煤矿险兆事件风险评价指标及分级方法

田水承，樊梦琰，韩 旭，孟少聪，周润康

(1.西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710054；2.西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室，陕西 西安 710054)

煤矿是我国典型的高危生产场所，虽然近年来，我国煤炭行业百万吨死亡率持续下降，但安全生产形势依然严峻。为了预防煤矿事故的发生，险兆事件管理概念逐渐被引入煤炭行业，Herbert William Heinrich提出事故金字塔的1∶29∶300中300的无伤害事故，是最早被界定的险兆事件[1]；赵志海认为险兆事件即是未遂事件[2]；于观华等对煤矿险兆事件概念重新进行了界定，并基于三类危险源建立了瓦斯爆炸安全评价指标体系[3-4]；田水承等将因缺少某些条件或偶然性使原本可能发生的煤矿事故并未发生，仅产生无伤无损或轻微损失、伤害的事件称为险兆事件[5]。

针对风险评价指标及分级标准，国内外学者进行了大量研究，徐东超等依据SMART原则，建立了井喷风险预警分级评价指标及分级标准[6]；黄宇欣运用德尔菲法和问卷调查法筛选指标,建立了四类事故隐患风险评估指标体系[7]；雷刚等运用LEC结合安全检查表法及风险矩阵对矿山通风系统进行了安全风险综合评估分级[8]；周铭轩等利用模糊数学方法建立了煤矿安全综合评价模型[9]；赵志国通过分析煤矿安全状态，构建了煤矿安全状态评价指标体系[10]。然而，目前尚未有人对煤矿险兆事件进行分级研究，为了提高管理效率，笔者针对煤矿险兆事件建立风险评价指标并提出分级方法，企业可根据不同等级有针对性地提出预防和管控措施，将会极大地减少人力物力等资源的浪费，降低煤矿事故的发生率，实现煤矿安全生产的管理目标。

1 煤矿险兆事件评价指标体系

笔者依据扎根理论，通过研究相关文献和典型案例、现场访谈获取原始资料并对其分析，利用开放性译码、主轴译码、选择性译码进行概念提取、确定范畴，并进行理论饱和性检验，最后建立煤矿险兆事件风险指标体系[11]。

1.1 开放性译码

选取煤矿安全管理者、基层工作者等多岗位人员，围绕“你知道什么是险兆事件吗？”“你认为影响险兆事件的主要因素有哪些？”等主题开展访谈，整理归纳所获取的答案，进行概念化和范畴化，得到开放性译码如表1所示[12]。同时收集50起煤矿险兆事件案例，用70%的案例进行开放性译码。

表1 开放性译码(节选)

1.2 主轴译码

基于开放性译码进行主轴译码，开放性译码所得的概念与范畴相互独立，需要进一步分析其性质与维度，根据不同范畴的概念关系与逻辑次序重新归类，最终总结得到主轴译码如表2所示。

表2 主轴译码

1.3 选择性译码

选择性译码基于主轴译码，选择具有一定类属关联的范畴和主范畴，构建精简的理论框架，识别出能够概括统领所有范畴的核心范畴，最后确定人为自身因素等5个核心范畴，如表3所示。

表3 选择性译码分析结果

1.4 理论饱和性检验

理论饱和是指用新资料对确定的范畴进行检验，直到不再出现新代码和类属，其是扎根理论停止采样的标准[13]。利用剩余30%的案例重新编码，所得新范畴均未能影响已生成的主范畴和核心范畴，或编码结果未发现新范畴，因此理论类属达到饱和，核心范畴达到相对准确，故停止采样，理论饱和性检验通过[14]。

1.5 评价指标体系的构建

通过开放性译码、主轴译码、选择性译码，以及理论饱和性检验获得24个主范畴和5个核心范畴，构建了煤矿险兆事件风险评价指标体系，如图1所示。

图1 煤矿险兆事件风险评价指标体系

2 煤矿险兆事件风险分级

2.1 评价指标量化

构建的煤矿险兆事件风险评价指标体系包含定量指标和定性指标。因此，需要采取不同的方法将这些指标进行量化处理。

1)定量指标量化方法

通过对相关文献资料进行分析，以及对大量煤矿数据进行统计，得到各定量指标计算公式，如表4 所示。

表4 各定量指标计算公式

2)定性指标量化方法

笔者采用德尔菲法对剩余的定性指标进行量化，专家根据评估对象的实际情况，结合相关规定和经验给出语言性决策评语集，如{优秀，良好，中等，较差}，对应的风险指数分别是1.0、3.6、6.3、9.0，数值越大则风险程度越高。

3)量化结果

通过对煤矿险兆事件风险评价指标进行分析，又依据《煤矿安全规程》《矿井水文地质规程》《机械设备防护安全要求》等相关规范及各学者对煤矿大量数据统计所得建议，最终得到各评价指标量化值，结果如表5所示。

表5 险兆事件各评价指标量化值

2.2 评价指标权重

指标权重是指各个指标在所有指标整体中所占价值比例及相对重要性量化值[15]。笔者采用改进层次分析法(IAHP)确定24个指标权重。IAHP法是目前可对非定量事件进行层次化整理，并综合人们主观判断，使思维数学化、定量化的主流方法[16]，适合本文研究。

2.2.1 权重计算方法

1)构造比较矩阵，设:

(1)

式中Aij为第i个因素相对于第j个因素的重要度。

比较矩阵如下:

(2)

2)计算重要性序数ri

(3)

式中ri为第i行各元素之和。

3)确定判断矩阵

(4)

式中:rmax=max(ri)；rmin=min(ri)；km=rmax/rmin。

4)求判断矩阵的传递矩阵

(5)

式中bik、bjk(k=1,2,…,n)皆为式(4)中判断矩阵Bij中的元素。

5)求解判断矩阵的拟优一致矩阵

Dij=10Cij

(6)

6)计算权重向量

(7)

式中:dij为拟优一致矩阵Dij中的元素；Mi为第i行各元素的乘积。

取方根得:

(8)

(9)

则权重向量W=(W1,W2,…,Wn)。

2.2.2 权重计算结果

邀请煤矿安全管理领域的工作人员及专家对指标进行打分，对35份专家评选表进行数据整理，得出各层指标的比较矩阵，一级指标比较矩阵如表6所示。

表6 一级指标比较矩阵

同理可得各二级指标比较矩阵，再根据2.2.1小节权重计算方法，得到24个评价指标权重计算结果，如表7所示。

表7 各风险指标权重计算结果

2.3 煤矿险兆事件风险分级标准

笔者将煤矿险兆事件风险分为4个级别，如表8所示。

表8 煤矿险兆事件风险级别及对应风险评价指数值

根据表5各指标量化值及风险指数，结合上述IAHP法分析和专家评议结果，可确定风险评价指数P:

P=[Z][R]

(10)

式中:[Z]为评价指标风险指数集；[R]为评价指标权重集。

将P值与表8对比，可得出该煤矿险兆事件风险等级。

3 结论

1)基于扎根理论得出人为自身影响因素、设备设施影响因素、作业环境影响因素、组织管理影响因素、安全文化影响因素5个核心范畴，以及员工安全素养、设备安全可靠性等24个主范畴。

2)依据德尔菲法量化各定性指标，以及通过相关文献资料查询，得出各定量指标量化值，将煤矿险兆事件风险分为4个等级，其风险指数依次为1.0、3.6、6.3、9.0。

3)根据IAHP法和专家打分法给出了一个较为科学、完整的分级方法，可为煤矿险兆事件风险分级提供一种便利的计算方法及分级依据。