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煤矿本质安全模型研究毕业设计
毕业设计(论文)
题目名称:
煤矿本质安全建设模型研究
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2)附件:
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摘要
煤矿井下是一个复杂多变的人-机-环境-管理系统。
本文在人的行为理论分析基础上,讨论了人失误的产生原因及其导致事故的模式,研究了人失误的辨识技术和控制方法;利用可靠性原理,建立了人员可靠性分析公式和人本质安全评价的指标体系。
对设备进行了人机工程学分析,利用可靠性原理建立了设备可靠性串并联模型,建立了设备本质安全评价的指标体系。
在将煤矿井下环境归类为作业环境和地质环境的基础上,对影响作业环境和地质环境的各个要素展开了定性和定量分析,建立了环境本质安全评价的指标体系并提出了实现煤矿环境本质安全的方法和措施。
根据职业健康安全管理原理,以国家本质安全管理体系为指导,从危险源辨识、风险评价、风险控制等方面对煤矿进行了深入的分析评价,提出了针对危险源的管理标准和管理措施,提出了风险预控的应用框架和具体措施,结合职业健康安全管理体系的等要素,建立了煤矿本质安全管理体系,阐述了煤矿企业安全文化建设的要点和途径,从人身伤害与损失、本质安全管理体系、安全措施、基本管理、企业安全文化等要素出发,全面研究建设本质安全煤矿,利用层次分析方法展开评价分析,从而有效辨识系统薄弱环节,为管理者提供辅助决策支持。
关键词:
本质安全管理体系安全措施安全文化
ABSTRACT
Coalminesareman-machine-environmentcomposedsystemswithcomplexstructure.Basedonthetheoryof4M(man,machine,environment,management),relevantelementsofcoalminesarestudied,leadingtofeasibleprinciplesforapplicationoftheIntrinsicsafetyconcepttocoalmines.Basedonthetheoryofhumanbehavior,thecausesofhumanerrorsandaccidentpatternswerediscussed,andidentificationtechniquesandcontrolmethodsofhumanerrorsarestudied,theManAssessmentIndexModelofIntrinsicsafetyisfounded.ThroughtheanalysisandevaluationofhumanreliabilityonthebasisoftheFuzzySynthesisAnalysisMethod,thedataoftheworkingforceinworkingface601ofTheNo.1HuangLinCoalMineisinvestigatedandanalysed.Throughergonomicsanalysisandreliabilityanalysis,MachineAssessmentIndexModelisfounded,whichisfurtheradoptedintheapplicationofman-machineengineeringtheorytocoalminesinordertoassuretheIntrinsicsafetyofmachinery.Thedataonthemachineryofworkingface601intheNo.1HuangLinCoalMinewasstudied.Theenvironmentofcoalmines,beingclassifiedasworkingenvironmentandgeologicalenvironment,isinvestigatedtorevealtheimpactsputonbyvariousfactorsofcoalmines.Bycarryingouttheanalysisonfactorsofoccupationalsafety,theEnvironmentAssessmentIndexModelwasfounded,andtherelevantmeasuresfortheIntrinsicsafetyofcoalmineenvironmentareputforward.BasedontheprinciplesofoccupationhealthandsafetymanagementandtheSystemofNationalIndustrialSafetyManagement,thehazardidentification,riskassessmentandriskcontrolincoalminesarestudied,andthestandardsofhazardmanagementandriskcontrolmeasuresareproposed.TheManagementAssessmentIndexModelcoveringthewholeseriesofmajorinfluencialfactorsisfounded.AHPmethodisappliedtoevaluatetheculturialenvironmentofintrinsicsafetyincoalmines,thusprovidesanimportantassistanceindecisionmaking.Asthesystemofman-machine-environment-managementbeingthoroughlystudied,anoverallEvaluationIndexSystemofcoalminesisputforward.WiththetheoryofBackPropagationNeuralNetworksandtheWaveletNeuralNetworks,theAssessmentModelisthusestablished.TheresearchonthesustainablesafetyintheNo.1HanglingCoalMineofShaanxiProvinceleadstotheestablishmentoftheIntrinsicSafetyManagementSystem,andthetheevaluationmodelverification.TheconceptofIntrinsicSafetyincoalminessafetymanagementisanewideology,whichwillgreatlypromotetheimprovementofsafetymanagementandsafetycontrolstandardincoalminestobuildasaferandmoreproductiveindustry.
