1、 2015 届 华北科技学院 本 科 毕 业 论 文 论文题目： 基于灰色 系统理论的我国 煤矿 安全事故 研究 学生姓名： 熊埠 学 号： 201109014112 系 (部、院 )： 基础部 专 业： 信息与计算科学 班 级： 计算 B111 指导教师： 刘海生 2015 年 06 月 15 日 I 目录 目录 . I 摘要： . II Abstract. III 第 1 章 绪论 . 1 1.1 研究背景 . 1 1.2 煤矿安全现状 . 1 1.百万吨死亡率 . 1 2.员工队伍总体素质偏低 . 2 3.生产过量 . 4 4.监管力度不足 . 4 1.3 国内煤矿安全研究现状 . 5
2、1.4 国外煤矿安全研究现状 . 6 1.5 国外煤矿安全研究现状 . 6 1.煤矿瓦斯事故 . 6 2.煤矿透水事故 . 8 3.煤矿顶板事故 . 8 4.煤矿煤尘事故 . 9 第 2 章 灰色理论 . 10 2.1 灰色系统理论基本原理 . 10 2.2 灰色系统理论的发展 . 10 2.3 灰色关联分析法 . 11 2.4 灰色关联法步骤 . 13 第 3 章 基于灰色系统理论的煤矿安全事故分析 . 16 3.1 灰色关联指标的选择 . 16 3.2 煤矿安全事故灰色关联分析 . 17 3.3 灰色关联结果分析 . 20 第 4 章 决策意见以及结论 . 23 4.1 决策意见 . 23
3、 4.2 结论 . 23 参考文献 . 20 附录 A. 25 附录 B. 25 致谢 . 29 II 基于灰色系统理论的我国煤矿安全事故研究 摘要 ： 近年来，伴随着我国经济的高速发展，我国的能源消耗也逐年增加，尽管在提倡新能源取代旧能源的口号下，也不能掩盖旧能源（煤矿类资源）仍是能源消耗的主体的事实。本文通过 2006-2012 年的我国煤矿安全事故的国家统计数据，对各个相关影响因素进行分析，运用灰色关联理论，采用 了煤矿事故的起数以及事故死亡的人数作为灰色关联分析的系统特征值，计算出煤矿生产环境恶化、煤矿企业违反相关规章制度、个人或集体失误等十种影响煤矿安全事故的因素的灰色关联度，确定出
4、影响煤矿安全事故发生的重要因素，最终得出煤矿安全事故跟各个因素之间的量化分析结果，为煤矿安全事故的预防提供了科学的依据。 关键字： 灰色系统理论；煤矿安全事故；灰色关联分析 III Chinas coal mine safety accident research based on gray system theory Abstract:In recent years, with Chinas rapid economic development, Chinas energy consumption has increased year by year, although in the pro
5、motion of new energy sources to replace the old slogan of energy, can not hide the old energy (coal class resources) is still the subject of energy consumption facts.By 2006 - national statistics in 2012 Chinas coal mine safety accidents, on all relevant factors were analyzed using gray relational t
6、heory, the eigenvalues of the system number from the number of coal mine accidents and fatalities as a gray correlation analysis,Calculate the deterioration coal production environment, coal mining enterprises in violation of relevant rules and regulations, individual or collective mistakes and ten
7、other factors affect the gray correlation of coal mine safety accidents, important factors in determining coal mine accidents in the impact, and ultimately obtained with coal mine accidents Quantitative analysis of the results of various factors, for the prevention of coal mine accidents provide a s
