难，使用受到相当程度的限制。对于煤矿安全管理，要得到某 一事故的模糊概率也实属不易，必须投入大量的人力、物力和财力进行系统的研究和 分析。在现实条件下，煤炭生产系统不可能完成类似的研究和投入应用。 2 2 4 常规统计法 常规统计法口1 i 3 2 - 3 4 1 是应用数理统计的原理，进行回归分析的一种方法，是传统方 法的典型代表，而且仍然在广泛的应用。这类方法在评价因素少，且主要影响因素突 出的系统安全评价中比较适用。对于多因素、且因素之间相互性大的系统则无法应用 这一方法。 2 2 5 综合评价法 综合评价法0 5 ”乜括常规评价、模糊评价和灰色评价方法，是目前应用比较广 泛的安全评价技术。模糊综合评价法是多因素和多层次分析法，在解决多因素指标综 合为一个或若干个指标的评价过程中有着其它方法不可比拟的优势。 2 2 6 数值模拟、人工智能和神经网络方法 由于计算机技术的普及应用，人工智能和神经网络 3 8 1 3 9 1 技术在应用领域的迅速 发展，一些研究人员利用神经网络算法的优越性，开展了神经网络在安全评价方面的 研究，这主要体现在应用神经网络方法确定安全评价指标的权值、安全评价算法的台 1 3 太原理工大学硕士研究生学位论文 成等领域，这对解决安全评价过程中问题的能力和算法都大大得到改善和加强。但严 格来说，与前面的方法相比，这类方法属于评价过程中的新技术和新方法，它以指数 法和概率评价法为主体，以数据库的形式存储评价中有关危险物质、设施、环境和人 的不安全行为，等特性参数，借助于人工只能专家系统方法实现评价中的判断、推理、 决策确定有关参数。这种方法可以避免评价专家的人为主观性和局限性，并能对指数 法和概率评价法的某些缺点起到一定的补偿作用，是一种理想的评价模型。这类评价 方法目前虽然处于研究开发阶段，由于它能较容易的实现各种方法的综合，是一个有 潜力的发展方向，这类方法发展的速度、优越性和应用潜力已经十分突出，但是这类 方法在安全评价的系统理论和原理较前述的评价方法并没有本质上的突破。 23 煤矿安全评价方法的选择原则 根据2 1 和2 2 所述，每个评价方法都有各自的适用范围、优点和缺点。都有其 适用的范围和条件，因此，安全评价中，合理选择安全评价方法是十分重要的，在选 择评价方法时应该在认真分析并熟悉被评价系统的前提下进行选择。所以选择评价方 法应遵循以下几项原则： ( 1 ) 充分性原则。 充分性是指在选择安全评价方法之前，应该充分分析评价的系统，掌握足够多的 评价方法以及为评价进行准备充分的资料，以便在进行评价时供选择和参考。 ( 3 ) 适应性原则。 适应性是指选择的评价方法应该适应被评价的系统。各种评价方法都有其 适应的范围所以，要根据系统的实际情况选择合适的评价方法。 ( 4 ) 系统性原则。 系统性是指安全评价方法与被评价的系统所能提供安全评价初值和边值条 件应形成个租谐的整体。也就是说，安全评价方法所获得的可信的安全评价结果， 是必须建立真实、合理和系统的基础数据之上的。 ( 5 ) 针对性原则。 针对性是指选择的安全评价方法应该能够提供所需的结果。由于评价目的的 太原理工大学硕士研究生学位论文 不同，需要安全评价提供的结果可能是危险有害因素识别、事故发生的原因、事故发 生概率、事故后果、系统的危险性等，安全评价方法能够给出所要求的结果才能被选 用。 ( 6 ) 合理性原则。 在满足安全评价目的能够提供所需的安全评价结果的前提下，应该选择计算过程 简单所需数据最少和最容易获得的安全评价方法，并且安全评价工作量和要获得的评 价结果都是合理的。 文章选择的矿井安全评价方法不是求深度、而是寻求简单、适用、可操作性强的 方法，减少评价的主观性，增加评价的客观性。选择的评价方法适合煤矿现场应用， 其评价结果能够客观反映矿井的安全状况，根据问题选择方法、而不是根据方法选择 问题的选择原则进行。考虑矿井危险状态涉及的因素众多，且每个指标都不是确定的， 因此，选择模糊综合评价法作为对矿井进行安全评价的方法。该方法能建立一套从总 体上反映评价对象本质的指标体系，然后将各个指标综合成一个能从总体上衡量矿井 危险的综合指标。 安全评价可以在计划、设计、生产等多个阶段进行。有效的评价方法能够对生产 系统中存在的危险进行充分的定性、定量分析，然后再做出综合评价。根据评价结果， 并且针对存在的具体问题，结合当前的科学技术水平和经济条件提出有效的安全措 旅，将具体的危险问题消除或危险降低到最低程度，以便对于煤矿企业的安全生产顺 利进行提供一个有效的保证。总之，安全评价是以实现系统的整体安全为目的，对系 统所处的状态进行评价，以便于对整体系统的安全进行识别和改进。 