KEYWORDS:
Intrinsicsafetymanagementsystemsafetymeasuresafetyculture
目 录
第1章绪论
1.1课题研究背景
煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。
2008年,全国煤炭产量完成27.16亿吨,同比增加1.93亿吨,同比增长7.65%。
其中,山西、内蒙古、陕西等8个省区煤炭产量超过亿吨,神华集团、中煤能源、大同煤矿等35家大型煤炭企业产量超过1000万吨。
2009年,全国原煤产量29.65亿吨,同比增长12.69%。
煤炭工业的迅速发展,保证了经济和社会发展的需要,支撑着国民经济的快速发展。
当前,我国经济的快速增长,对煤炭工业发展提出了更高的要求。
为此,必须加强安全生产,确保煤炭工业持续、稳定、健康发展。
但煤炭行业是高危行业,高瓦斯和瓦斯突出煤矿占一半左右,煤矿安全是整个工业安全生产工作的重中之重。
安全是煤矿生产永恒的主题。
煤矿企业具有人员多、作业分散、设备设施多、分布面广、自然条件恶劣、不安全因素多、作业环境复杂、管理困难等特点,工作场所处于不断的变化之中,自然灾害和生产事故的危险因素始终影响和制约着煤矿的安全生产。
我国长期坚持贯彻“安全第一,预防为主”的指导方针,煤矿事故的频繁发生给国家和人民带来了巨大的经济损失和社会影响,争取煤矿安全生产形势的根本好转是全社会、特别是全行业的当务之急。
近年来,我国政府加大了对煤矿安全生产的投入,特别是取缔大量非法小煤矿,增加了安全投入费用,我国煤矿生产取得了显著的成效。
2006年煤矿企业发生2945起,死亡4746人,同比减少361起、1192人,分别下降10.9%和20.1%。
煤矿百万吨死亡率为2.041%;2007年煤矿事故死亡3786人,同比下降20.2%,百万吨死亡率1.485%;2008年,煤矿事故总起数和死亡人数分别下降19.3%和15.1%;2009年煤矿死亡人数为2700人,同比下降18%[1]。
从2006年到2009年,我们可以看到,煤矿安全生产形势在逐年好转,死亡人数逐年降低,我国安全生产取得了一定的发展。
但是成绩背后,我们可以看到,与国外先进国家差距很大,以2009年数据来说,我国煤炭工人死亡率是南非的30倍,美国的150倍。
因此我国煤矿安全生产形势依然严峻,事故总量依然偏大,重大事故起数和死亡人数有所增长,一些地区安全状况还不稳定,重大和特大事故仍然不断发生,严重威胁着煤矿工人的生命安全。
煤矿事故不仅夺走了无数矿工的生命,使遇难家庭、煤矿企业和社会担负沉重的经济压力,甚至已经上升为政治问题、社会问题,后果严重,影响深远。
如何有效遏制重大矿难的发生,是我国煤矿生产当前需要解决的头等问题,本质安全理论就是在这种大环境下提出,煤矿本质安全是煤矿安全管理的新理念。
上世纪八十年代起,我国煤炭行业开展煤矿质量标准化工作,逐步形成了一套比较成熟的安全质量标准化管理办法,煤矿企业在建设本质安全方面也进行了积极的探索和实践,创建煤矿本质安全是对现有安全管理模式和煤矿安全质量标准化工作的发展和升华。
1.2课题研究意义
随着国际全球经济一体化和国民经济的快速发展,人们对安全的要求不断提高,传统的安全管理模式和方法越来越不适应当前的煤矿安全管理,开展本质安全管理体系的研究,建设本质安全煤矿,是加强安全管理,与国际先进管理体系接轨,提高企业竞争力的有效途径,其重要意义主要如下:
(1)开展本质安全研究,是贯彻落实科学发展观和安全发展指导原则,构建社会主义和谐社会的重大措施。
建立煤矿本质安全管理体系,是建立在对煤炭工业现状和发展趋势进行深入分析、科学判断的基础上的,既是科学发展观在安全生产工作、煤矿安全领域的具体运用,也是煤炭工业发展的必然选择;既是积极的、也是切实可行的。
坚持安全发展,就是要把煤矿企业的改革发展建立在安全状况不断改善、劳动者生命安全和健康得到切实保障的基础上,实现人与自然的和谐相处。
(2)建立煤矿本质安全管理体系是把握工业化进程中安全生产的规律,推动安全生产“五要素”落实到位的重要步骤。
