影響我國煤礦安全的本質(zhì)因素分析

影響我國煤礦安全的本質(zhì)因素分析
孔留安1,2,李　武
摘　要:針對目前普遍將煤礦事故頻發(fā)歸因于管理問題的傾向,采用對比分析和相關(guān)性分析等方法分別研究了管理、技術(shù)和裝備等因素對煤礦安全的影響,得出煤礦事故的發(fā)生與安全管理有關(guān),但諸如重特大煤礦瓦斯爆炸等安全問題的根本解決取決于技術(shù)和裝備水平,而非管理;對災(zāi)害事故的發(fā)生機(jī)理和防治技術(shù)研究不夠、裝備的安全保障能力低是導(dǎo)致煤礦惡性事故多發(fā)的深層次原因.最后提出并研究了技術(shù)、裝備和人“三要素”之間的邊際替代關(guān)系.
關(guān)鍵詞:安全管理;技術(shù);裝備;邊際替代率
:AAnalysisoftheintrinsicfactorsaffectingcoalminesafetyKONGLiu an1,2,LIWu21 SchoolofCivilandEnvironmentEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing　100083,China;2 HenanPolytechnicUniversi y,Jiaozuo　454003,China)Abstract:WhileweakmanagementispopularlyblamedforaccidentsfrequentlyoccurredinChina’scoalmines,ananalysisonaffectionofsuchfactorsasmanagement,techniquesandfacilitiesoncoalminesafetywasconducted,byusingcomparativeanalysisandrelativeanalysismethods.Thestudyindicates:safetymanagementiscloselyre latedtocoalmineaccidents,however,thefinalsolutiontocoalminesafetyproblemssuchasfatalcoalmininggasexplosionwillprimarilyrelyontechniquesandfacilitiesratherthanmanagement;low levelfacilities,insufficientresearchonbothbasictheoriesofsuchdisasters,andtheirpreventiontechniques,arethedeep rootedreasonsforthehigh ratedaccidentoccurrenceincoalmines.Basedontheconclusionthusdrawn,themarginalsubstitutionrateofsuchinputfactorssuchastechniques,facilitiesandmanpowerwasstudiedandputforward.
Keywords:safetymanagement;techniques;facilities;marginalsubstitutionrate
　　反映煤礦安全狀況的最重要指標(biāo)是死亡人數(shù)和百萬噸死亡率.據(jù)統(tǒng)計(jì)[1],1994—2004年我國煤礦死亡人數(shù)和百萬噸死亡率均呈下降走勢(圖1),煤礦安全狀況總體穩(wěn)定,并趨于好轉(zhuǎn).然而,近年來我國煤礦重特大事故仍頻繁發(fā)生,特別是2004年10月份以來,鄭州煤電集團(tuán)大平煤礦、銅川礦務(wù)局陳家山煤礦、阜新礦業(yè)集團(tuán)孫家灣煤礦和七臺河集團(tuán)東風(fēng)煤礦先后發(fā)生特別重大瓦斯(煤塵)爆炸事故,我國煤礦安全問題成為國內(nèi)外廣泛關(guān)注的焦點(diǎn).針對近期煤礦事故多發(fā)的安全生產(chǎn)形勢,普遍認(rèn)為主要是由于管理缺陷、監(jiān)管不力等因素引起的,即將煤礦事故頻發(fā)歸因于管理問題.然而,隨著我國《安全生產(chǎn)法》等一系列安全法律法規(guī)和政策的出臺實(shí)施,各級政府部門及煤礦企業(yè)均建立了

安全監(jiān)察管理的責(zé)任約束機(jī)制,旨在徹底解決安全管理缺陷等問題,但這并未有效遏制煤礦事故尤其是重特大煤礦事故的頻發(fā),過去經(jīng)常見諸中小型鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦的礦難,現(xiàn)在已開始向國有大礦蔓延,從大平礦難到陳家山礦難以及孫家灣礦難,似乎還有愈演愈烈之勢.人們把煤礦事故頻發(fā)的原因歸結(jié)為管理問題似乎有偏離“本質(zhì)”之虞,因?yàn)檫@種認(rèn)識大多是基于對事故進(jìn)行分散的、統(tǒng)計(jì)的和彼此缺乏聯(lián)系的事后歸納整理而得到的.筆者認(rèn)為,重特大煤礦事故頻發(fā),在安全管理等表面原因的背后必然蘊(yùn)藏著更深層次的事故致因因素.
