我國煤礦安全事故統(tǒng)計分析及預測*

黃繼廣，馬漢鵬，2，范春姣，姚絨絨

(1.華北科技學院，北京 065201；2.中國煤礦安全技術培訓中心，北京 065201)

0 引言

現(xiàn)今全球煤炭資源儲量合計1.14萬億t，其中美國以2 516億t居首位，占比22%；而中國以2 440億t居第二位，占全球21.4%。近些年來，隨著我國煤炭產(chǎn)量的不斷增加，煤炭產(chǎn)量從2009年29.1億t增加到2018年36.8億t，增長20.9%。我國現(xiàn)有煤礦的開采方式多為井工開采，但是井下的條件比較特殊，生產(chǎn)的過程繁瑣、復雜，另外還要受到各類自然災害的威脅，因此，煤礦事故發(fā)生的概率比較大[1]。通過持續(xù)多年的綜合整治，煤礦安全生產(chǎn)形勢持續(xù)穩(wěn)定向好，重特大事故多發(fā)勢頭得到有效遏制。雖然安全形勢逐年好轉(zhuǎn)，但是與美國等發(fā)達國家相比仍有很大的差距，2004年美國的百萬噸死亡率為0.027，而我國2017年煤礦百萬噸死亡率為0.106。因此，我國的煤礦安全形勢依然嚴峻。

近年來，國內(nèi)外很多學者都對煤礦生產(chǎn)事故展開了統(tǒng)計研究。1978年，歐洲共同體所屬礦業(yè)安全與衛(wèi)生委員會第一次發(fā)表了關于煤礦事故統(tǒng)計的報告，統(tǒng)計了各成員國的事故傷亡數(shù)字，分析了事故傷亡原因，并對改進安全工作提出了相關建議[3]；程磊[2]通過對煤礦百萬噸死亡率、事故區(qū)域和類型、月份等6個維度對煤礦事故發(fā)生規(guī)律進行分析研究，并提出相關對策措施；朱云飛等[4]收集2000—2016年全國煤礦重特大事故數(shù)據(jù)資料，從時間、地域、經(jīng)濟、事故類別四個維度統(tǒng)計分析，得出預防重特大事故困難的原因；諸利一等[5]對近年全國煤礦事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從事故級別、類型、地點3個維度開展研究，得出貴州煤礦形勢嚴峻及頂板事故發(fā)生率最高等規(guī)律，并構(gòu)建了重大、特重大事故與瓦斯、火災的關系模型。通過以上文獻，可以從中了解到當前大多學者主要研究方向基本只針對煤礦事故統(tǒng)計分析，并提出相關措施和建議。為此，依據(jù)2009—2018年我國煤礦生產(chǎn)安全事故統(tǒng)計資料，分析我國近10年煤礦事故發(fā)生的規(guī)律；并且通過運用數(shù)據(jù)分析軟件SPSS 25.0構(gòu)建Brown線性趨勢模型，對2019—2021年我國百萬噸死亡率進行預測分析，以此為政府和企業(yè)對煤礦安全管理及相關政策制定提供理論依據(jù)。

1 2009—2018年煤礦生產(chǎn)事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計

1.1 事故統(tǒng)計

為保證分析的真實準確，數(shù)據(jù)收集于國家或地方煤礦安全監(jiān)察局網(wǎng)站、公開發(fā)表的文獻資料[5-7]。得到2009—2018年我國煤礦事故死亡人數(shù)、事故起數(shù)和百萬噸死亡率統(tǒng)計表，見表1。

表1 2009—2018年我國煤礦事故死亡人數(shù)、事故起數(shù)和百萬噸死亡率統(tǒng)計表

根據(jù)表1相關數(shù)據(jù)，得知2009—2018年我國煤礦生產(chǎn)安全事故起數(shù)共發(fā)生7 107起，死亡人數(shù)共12 205人；平均每年約發(fā)生711起，死亡人數(shù)約1 221人。2009年事故起數(shù)和死亡人數(shù)最多，分別為1 616起、2 631人，2009—2018年間，事故起數(shù)和死亡人數(shù)都有大幅下降。煤礦百萬噸死亡率從2009年的0.892下降到2018年的0.093，同比下降了89.6%，并且其首次降到0.1以下。