本质安全管理的核心内容是人员本质、设备本质安全、环境本质安全和配套的实施保障措施。
这正是安全生产“五要素”落实到位的体现。
推广本质安全管理体系就是推动安全生产“五要素”落实到位的具体实施。
(3)建立煤矿本质安全管理体系是保证煤炭企业具有持续、有力竞争力的必然措施。
煤炭企业必须实现本质安全,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
在经济上,安全状况直接决定着煤矿企业的生死存亡,煤矿企业不论其经营规模大小,经济效益好坏,都经不起事故的折磨,只有减少甚至杜绝各种事故,才能创造宽松的安全环境,更好的保证企业的健康稳定。
(4)开展煤矿本质安全研究,是实现煤矿安全生产状况稳定好转的重要手段和途径。
我国煤矿事故多发的主要原因是煤矿安全基础脆弱、安全保障水平低、整体防灾抗灾能力差。
以人-机-环境-管理系统协调为着眼点,从人员本质安全、设备本质安全、环境本质安全、管理本质安全四个方面消除影响煤矿安全生产的各种因素,可以从根本上减少事故的发生,实现企业的安全生产。
1.3国内外研究综述
在本质安全概念明确提出之前,就有与此概念非常接近的概念,也就是所谓“可靠性”。
可靠性工程最主要的理论基础-概率论早在十七世纪初由伽利略、高斯等人建立起来,后来马尔科夫创立了随机概率论,这是可修复系统最重要的理论基础。
可靠性工程另一门主要的理论基础-数理统计在本世纪三十年代形成本质安全(IntrinsicsafetyorInherentsafety)概念提出距今已过半个世纪,该概念源于20世纪50年代世界宇航技术界,主要是指电气系统具备防止可能导致可燃物质燃烧所需能量释放的安全性(Thesafetyofelectricalsystemsinpreventingenergyreleasewhichmightcauseflammablesubstancestoignite)。
国外,本质安全理论近年在各个领域有了较大发展,1993年美国化工安全中心(CCPS)出版了《生产安全工程设计导则》(GuidelinesforEngineeringDesignforProcessSafety),该书介绍了本质安全设计方法,强调了实现生产安全的最佳方法是在设计初始阶段考虑安全因素。
1994年CCPS成立了本质安全生产分委员会(TheInternationalConferenceandWorkshoponProcessSafetyManagementandInherentlySafeProcesses),将
本质安全作为重要议题进行了讨论。
1996年米歇根科技大学的DanCrowl教授出版了《本质安全的化工生产:
生命周期方法》(InherentlySaferChemicalProcess:
ALifeCycleApproach)。
该书重点阐述了如何在整个化工生产过程的生命周期中使用本质安全设计的
近年来,CCPS还与美国废物减少技术中心(theCenterforWasteReductionTechnologies,CWRT)共同出版了《安全健康环境应是生产设计不可缺少的组成部分》(MakingEHSanIntegralPartofProcessDesign),强调本质安全应与预防、绿色化学等一起综合考虑。
此外,CCPS还开展了安全与化学工程教育项目(SACHE,SafetyandChemicalEngineeringEducation)。
SACHE项目的主要内容包括:
化工专业学生开发生产安全和本质安全方面的教材,资助本质安全研究。
2001年10月,美国107个、加拿大10个、其他国家6个研究机构或大学作为会员加入了SACHE项目中。
除CCPS外,美国化学工程师协会(AmericanInstituteofChemicalEngineers),国家安全委员会(NationalSafetyCouncil)、美国化工协会(AmericanChemicalSocirty,ACS)、环境保护署(EnvironmentalProtectionAgency,EPA)等机构都积极促进本质安全理论研究和应用。