1 5 太原理工大学硕士研究生学位论文 第三章煤矿企业安全评价因素体系 3 1 建立煤矿安全评价体系的意义 为了实现煤矿持久安全生产的目标，将煤矿系统的危险性降到最低程度，避免或 减少事故可能造成的生命或财产损失。煤矿安全现状评价主要是评价煤矿生产期间的 安全状况和管理水平，充分认识煤矿系统的实际安全状况，有效地采取安全对策，安 全现状评价是实现安全生产的重要手段和基本程序。因此，煤矿安全评价的意义在于； ( 1 ) 结合煤矿实际情况，建立针对矿井安全生产状况的综合评价因素体系。为 矿井安全生产状况的定量评价提供一种可行的方法和技术，该评价系统根据评价时段 内的安全生产信息，对矿井当时所处的安全生产状况做出较为准确的评价，为决策者 正确判断当前安全状况及制定相应的对策提供科学的依据。 ( 2 ) 安全管理是矿井安全生产的重要保证，只有高水平的管理，才能实现矿井 的安全生产。对煤矿进行安全评价也是对其安全管理水平进行评价，并能够找出管理 方面存在的主要问题，为提高企业安全管理水平提供科学的依据。 ( 3 ) 结合煤矿实际情况，建立针对煤矿各个方面的安全现状评价体系，及时、 准确地掌握这些区域的安全生产状况，并对其进行评价，找出当前各生产环节所存在 的主要问题，并根据结果，及时、准确、有针对性地进行安全事故预防并且提供决策 依据。 2 建立煤矿安全评价体系的原则 对煤矿企业的安全现状进行评价是对一个复杂系统的评价，其涉及的内容较多， 考虑的因素也较广泛。安全评价具有多层次、多指标的特点，它从一个企业整体的角 1 6 太原理工大学硕士研究生学位论文 度考核企业的安全技术能力及安全管理水平，同时，也能对企业安全生产中存在的不 足起到安全预警的作用，达到提前改善的目的。从这一目的出发，安全综合评价研究 的关键问题就转向指标体系的建立及其相互关系的确立、评价指标值和权系数的确定 以及合成关系的处理。其中，评价指标体系的建立及其相互关系的确立是第一步，也 是关键的步骤，它的确立对安全综合评价来讲，起到方向性的作用，也直接关系到安 全评价的质量。所以，建立的煤矿安全评价的因素体系是否合理和科学，关系到能否 发挥评价的作用和功能，即关系到能否通过评价提高煤矿企业的总体安全水平，减少 不安全事故的发生。因此，煤矿企业欲建立一套完善、合理、科学的评价因素体系， 必须先了解以下几个建立评价因素体系的指导原则。 3 2 1 科学性原则 科学能揭示事物发展的规律，作为人们改造世界的指南，建立煤矿企业安全评价 因素体系，也必须能反映客观实际以及事物的本质，其能反映出影响企业安全的主要 因素。矿井事故的发生及其生产过程中的安全状态危险性具有绝对的确实性，这就要 求对其评价的指标具有科学性和客观性，评价指标必须通过客观规律、理论知识分析 获得，形成知识与经验的互补，任何人为的凭主观性确定的指标都是不可取的，科学 性还必须保证评价指标的概念和外延的明确性，对一些模糊性指标，即使无法做到其 外延明确，也必须保证其概念明确，不至于混淆。因此，只有坚持科学性原则，获得 的信息才具有可靠性和客观性，评价的结果才有效。 32 2 系统性与全面性原则 安全分析方法和安全分析模型的建立是以系统理论为基础的，评价指标体系的建 立也应该遵守系统性原则。系统性原则包括以下几个方面： ( 1 ) 目的性。建立评价指标体系的目的是对矿井安全生产状况进行评价，以达到 安全生产的目的，围绕这个目的就必须建立反映评价系统特征的指标体系，然后进行 优化和控制。 ( 2 ) 整体性。评价指标之间、评价指标和安全评价整体结果是一个有机的综合体， 安全评价不是单个评价指标的简单集合，评价指标及其功能、评价指标之间的关系必 须服从安全评价整体目标和功能，安全评价的结果才能反映整体性。 1 7 太原理工大学硕士研究生学位论文 ( 3 ) 层次结构性。评价结构有多种，但是，在理论和实践中应用最多的是层次结 构。评价指标体系由一定层次结构的评价指标组成，在层次结构中，各个评价指标表 达了不同层次评价指标的从属关系和相互作用关系，从而形成一个有序、系统的层次 结构，使评价指标层次结构更好的反映系统安全评价的功能。 ( 4 ) 相关性。要对评价指标体系内部的指标属性进行相关性分析，相关性分析为 纵向和横向之间的关系，要使评价指标的相互关系明了、准确，从而建立评价指标之 间的结构，达到合理评价的目的。 ( 5 ) 实用性。评价指标体系的确定要反映同现有历史阶段的科学技术水平、经济 状况、工业发展水平相适应的状态，要有较强的可操作性。任何夸大超越或严重落后 于国