1.2 事故發(fā)展趨勢

根據(jù)表1相關數(shù)據(jù)，繪制2009—2018年我國煤礦生產(chǎn)安全事故發(fā)展趨勢圖，如圖1所示。從圖1可以直觀看出2009—2018年我國煤礦事故起數(shù)和死亡人數(shù)一直下降，我國煤礦生產(chǎn)安全形勢持續(xù)向好。由此可見，近年來我國相關部門和煤礦企業(yè)采取的一系列預防煤礦事故發(fā)生的舉措已得到實施，并取得了很好的效果。

圖1 2009—2018年我國煤礦生產(chǎn)安全事故發(fā)展趨勢圖

2 2009—2018年我國煤礦生產(chǎn)安全事故

從煤礦事故發(fā)生級別、事故類型2個角度對我國近10年煤礦生產(chǎn)安全事故統(tǒng)計分析，并對其事故發(fā)生規(guī)律進行研究。受事故資料詳細度限制，部分內(nèi)容屬不完全統(tǒng)計，但由于事故總體數(shù)量龐大和抽樣的隨機性，并不影響統(tǒng)計結(jié)果的客觀性[4]。

2.1 事故發(fā)生級別

我國2007年頒布的《生產(chǎn)安全事故報告和調(diào)查處理條例》規(guī)定，按事故造成的人員傷亡情況將事故劃分為一般事故(3人以下)、較大事故(3～9人)、重大事故(10～29人)以及特大事故(30人及以上)4個等級[8]。2009—2018年我國煤礦發(fā)生的各大事故不完全統(tǒng)計概況見表2，2009—2018年我國煤礦不同級別安全事故占比概況如圖2所示。

表2 2009—2018年我國煤礦發(fā)生的各大事故起數(shù)和死亡人數(shù)(不完全統(tǒng)計)

圖2 2009—2018年我國煤礦各大生產(chǎn)安全事故起數(shù)餅狀圖

由此看出，2009—2018年間，我國煤礦生產(chǎn)安全事故發(fā)生次數(shù)最多的是一般事故(占事故總起數(shù)的93.35%)，其次是較大事故(占事故總起數(shù)的5.33%)，再次是重大事故(占事故總起數(shù)的1.17%)。從表2可以看出，2009—2018年較大事故發(fā)生379起，其中2016—2017年出現(xiàn)增加趨勢；重大事故發(fā)生83起，其中2009—2011年、2012—2013年、2016—2017年都有不同程度的增加；特別重大事故發(fā)生12起，其中2014年、2015年、2017年及2018年都不曾發(fā)生特別重大事故，而2016年發(fā)生2起特大事故，造成65人死亡的悲劇。從中看來，2016年煤礦安全監(jiān)管部門在安全監(jiān)管監(jiān)察力度上有所松懈，思想上準備不充分；現(xiàn)階段，我國發(fā)展對煤礦的依賴度較高，許多礦井都提高了煤炭資源采出率；我國有相當數(shù)量的礦井的開采條件復雜，故完全消除重特大事故十分困難[4]。重大事故起數(shù)和死亡人數(shù)總體呈現(xiàn)下降趨勢，2009年和2018年重大事故起數(shù)和死亡人數(shù)相比，分別下降到77.8%和70.9%。在煤礦生產(chǎn)安全事故中，重大事故、較大事故和一般事故發(fā)生率均在逐年降低，煤礦安全生產(chǎn)形勢得到進一步好轉(zhuǎn)，但是特大事故時有發(fā)生，因此我國的煤礦安全生產(chǎn)形勢依然嚴峻。所以在今后的煤礦事故預防工作中，對重大事故的預防要給予高度重視，對構(gòu)建大型礦井事故的應急救援體系也要高度重視，并盡可能減少事故發(fā)生時造成的人員傷亡及財產(chǎn)損失[8]。

2.2 事故發(fā)生類型

事故起數(shù)和死亡人數(shù)統(tǒng)計：通過查閱國家煤監(jiān)局網(wǎng)站[9]和文獻資料[7，10]，不完全統(tǒng)計了2009—2018年我國煤礦各類死亡事故和事故起數(shù)，見表3。