美国陶氏化学公司(Dowchemical)、埃克森化学公司(Exxonchemical)、联合碳化物公司(Unioncarbide)等公司也积极发展本质安全的工艺、产品和评价方法。
加拿大化工学会(CanadianSocietyforChemicalEngineering,CSChe)、加拿大化工生产商联合会(CanadianChemicalProducers’Association,CCPA)及许多公司和组织也积极促进本质安全理论的研究、推广和应用[3]。
欧盟为促进本质安全理论在化工工艺开发和设备设计中的应用,进一步改进化工企业在安全、健康、环境保护方面的绩效,于1994~1997年间组织有关研究机构和企业,开展了化工工厂本质安全设计方法研究(InherentSafetyApproachestotheDesignofChemicalProcessPlant,SIDE)项目。
该项目主要目的是提高欧盟各成员国化工企业的本质安全、健康和环境保护绩效,通过开发一套化工生产本质安全环境保护绩效评价指标体系和化工工艺本质安全评价方法,促进本质安全方法的推广应用。
1.4论文研究内容
针对我国目前煤矿生产现状和存在的问题,本论文提出了煤矿本质安全建设研究课题,通过对国内外事故致因理论、安全评价理论和本质安全理论论述,诠释了煤矿本质安全新的定义,结合国家《煤矿本质安全管理体系》指导体系,利用安全学原理,4M理论,可靠性原理等知识,提出煤矿本质安全建设的目标和具体技术路线。
通过本论文的研究,期望所建立的体系和评价方法能够被煤矿应用,从而促进我国煤矿企业安全、高效可持续发展。
第2章煤矿本质安全建设的理论体系
2.1煤矿本质安全的定义
本质安全可以分解为两大目标,即“零工时损失,零责任事故,零安全违章”长远目标;“人、设备、环境和谐统一”终极目标。
2001年初,徐矿集团率先在煤炭行业提出创建煤矿本质安全的目标,总结凝练了本质安全的核心理念是力求通过“人、物、系统和制度”四大要素的高度和谐统一。
任何时间任何地点不因人的不安全行为或物的不安全状态而发生事故”的目标。
即人按规程操作,杜绝违章,物或设备在动态或静态状态下始终安全运行,系统实现“人机互补、人机制约”,制度不断规范,最终实现生产过程的管理零缺陷、零事故的本质安全目标。
2002年,同济大学赵朝义博士运用人的行为理论、人机工程学及可靠性理论,对煤矿人-机-环境系统的本质安全进行了系统地分析和研究,提出了煤矿本质安全定义与煤矿人、机、环境本质安全措施和方法。
他认为煤矿本质安全是指将本质安全的内涵加以扩大,已不是单纯指设备构造的本质安全设计,而是指在一定的技术经济条件下,煤矿具有相当的安全可靠性,具有完善的预防和保护功能,具有良好的安全文化和安全氛围,以及科学的安全管理体制,使事故、灾害降低到规定的目标或可以接受的程度。
2005年,李瑞敬、王东江认为本质安全管理就是采取一定的技术、教育和行政等手段,使人自身重视安全,使机器、材料、环境等在任何非人为状况下,不会出现不安全因素,不会对人产生伤害的一种安全管理方法手段和理念2007年许正权提出本质安全也可以划分为以下三个层次[4]
Ⅰ型本质安全阶段,即基本安全阶段。
处于该层次的本质安全主要指标是技术、设备可靠,环境安全。
Ⅱ型本质安全阶段,即规范安全阶段。
处于该层次的本质安全主要指标是达到行为规范、技术规范、管理规范、法律规范,更为重要的一点是人应该满足以下要求:
具有内在的安全意识;具备合格的安全技能;在自觉的安全意识引导下,能够充分发挥自己的安全技能,在规定的条件下和规定的时间内,安全的完成规定的任务。
主要解决的是程序性偏差所引起的安全问题。
Ⅲ型本质安全阶段,即文化安全阶段。
处于该层次的本质安全主要指标是实现人的安全理念、生产系统、安全系统、管理系统、信息传输系统的高度和谐,是系统始终处于和谐临界点之上,安全文化如同看不见的手引导个体、组织系统迈向本质安全。
主要解决的是系统性偏差所引起的安全问题。
2007年,刘海滨、李光荣等人,在分析了国内煤矿本质安全管理研究现状及存在问
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