煤炭企业安全投入优化分析

邢媛媛，张飞飞

（太原理工大学阳泉学院，山西 阳泉 045000）

煤炭企业安全投入优化分析

邢媛媛，张飞飞

（太原理工大学阳泉学院，山西 阳泉 045000）

煤炭企业投入不足和不合理是造成当前我国煤炭企业安全生产形势严峻的主要原因。作者提出了煤炭企业安全投入决策的优化模型，对煤炭企业安全保障度的量化、安全投入数量的确定、安全投入方向的选择、安全投入结构的安排等一系列问题，进行了研究，提出了自己的观点，对煤炭企业安全投入的理论与实践有借鉴意义。

安全投入；安全保障度；优化

1 安全投入与安全成本的关系

安全投入是指为了提高企业的系统安全性，控制危险源，提高作业安全系数，改善作业环境、消除事故隐患，治理尘毒作业区的全部费用。安全成本是指实现安全所消耗的人力、物力和财力的总和。安全成本包括为保证安全而支出的一切费用和因安全问题而产生的一切损失费用之和。因此，在煤炭生产中发生的与安全有关的费用和损失，对其单独核算、研究和汇总，总称为安全成本。企业安全成本由安全投入和安全事故经济损失两部分构成。

2 安全投入优化流程

2.1 煤炭企业安全保障度的量化

在不考虑地质条件、开采条件和自然灾害条件等因素的影响下，度量安全保障度的指标是“煤炭产量”与“事故损失费用”总和。

煤炭企业安全保障度=煤炭产量/事故损失费用

“煤炭企业安全保障度”用“煤炭产量”与“事故损失费用”的比值衡量，表明用“多少安全事故代价”实现了“这么多产出”的经济意义。其比值越大，说明用“较少的代价”实现了“更多的产出”。

2.2 安全事故损失模型的建立

事故损失包括直接经济损失和间接经济损失两部分。建立安全事故经济损失模型如下：式中：Y为安全事故经济损失；pi（i=1，2，…）为对第i项因素的安全投入量；R为表示当时企业的职工人数数量；Q为企业当年生产总产值；t为时间变量，用以表示技术进步情况。

函数式（1）应满足以下三个条件：

第一条件 Y=F（p1，p2，…，pn，Q，R，t）＞0；

第三条件

即各安全分项项目投入对整个系统的安全具有无限重要性。

2.3 安全投入非线性优化模型的建立

安全成本（C）等于安全投入总额与安全事故经济损失之和。

因此，建立安全事故损失不超过k条件下，可建立安全投入非线性优化模型如下：

2.4 安全投入最优化模型求解

安全事故经济损失模型函数式（1）为一般非线性函数，安全投入优化模型式（3）是有约束的非线性多元函数，可借助Lingo软件对模型求解，在达到预期安全保障度的条件下，得出企业对各安全项目最优投入分量pi（i=1，2，…）,以及企业最优安全投入总量。

3 应用实例

3.1 研究对象基本情况

该煤炭企业属国有大型煤炭企业。矿井水文地质条件简单，煤系岩层含水性弱，开采技术条件优越，属高瓦斯矿井。安全上建立了KJ90安全监控系统及束管监测系统。矿井设计能力为400万t/a。

3.2 安全保障度与安全成本的关系

经过调查取得有关该矿1998-2008年的安全成本、煤炭产量资料，对其进行整理，结果如表1所示。

表1 该矿安全成本构成

3.2.1 安全损失费用与安全保障度关系及其拟合曲线

根据该矿安全损失费用和安全保障度的资料，输入STATA软件，得到拟合曲线见图1。

由图1拟合结果表明：随着安全保障度（x）的提高，安全损失费用（y）呈逐渐减少的趋势，即在煤炭企业实际生产中事故发生的数量和频率以及损失随着保障度的提高是逐渐减少的。

3.2.2 安全投入与安全保障度关系及其拟合曲线

根据该矿安全投入和安全保障度的资料，输入STATA软件，可得结果见图2。

图1 安全损失费用与安全保障度的拟合曲线

图2 安全投入与安全保障度的拟合曲线

由图2可知，该煤炭企业的安全投入与安全保障度的关系可以划分为三个阶段，安全保障度提高的速度明显减慢，但始终保持在0.4左右。可见，只有安全投入达到一定规模时才能起到提高安全保障的作用，但并不是安全投入越多越好。

3.3 安全投入非线性优化模型的建立

经过调查取得该矿1999-2008年间的各项的安全投入资料，如表2所示。

表2 该矿1999-2008年的安全投入资料

根据表中的数据，利用STATA软件对企业安全投入额与事故经济损失的自然对数进行多元线性回归，从而得到该企业安全事故损失模型：

企业安全成本C等于安全投入总额与安全事故经济损失之和。

建立企业在确保事故经济损失不超过k（万元）的条件下，追求安全负担最小化的安全投入优化模型：

3.4 K值的确定

根据该煤炭企业2009年生产预计和整个煤炭企业发展战略规划，在2009年投入安全资产和管理费用5 500万元，可以确定该煤炭企业的安全保障度应为0.471左右。可得安全损失费用为750万元左右。根据安全保障度的定义可得，安全保障度为0.471时，产量为353.25万吨。该矿的设计产能为400万吨，将安全保障度提高为0.5，则每年安全资产和管理费用投入应为5800万元左右。因此，将K值确定为700万元。

3.5 安全投入模型最优化求解

下面用lingo软件处理有约束的非线性多元函数的优化问题。取K=700万元，计算得出该煤炭企业最优投资额为5 045.115万元，最优的投入分配投资方案为p1=2 246.541万元，p2=577.7139万元，p3=526.91万元，p4=1 083.856万元，p5=610.0945万元，企业期望的安全成本为5745.115万元。即企业按此分项投资方案，安全投入5 045.115万元，可在事故损失不超过700万元的前提下，实现该煤炭企业安全成本最小化5745.115万元。

4 总结

本文所构建的安全投资最优化模型有很强的实用性和优越性，特别是对大型煤炭企业进行正确有效的安全总投资和安全分项投资计划和决策，提供依据。该煤炭企业是现代化高产高效矿井，安全程度在同行业中较高，但是从其1999年到2008年的安全投入中可以看到，投入总额逐年增加，但安全事故控制效果并不显著。从模型可看出，企业历年在生产安全方面的投入较多，而忽视技术研发的投入；在企业安全管理投入较多，特别是劳保用品和安全管理人员日常开支占很大部分，且逐年递增速度很快，而安全教育培训费用所占比例较少。因此，安全投资决策的正确选择是企业改善安全状况的主要途径。

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Abstract:The optimization model of safety investment decision-making is presented.The author also studies the quantization of safety insurance degree,determination of investment quantity,selection of direction,and arrangement of structure,which is beneficial to theory and practice of safety investment in coal enterprises.

Keywords:safety investment;safety insurance degree;optimization

编辑：刘新光

Optimization Analysis on Safety Investment of Coal Enterprises

XING Yuan-yuan,ZHANG Fei-fei

（Yangquan Institute,Taiyuan University of Technology,Yangquan Shanxi 045000,China）

TD79

A

1672-5050（2010）08-0036-03

2010-04-23

邢媛媛（1981—），女，山西原平人，硕士，助教，主要从事安全经济及安全评价。