1　我國重特大煤礦事故中的管理因素分析
安全管理是貫徹執(zhí)行國家和各級管理部門法律、法規(guī)和規(guī)章制度,消除事故隱患的重要手段,煤礦事故中常出現(xiàn)的管理缺陷有管理基礎(chǔ)薄弱、安全機(jī)構(gòu)不健全、人員配備不齊、責(zé)任疏忽、管理不到位等等[2].以2005年孫家灣煤礦的“2·14”礦難為例,根據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局授權(quán)并在其官方網(wǎng)站發(fā)布的遼寧省阜新礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司孫家灣煤礦海州立井“2·14”特別重大瓦斯爆炸事故調(diào)查報(bào)告[3](簡稱“報(bào)告”),認(rèn)為這是一起責(zé)任事故,引起該事故的直接原因是在海州立井3316風(fēng)道瓦斯?jié)舛瘸薜那闆r下,工人違章帶電操作維修,產(chǎn)生電火花引起瓦斯爆炸的;間接原因主要有:①礦井生產(chǎn)技術(shù)管理混亂;②“一通三防”、機(jī)電管理混亂;③勞動(dòng)組織管理混亂;④井下安全管理混亂.
從表面上看,這起礦難似乎是由于管理不善造成的.然而,“報(bào)告”認(rèn)為,直接原因中3316風(fēng)道瓦斯?jié)舛确e聚超限是由于沖擊地壓造成的,不能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)預(yù)測沖擊地壓的發(fā)生,主要是由于我國目前尚未認(rèn)識清楚沖擊地壓的發(fā)生規(guī)律,這屬于安全技術(shù)層次的原因;間接原因中也存在諸如通風(fēng)系統(tǒng)不完善、井下瓦斯傳感器和地面瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)長時(shí)間存在故障、井下照明信號綜合裝置屬于假冒產(chǎn)品等,這些是裝備方面的不足.可見,事故中的技術(shù)、裝備因素才是引發(fā)事故災(zāi)害的關(guān)鍵因素,而這些因素卻難以依靠管理從根本上得以解決.
安全技術(shù)和裝備水平對煤礦安全的影響
2 1　制約我國煤礦安全的技術(shù)問題
煤礦安全技術(shù)是揭示井下各種自然災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理和發(fā)展變化規(guī)律,用于防治各種自然災(zāi)害的理論方法和應(yīng)用技術(shù)[4].近年來,我國在瓦斯賦存預(yù)測、瓦斯抽放技術(shù)、煤巖動(dòng)力災(zāi)害(煤與瓦斯突出和沖擊礦壓)預(yù)測等方面取得了新的進(jìn)展,但還存在許多亟待解決的重大技術(shù)問題,主要表現(xiàn)在:(1)對煤與瓦斯突出的發(fā)生機(jī)理等基礎(chǔ)理論研究不夠.在我國,煤炭開采屬高危行業(yè),為了預(yù)防煤礦事故的發(fā)生,前些年我國煤礦安全技術(shù)的研究工作主要集中在事故災(zāi)害防治措施方面,對諸如礦井瓦斯賦存、運(yùn)移規(guī)律及煤與瓦斯突出發(fā)生機(jī)理認(rèn)識不深,對煤與瓦斯突出等災(zāi)害仍停留在“假說”階段,對沖擊地壓規(guī)律研究不夠,導(dǎo)致災(zāi)害事故的防治技術(shù)措施單一,綜合配套能力差和適應(yīng)性差等.(2)煤礦礦井瓦斯抽放率相對較低,據(jù)統(tǒng)計(jì)[5],我國目前的瓦斯抽放率僅為23%.我國高瓦斯突出煤層構(gòu)造軟煤發(fā)育、透氣性低,煤層瓦斯抽放難度大,直接威脅著煤礦安全生產(chǎn).(3)資源勘查、探測技術(shù)落后.受我國煤層賦存條件的影響,我國煤炭資源勘探程度較低,往往導(dǎo)致區(qū)域預(yù)測結(jié)果精度不能滿足礦井生產(chǎn)實(shí)際要求,不能直接指導(dǎo)采掘作業(yè).據(jù)統(tǒng)計(jì)[5],我國煤炭資源中精查資源量占25%,詳查資源量占17%,絕大部分為地質(zhì)工作程度極低的普查找煤資源量.由于探測技術(shù)落后,對深部煤層賦存的瓦斯地質(zhì)條件、水文地質(zhì)情況和各種地質(zhì)構(gòu)造的特征掌握不清,導(dǎo)致大量安全技術(shù),特別是瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)無法直接應(yīng)用或者適應(yīng)性差等,煤炭資源無法安全開采.

