【摘要】：煤礦瓦斯爆炸事故是礦山傷亡最為嚴(yán)重的事故，因此必須準(zhǔn)確、有效地對瓦斯事故危險性進(jìn)行評價與預(yù)測，提高礦山企業(yè)生產(chǎn)的安全性。本文在對礦山安全生產(chǎn)現(xiàn)狀的局限性分析的基礎(chǔ)上，對瓦斯爆炸事故因素進(jìn)行了研究，以相對權(quán)重的方法，給出了各因素的相對權(quán)重值，同時給出了企業(yè)安全生產(chǎn)的安全度計算公式，并在此基礎(chǔ)上利用VB和ACCESS數(shù)據(jù)庫知識將分析過程程序化，結(jié)果可視化。

　　【關(guān)鍵詞】：煤礦瓦斯爆炸事故危險因素安全系數(shù)

　　一、引言

　　煤炭是我國的主要能源，是國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活提高的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。在一次能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)中，煤炭始終占三分之二以上。未來十幾年是我國經(jīng)濟高速發(fā)展，能源需求、煤炭需求大量增加的時期。瓦斯事故被稱為煤礦“第一殺手”，始終是煤礦安全生產(chǎn)的大敵，因而很有必要對瓦斯危險源進(jìn)行全面的辨識、評價及預(yù)警。

　　目前礦山瓦斯監(jiān)測模擬系統(tǒng)發(fā)展十分迅速，但在實際工程中的現(xiàn)狀不容樂觀。如有的瓦斯監(jiān)測模擬系統(tǒng)在實際應(yīng)用中不夠理想，有的難以實地應(yīng)用。為了克服這一現(xiàn)狀，筆者使用VB程序設(shè)計語言和數(shù)據(jù)庫技術(shù)開發(fā)煤礦瓦斯爆炸事故模擬系統(tǒng)，實現(xiàn)對煤礦瓦斯爆炸事故危險源的辨識，完成對采集數(shù)據(jù)的分析決策、應(yīng)急響應(yīng)等功能，從而為煤礦的安全生產(chǎn)提供必要的決策信息和技術(shù)支持。

　　二、煤礦瓦斯爆炸事故分析

　　影響煤礦瓦斯爆炸安全性的因素眾多，各因素關(guān)系不明確且隨機性強，各因素動態(tài)變化數(shù)據(jù)受干擾性大，因素的可測度差，導(dǎo)致企業(yè)對潛藏的危險因素了解不清楚，相應(yīng)的監(jiān)管力度不夠。

　　煤礦是一個復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，必須有人的參與。由于組織管理不嚴(yán)，人的不規(guī)范行為往往會導(dǎo)致如下問題:不嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》中關(guān)于預(yù)防瓦斯的規(guī)定，致使發(fā)生瓦斯積聚；未定期檢查、維修保養(yǎng)設(shè)備、生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了不可避免的機械故障，導(dǎo)致事故發(fā)生；在處理諸如排放瓦斯等危險現(xiàn)象的過程中，違章指揮和違章操作；在處理瓦斯爆炸事故過程中，未能冷靜理智地處理，致使瓦斯爆炸事故的傷亡人數(shù)增加，事故波及范圍擴大；處理其他事故中，忽視瓦斯因素，誘發(fā)瓦斯爆炸事故等等。

　　由于各種隱含的瓦斯爆炸致因因素眾多，這就給各煤礦企業(yè)對瓦斯事故預(yù)防帶來很大的困難，不可避免的出現(xiàn)了許多管理上的漏洞、操作上的失誤。管理工作的不全面，工作人的大意，綜合起來往往導(dǎo)致事故的發(fā)生。

　　從客觀上分析，瓦斯爆炸需要同時具備三個物理條件:一、存在瓦斯源，瓦斯源的濃度在5%～16%；二、存在引爆的火源；三、有足夠的氧氣參與爆炸反應(yīng)，一般是空氣中氧氣濃度在12%以上。只有同時具備了上述條件才能導(dǎo)致瓦斯爆炸事故。由于井下空氣中有足夠的氧氣，因此預(yù)防、控制瓦斯爆炸事故，應(yīng)從認(rèn)識掌握瓦斯積聚超限和引爆火源產(chǎn)生的原因著手。煤礦瓦斯爆炸事故模擬系統(tǒng)是運用事故樹的方法一步步研究事故各個致因因素，并綜合分析、運用科學(xué)的算法對各個因素進(jìn)行合理的運算得出評價結(jié)果。該系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)評價中的片面性，可以全面評價系統(tǒng)的安全狀況和多因素共同作用下的安全狀態(tài)。為解決安全評價中的不確定性、動態(tài)模糊性和動態(tài)復(fù)雜性、指標(biāo)多、數(shù)據(jù)多的問題開辟了一條嶄新的道路。

　　煤礦瓦斯爆炸事故模擬系統(tǒng)分析事故致因因素，從人的因素、機械設(shè)計因素、環(huán)境的因素等幾個大方面進(jìn)行了比較詳盡的分析。如人的因素，它包含了（1）人的心理因素（2）人的生理因素（3）人的安全操作能力（4）人的文化素質(zhì)等四個方面。而人的心理因素又主要體現(xiàn)在：1、處理突發(fā)事件等應(yīng)變能力2、受外界因素影響的程度兩方面。依此分析，最終概括出造成煤礦井下瓦斯爆炸的最可能致因因素有28種，完成了危險因素的辨識，便于瓦斯爆炸事故的預(yù)防。

　　三、瓦斯爆炸事故模擬系統(tǒng)