8、cientific basis. Keywords:Grey System;Grey Relational Analysis;Coal mine accidents第 1 页 共 33 页 第 1 章 绪论 1.1 研究背景 煤是最主要的固体燃料，是可燃性有机岩的一种，即使是在新兴能源盛行的今天，煤矿资源仍然地位显要，因为其经济的价格、丰富的储存量，特别是用于发电。 我国的煤炭储量排在世界第三位，总储量约为 1100 亿吨， 中国最主要的能源也是煤矿， 2005 年中国来自于煤矿的能源 约 80%， 2007 年中国第一次成为煤矿进口国之一， 由此看出煤矿资源在 相当 一段时间内都不会改变我国
9、主要能源的地位 。但是在我国，煤矿生产问题 仍十分严峻， 频频发生各大 事故 ，带来重大的 人民生命财产的 损失，严重延缓了我国煤矿产业的发展。所以，科学系统的分析煤矿安全事故，给安全生产提供预防措施建议是目前十分紧要的工作。 1.2 煤矿安全现状 1.百万吨死亡率 煤炭 作为我国的 主要能源 ，而且 80%的 一次性能源 都来源于 煤炭， 近几年我国的 煤矿 事故 以及 死亡的 人数 连年下降， 但是 同时 事故 的总量依旧 偏大。我 国的煤炭总产量约为世界的 30%， 与此同时 ，事故 死亡的人数 占了 世界 煤矿 事故死亡人数的 70%左右 ， 这是可小视 的 现实 。 有数据显示 ，
10、2014 年， 我国的百万吨死亡率 为 0.293，虽然历史上首次降到 0.3 以下，但它和先进的产煤国家比较，还是先进国家的 10 倍。 表 1-1 2014 年 世界 煤矿 百万吨 死亡率 表 国家 中国 美国 澳大利亚 百万吨 死亡率 0.293 0.016 0.031 数据 来源于 国家安监总局总结 2014 年安全工作进展 第 2 页 共 33 页 由于我国 的煤矿产业 起初 发展粗犷， 导致 了如今的 局面，既有技术先进 的 煤矿 企业，如神华， 同时还有 很多 已经落后 的小煤矿 企业， 很多企业 都是依赖 高 投入、高污染、 高 消耗 来 带动 企业发展 的 。 而且很多煤矿
11、企业员工 知识 水平偏低 ，缺乏安全 知识 ， 很多 煤矿企业 也 没有 在员工 安全培训方面 投入资金 ，或投入较少，也 使用 老化 的设备 ， 加大了 发生事故的可能性。 2.员工队伍总体素质偏低 煤矿工作需要冒着大量的未知风险，于此同时却得不到与风险相对应的报酬，与市场定价规律不符，所以难有高新人才加入，对安全生产的意识不重视，高科技安全管理人才少，领导层的安全意识与安全技能得不到提高。就如美国矿工来说，基本上都是高中以上学历，领导层级普遍具有本科以上的文凭，我国煤矿企业的工人队伍大多以初中及初中以下人员居多。根据有效数据显示，全国煤矿企业大约共有 550万的工作人员，其中农民工以及初中
12、学历以下者占据了 56%，这只是平均数据，在很多小煤矿中，几乎全都是农民工的身影，他们的知识本身就比较薄弱，即使进入煤 矿工作以后，企业也没有对他们进行统一的安全知识技能培训，很多的员工根本没有自我保护的意识。从领导层到工人，安全知识和技能大多比较薄弱。下面是一个大型国有煤矿工人结构的给出的数据，数据显示初中学历以下的工人就有 36.4%，这还是大型国有煤矿的数据，小煤矿的人员结构可想而知。 第 3 页 共 33 页 之外，数据 还统计了 煤矿工人的安全知识掌握程度进，有高达 60%以上的职工认为自己安全知识不够充分，另外有人员也不太了解所做工作的规程和质量标准，这给生产带来了安全隐患，特别是
13、对于矿内的重要岗位和部门，更有可能带来严重的后果。国内 外 有大量关于 事故 的调查数据表明， 有 70%以上的 事故 总数来源 于 人的不安全 操作 ， 同样，在 煤矿行业， 由于 不安全行为 造成 的 事故占到 了 行业事故 总第 4 页 共 33 页 数的 80%以上。现在 的煤矿企业 的 正式职工 多是农民工跟 合同工， 他们的安全 技巧缺乏 ，自我 保护的意识不强 ，对企业 的 运营 生产带来 了 很多 不好 的影响。 3.生产过量 过量的生产是很多事故发生的原因。现任 中国煤炭工业协会会长在 04年 12月的会议上强调过，我国不具有安全保障的生产占到了总产量的 30%左右，这是一个
14、十分危险的信号。 伴随着我国高速的发展，对能源的需求越来越高，煤矿资源更是首当其冲，很多的煤矿事故的产生都与过量生产有不可分离的关系。从经营的角度上来说，很多的煤矿企业为了增加利润，强行提高产能，超量生产，在小型煤矿企业中这种现象尤为严重。过量生产不仅造成生产设备压力过大，生产环境不好，隐患增加，而且工人长时间工作，人为出错率增加，事故的发生率进一步增加。 4监管力度不足 跟其他 产煤大国相比， 我 国的 监管 力度 明显 不足。 具体 表现在 ：我 国监管 机构 人员过少 ，如 美国 ，其 不足 2000 个 煤矿 ， 不 够 10万 人 的煤矿 工作者 ， 但 是 有1000 多 人 的监