2 2　制約我國煤礦安全的裝備問題我國煤礦95%以上為地下開采,自然災(zāi)害十分嚴(yán)重.煤礦生產(chǎn)裝備是煤礦最基本的生產(chǎn)力要素,安全裝備是防治煤礦事故的重要手段,但目前仍有許多裝備存在適應(yīng)性不強(qiáng)、可靠性差的問題.據(jù)統(tǒng)計(jì)[6],2004年我國煤礦機(jī)械化程度平均僅為42%,其中國有重點(diǎn)煤礦采煤機(jī)械化僅為81 5%,掘進(jìn)綜合機(jī)械化僅為15 03%,國有地方煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦機(jī)械化程度更低.圖2為1990—2004年我國國有重點(diǎn)煤礦采煤機(jī)械化程度與事故指標(biāo)的變化趨勢.
由圖2可看出,1990—2004年,國有重點(diǎn)煤礦采煤機(jī)械化程度穩(wěn)步提高,但煤礦死亡人數(shù)和百萬噸死亡率波動(dòng)較大,特別是1999年來,煤礦死亡人數(shù)有較大漲幅,這表明近年來在煤礦生產(chǎn)過程中,機(jī)械化程度等反映裝備水平的指標(biāo)雖有所提高,但相對于我國煤炭產(chǎn)量大幅度增加以及地下開采仍以勞動(dòng)密集型為主的現(xiàn)實(shí)來說,漲幅不大.地下開采人數(shù)多,過于集中, 一旦發(fā)生事故,必然造成重大人員傷亡.
在煤礦安全裝備方面,據(jù)統(tǒng)計(jì)[5],我國目前僅國有煤礦安全欠帳高達(dá)500多億元,其中45戶重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè)安全欠帳197 4億元,全國561處國有大中型礦井中有277處屬于高瓦斯礦井,其中有154處未建立瓦斯抽放系統(tǒng),有231處無安全監(jiān)控系統(tǒng),部分礦井的通風(fēng)設(shè)備還是20世紀(jì)50年代的蘇制產(chǎn)品.不少礦井沒有安設(shè)防隔爆設(shè)施,既使配備了隔爆設(shè)施的礦井,設(shè)置的數(shù)量少,沒有達(dá)到安全規(guī)程的要求.這同樣也反映出我國煤礦裝備落后,安全可靠性差,必然構(gòu)成煤礦重特大事故頻發(fā)的“誘因”.
2　美國煤礦技術(shù)裝備水平與事故率的相關(guān)性分析
美國的煤炭行業(yè)曾有著與我國相似的歷史.20世紀(jì)30年代前,美國煤礦事故高發(fā),最高年死亡人數(shù)達(dá)3200多人.進(jìn)入50年代后,通過煤礦安全技術(shù)的系統(tǒng)研究和開發(fā)利用,煤礦安全狀況迅速好轉(zhuǎn),20世紀(jì)60年代末百萬噸死亡率降到0 5左右,90年代降至0 028,2000—2004年該項(xiàng)指標(biāo)一直維持在0 03#φ飧鏊?煤礦行業(yè)已經(jīng)全然成為全國最安全行業(yè).圖3為1986—1995年美國煤礦機(jī)械化程度與死亡人數(shù)和百萬噸死亡率的相關(guān)關(guān)系[6].
由圖3可以看出,采煤機(jī)械化和死亡人數(shù)、百萬噸死亡率均呈較明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系,即新技術(shù)和裝備的推廣使用能大幅度降低煤礦安全事故:一是新技術(shù)的廣泛采用,增強(qiáng)了煤礦開采的計(jì)劃性和對安全隱患的預(yù)見性,這必將大幅度減少煤礦挖掘中的意外險(xiǎn)情,也可以幫助制訂救險(xiǎn)預(yù)案;二是加大機(jī)械化和自動(dòng)化采掘等設(shè)備的投入,提高了工作效率,減少了下井工人數(shù)量,直接有效地減少了易于遇險(xiǎn)的人群.根據(jù)前述分析可以看出,煤與瓦斯突出、瓦斯爆炸等災(zāi)害事故的發(fā)生機(jī)理和復(fù)雜條件下的瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)等基礎(chǔ)性和應(yīng)用性技術(shù)難題是我國煤礦安全的瓶頸,裝備水平的高低直接影響著煤礦事故死亡人數(shù)和百萬噸死亡率.這些問題得不到徹底解決,我國煤礦安全狀況很難發(fā)生根本改善.