　　1.煤礦瓦斯事故模擬系統(tǒng)流程

　　瓦斯爆炸事故模擬系統(tǒng)主要研究影響瓦斯爆炸事故的致因因素，包括了人的因素、設(shè)備的原因、環(huán)境的因素等幾個方面。并通過對這些致因因素的控制以達(dá)到預(yù)防瓦斯爆炸事故發(fā)生的目的。根據(jù)事故樹、層次分析等方法研究確定事故致因因素及其相對應(yīng)因素的權(quán)重值。利用人工采集的方法分析相應(yīng)的各個因素的情況，并把這些采集的因素情況輸入系統(tǒng)。通過系統(tǒng)科學(xué)運算對礦井安全實況進(jìn)行分析評價，實時監(jiān)督整頓，并把每次的分析結(jié)果存入到數(shù)據(jù)庫中，以作為以后的參考和研究的實例。本系統(tǒng)的使用流程圖如下，本系統(tǒng)通過實際因素的采集算出采煤系統(tǒng)發(fā)生瓦斯爆炸事故的安全系數(shù)值并得出響應(yīng)的安全等級，同時還可以查看到以往的影響礦井瓦斯爆炸事故致因因素的實際數(shù)據(jù)，并可由此分析礦井安全值變化趨勢，及早做好預(yù)防措施。

　　2.安全系數(shù)的計算方法

　　為了防止煤礦瓦斯爆炸，就必須要求系統(tǒng)能夠?qū)γ旱V的實際情況分析正確合理。為了真正做到對瓦斯爆炸的監(jiān)測和預(yù)防，正確算出監(jiān)測的煤礦瓦斯爆炸安全系數(shù)是相當(dāng)重要的。本系統(tǒng)安全系數(shù)采用加權(quán)平均法計算，公式如下：

　　kj-每個大方面的因素權(quán)重值

　　kji-每個大方面因素對應(yīng)的因素的權(quán)重值

　　fi-瓦斯爆炸事故致因采集值

　　該公式考慮到了不同的瓦斯爆炸事故致因因素對整個事故影響程度不同，運用權(quán)重值的大小反應(yīng)因素的重要性，并通過加權(quán)的方法算出全部因素對整個事故的影響度。

　　四、模擬系統(tǒng)實驗的過程

　　1.登陸界面

　　輸入用戶名和密碼即可進(jìn)入系統(tǒng)界面，在該界面里面用戶可以查看以往任何時候的記錄。

　　點擊窗口左上方記錄切換按鈕并對應(yīng)日期即可查，可以讓工作人員通過對比近期的記錄分析瓦斯安全狀況。

　　2.編輯

　　首先進(jìn)行人工采集，以滿分為1分對各種因素的實際情況進(jìn)行打分的方式考核。如"人對處理突發(fā)事件等的應(yīng)變能力"，該系統(tǒng)以0.1-0.4，0.4-0.7，0.7-1三個區(qū)間的分值將這一因素分為差、一般、優(yōu)三個等級。通過工作人員實地的考察打分，根據(jù)分值落在對應(yīng)的區(qū)間記錄相應(yīng)的等級，工作人員需對各個因素進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查詢問以使其結(jié)果更接近真實。然后新建一個記錄，根據(jù)要求填好日期，把人工采集的煤礦瓦斯爆炸事故致因因素的實際記錄情況進(jìn)行整理，根據(jù)相應(yīng)的情況選擇相應(yīng)的選項，系統(tǒng)自動為采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析。

　　完成對應(yīng)因素情況的填寫，點擊計算可以查看到這個礦井發(fā)生瓦斯爆炸的安全系數(shù)，并結(jié)合這一結(jié)果給出相應(yīng)的安全狀況等級。工作人員應(yīng)根據(jù)響應(yīng)結(jié)果的緊急程度及填寫因素中不合格的情況制定相應(yīng)的對策以期盡早排除危險。完成后點擊工具欄最左邊的保存按鈕保存本次數(shù)據(jù)，用于以后的查詢，對比。

　　煤礦瓦斯爆炸事故模擬系統(tǒng)用事故樹的方法確定出瓦斯爆炸事故的各個致因因素，運用層次分析法（AHP），確定了礦井瓦斯安全各主要影響因素的權(quán)重，對影響礦井瓦斯安全的主要因素進(jìn)行科學(xué)運算，得到了比較客觀的評價結(jié)果，為礦井瓦斯安全評價提供了更準(zhǔn)確的依據(jù)。

　　五、結(jié)論

　　煤礦瓦斯爆炸事故模擬系統(tǒng)概括了28種煤礦井下瓦斯爆炸的最可能致因因素，并根據(jù)對大量瓦斯爆炸事故因素的分析，運用

　　科學(xué)合理的算法，制作了煤礦瓦斯爆炸事故模擬系統(tǒng)的模型。基本實現(xiàn)了對煤礦瓦斯爆炸事故致因因素的辨識，完成對采集數(shù)據(jù)的分析決策、統(tǒng)計分析，應(yīng)急響應(yīng)對策措施等功能，從而為煤礦的安全生產(chǎn)提供必要的決策信息支持和技術(shù)支持。

　　由于該系統(tǒng)牽扯因素眾多，且各煤礦礦山的實際情況有差別，因而該系統(tǒng)還需要進(jìn)一步完善。如能在完善煤礦瓦斯爆炸風(fēng)險預(yù)警指標(biāo)體系、確定關(guān)鍵指標(biāo)的值域及預(yù)警等級、影響采煤工作面瓦斯涌出量的因素這些方面進(jìn)行更深、更細(xì)致的研究，煤礦安全管理水平必將會走上一個新臺階。這勢必對減少煤礦災(zāi)害，保障煤礦安全生產(chǎn)有著重大作用，這也是作者所希望的結(jié)果。