15、察 人员 。但是 我国 有 600 多 个 国有 重点煤矿 ， 2600 多 个 地方 煤矿以及 2200 多个 乡镇煤矿 ，超过 400 万 人 的 从业者 。在人数 ，效率上 ， 我国 的 监管 力度 上 明显 不足 。 而 国家安监总局 的监察 更多 的 是发布 政策 管理 ， 所以 很多 煤矿 企业 在 经营的时候 追求 更高的收入 ， 不会顾及 到， 所以行政 威慑难以发挥 作用。 地方政府煤矿监管部门对本地煤矿安全的监督不足 ,煤矿安全是以中央政府的利益为出发点的 ,但是煤企所在地的当地政府通常是日常生产的直接获益者 ,而监督成本却是中央财政部门承担。若地方政府能从煤企生产中获利
16、,则当地政府当然乐意对煤企存在的 安全措施执行不力提供庇护 ,由此而来 ,煤企长期忽视安全生产问题。但是中央政府不停地推动各个机构改革 ,逐渐撤销煤炭行业主管部门。所以现在除了煤矿安全监察机构对煤企的安全监察外 ,政府其他的管理部门很少对煤矿企业组织相应的安全措施检查 ,更加难以有效地行使对煤矿安全生产的监督管理职责。 第 5 页 共 33 页 1.3 国内煤矿安全研究现状 朱月敏对 2001-2010 年国内发生的煤矿安全事故进行了统计，从事故类型，发生时间特质，地域分布等方面分析了近年事故发展的态势，并综述了煤矿安全事故的种类以及煤矿安全现状，采用了分层法，控制图法，排列图法 ，时间序列分
17、析法，显著性检验等统计方法，得出事故原因的几个种类，并且建立了模型对照事故实例进行了分析，并且给出了分析预测和预防措施。 胡冬红主要通过对大量的煤矿事故案例进行深层剖析，分析事故发生的主要原因再结合事故致因理论找出了煤矿事故发生的机理， 即 ：一个事故的发生是由多个因素综合引起的，如果能够消除其中一个因素就能够避免安全事故的发生。就可以在这个基础上得出了煤炭事故三重原因论， 进而 控制 和改善安全 监管 现状 。 李润求，施式亮，念其锋，罗文柯应用了灰色系统理论 GM(1,1)模型、残差GM(1,1)模型和等维新 息 GM1,1模型群这 3 种预测模型对我国 2000-2009 年的煤矿安全事
18、故死亡人数和百万吨死亡率分别进行了数据拟合，得出煤矿安全生产形势好转，死亡人数将呈连年下降的趋势，为我国煤矿安全生产定量管理提供了科学依据。 兰建义，乔美英，周英主要是对人因事故进行关键因素分析，据 2001-2012年我国煤矿事故的统计数据进行分析统计，利用层次分析法，得出 10 种人为因素，并且采用灰色关联分析法，得出煤矿生产中的“三违”现象是导致人因事故发生的主因，所以加大监管培训，对降低煤矿事故有重大意义。 毛新虎，刘占魁，李秀青主 要对太原市西山矿区，筛选确定出地层岩性、断裂构造密度、地面坡度等 11 个评估因子，并且将目标矿区划分为 70 个评价单元进行聚类分析，得出不同因素的差异
19、性达到量化标准后均可显示出其规律性，与模糊综合评判结果，现场调查情况基本一致，也证明了该方法的可行性，可为地质灾害预防和治理工作提供参考依据。 第 6 页 共 33 页 1.4 国外煤矿安全研究现状 William Graebener 揭示 了 政府在 煤矿事故频发 的现实 下 却没有 作为的原因， 从 各个方面 解释 了 大 财团 在 日常生产 中 的利益关系 。 J.C Groombridge 呼吁煤企通过宣传 事故例子 来加强企业安全管理。 Craig A. Olson 通过实际 案例 说明了遭遇的 风险跟获取的 财富 不成正比 。 William P.Jennigs and Alber
20、t Kingderman 选取 1992 年 1999 年世界劳工统计局的数据对薪金改变 和工作死亡率的改变 进行 了检验 。 Len Pearson、 Nick Mabbott 对职员的工作时间 问题进行了研究， 发现 工作时间与疲劳程度 并不一定 成正比， 建议以 年龄、 体质等 对职工进行分类， 对 不同的类别人群 进行分别 管理 ，减少 是 事故 发生的概率。 1.5 煤矿事故分类 1.煤矿瓦斯事故 1）瓦斯突出 瓦斯突出是一个灾害的专用术语，是指随着煤矿开采深度的增加、瓦斯含量的增加，在煤层中形成了在地应力作用下，瓦斯释放的引力作用下，使软弱煤层突破抵抗线，瞬间释放大量瓦斯和煤而造成
21、的一种地质灾害。 防治措施： 1.开采解放层。在多煤层矿井中，选择一个无突出煤层或突出危险性较小的煤层作为解放层，首先开采，使上下邻近煤层卸压，从而消除突出危险。这是比较有效的区域性措施。 2.抽放瓦斯 ,降低瓦斯压力 ,削弱瓦斯在煤层中的作用。 3.水力冲孔，煤层注水，安设专门支架等措施也有一定效果。 4.震动 性放炮诱发突出。控制振动强度，采用挡栏措施可获一定效果。 2） 瓦斯爆炸 矿井 瓦斯 爆炸是一种热 -链式反应（也叫链锁反应）。当爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源给予的热能）后，反应分子的链即行断裂，离解成两个或两个以上的游离基（也叫自由基）。这类游离基具有很大的化学活性，成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下，每一个游离基又可以进一步分解，再