技術(shù)、裝備和人“三要素”之間的邊際替代關(guān)系
美國等發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)表明,安全科技工作是有效防范各類事故、提高安全生產(chǎn)水平的決定性因素,煤礦生產(chǎn)由勞動(dòng)密集型向技術(shù)裝備型的轉(zhuǎn)變是必然的.只有加強(qiáng)新技術(shù)研發(fā)以及生產(chǎn)和安全裝備的更新使用,減少井下人員的數(shù)量,才能從根本上減少人員傷亡事故的發(fā)生.以下是研究技術(shù)和裝備要素對人要素的可替代性.效用理論[7]認(rèn)為,邊際替代率是指在總效用水平不變的情況下,投入要素之間相互替代的比率.在煤炭生產(chǎn)過程中,各企業(yè)通過投入一定的技術(shù)、裝備和人等生產(chǎn)要素,獲得其所具備生產(chǎn)能力下相應(yīng)的生產(chǎn)產(chǎn)量.其中人可作為生產(chǎn)中的勞力要素,裝備可作為資本要素投入.研究表明,隨知識經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,技術(shù)作為除勞力和資本之外的企業(yè)生產(chǎn)不可缺少的生產(chǎn)要素成為必然[8,9].因此,可將煤礦安全技術(shù)作為獨(dú)立于勞力和資本要素之外的投入要素.經(jīng)濟(jì)學(xué)中的Cobb-Douglas生產(chǎn)函數(shù)常被用來解決投入產(chǎn)出過程中各生產(chǎn)要素之間替代性的問題[10],由此可建立基于Cobb-Douglas生產(chǎn)函數(shù)的煤礦生產(chǎn)函數(shù),即Y=ALαKβTγ=F(X1,X2,X3),α=YLLY,β=YKKY,γ=YTTY,式中,Y為煤炭生產(chǎn)產(chǎn)量;A為大于0的常數(shù);α為產(chǎn)出對勞力的彈性函數(shù);β為產(chǎn)出對資本的彈性參數(shù);γ為產(chǎn)出對技術(shù)的彈性參數(shù);X1,X2,X3分別為技術(shù)、裝備和人等投入要素.上式中各投入的生產(chǎn)要素之間存在著替代性.假定在煤炭產(chǎn)量目標(biāo)值一定的情況下,可以對上述函數(shù)求其全微分,得到dX1dX3=-FX2dX2dX3-FX3X1F,dX2dX3=-FX1dX1dX3-FX3X2F.　　根據(jù)文獻(xiàn)[7],令MX1,X3=|dX1/dX3|,MX2,X3=|dX2/dX3|分別表示在煤炭產(chǎn)量一定的情況下,技術(shù)和裝備投入要素對人的要素的邊際替代率.可見在煤礦生產(chǎn)過程中,技術(shù)、裝備和人等“三要素”之間存在一定的替代關(guān)系,故可利用技術(shù)和裝備對人的邊際替代率,通過加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和裝備改善來替代開采人員參與井下勞動(dòng),減少井下工人的數(shù)量,使得從根本上減少煤礦事故傷亡人數(shù)成為可能.
4　結(jié)　　論
煤礦事故的發(fā)生與安全管理缺陷有關(guān),但依靠加強(qiáng)安全管理無法解決引起事故的深層次問題.煤礦安全問題的根本解決要靠深化技術(shù)研究和提高裝備水平;對瓦斯等災(zāi)害事故的發(fā)生機(jī)理等技術(shù)研究不夠、裝備的安全保障能力低是造成我國煤礦重特大事故頻繁發(fā)生的深層次原因,必須引起高度重視,并盡快加以解決;在煤礦生產(chǎn)中,技術(shù)、裝備等投入要素對人的要素有著邊際替代關(guān)系,通過加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和裝備投入,逐漸代替地下開采的人員數(shù)量,可作為降低煤礦事故死亡人數(shù)和百萬噸死亡率的有效措施.參考文獻(xiàn):
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