表3 2009—2018年我國煤礦各類事故起數(shù)和死亡人數(shù)不完全統(tǒng)計表

事故起數(shù)占比分析：從表3和圖3可以看出，2009—2018年全國發(fā)生的各類型死亡事故起數(shù)中，頂板事故、運輸事故、瓦斯事故和其他事故發(fā)生比較多，分別是3 255起(占事故總起數(shù)的45.8%)、1 301起(占事故總起數(shù)18.3%)、722起(占事故總起數(shù)10.2%)、904起(占事故總起數(shù)12.7%)，而機電事故、水害事故、火災事故及爆破事故分別是448起、234起、36起和189起。

圖3 2009—2018年煤礦各類事故起數(shù)所占比例

死亡人數(shù)占比分析：從表3和圖4可以看出，2009—2018年全國發(fā)生的各類型事故死亡人數(shù)中，頂板、瓦斯、運輸與其他事故類型死亡人數(shù)相對較多，分別是3 952人(占總死亡人數(shù)的32.4%)、3 433人(占總死亡人數(shù)的28.1%)、1 530人(占總死亡人數(shù)的12.5%)、1 176人(占總死亡人數(shù)的 9.6%)。

圖4 2009—2018年煤礦各類事故死亡人數(shù)所占比例

事故原因分析：由此可以得出，在2009—2018年發(fā)生的8類煤礦事故類型中，頂板事故發(fā)生率最高，累計造成死亡的人數(shù)也是最多，原因大都是由于工作面支護強度或者支護質(zhì)量差，初撐力不符合要求，造成頂板離層，在控頂區(qū)內(nèi)發(fā)生頂板垮塌和冒落或是支護不及時，造成頂板懸空時間較長，引起頂板垮落；在維檢修巷道時安全退路不暢，安全確認不到位，冒險作業(yè)等造成頂板事故的發(fā)生[11]。其次是運輸事故、其他事故和瓦斯事故的發(fā)生起數(shù)占總事故起數(shù)比例較大，但在這三種事故類型中，瓦斯事故造成的傷害程度更高，死亡人數(shù)更多。其中造成瓦斯事故發(fā)生的原因是存在個別礦井抽采不達標，2個“四位一體”措施落實不到位；通風系統(tǒng)設計不合理，局部通風管理紊亂，甚至存在長期無風作業(yè)；有的低瓦斯礦井忽視安全管理，存在監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)運行不正常等問題。自2017年國家煤監(jiān)局開展煤礦安全生產(chǎn)標準化以來，各煤礦企業(yè)也成立相關部門進行專項管理，煤礦事故發(fā)生起數(shù)和死亡人數(shù)逐年減少，主要發(fā)生的事故類型得到有效控制，尤其是瓦斯事故起數(shù)從2009年發(fā)生157起下降到2018年的11起，減少了93%。因此，從總體上看瓦斯事故起數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)降低的趨勢，這也足以說明自國家提出的“通風可靠，抽采達標，監(jiān)控有效，管理到位”的瓦斯綜合治理工作體系同國家先進的科學技術水平相融合，基本控制了煤礦瓦斯事故的發(fā)生。

3 我國煤礦百萬噸死亡率預測分析

3.1 指數(shù)平滑預測法

指數(shù)平滑法介紹：指數(shù)平滑法又稱指數(shù)加權平均法，由美國學者BROWN R G提出的，常用的指數(shù)平滑法包括一次指數(shù)平滑、二次指數(shù)平滑和三次指數(shù)平滑[12]。指數(shù)平滑法是在移動平均法基礎上發(fā)展起來的一種時間序列分析預測法，它是通過計算指數(shù)平滑值，配合一定的時間序列預測模型對現(xiàn)象的未來進行預測。基本思想是對原有的數(shù)據(jù)進行處理，處理過后的數(shù)據(jù)稱為“平滑值”，然后根據(jù)平滑值構(gòu)造出預測模型，用來預測未來的數(shù)據(jù)。原理是對時間序列進行修勻，不過不是求算數(shù)平均值，而是注重時間序列的長期數(shù)值對未來預測值的影響，即對時間序列的各個數(shù)據(jù)進行加權平均，時間越近的數(shù)據(jù)，其權值越大。

指數(shù)平滑法應用：指數(shù)平滑法的基本思想是跟移動加權平均相關聯(lián)的，而且平滑方法的選擇關鍵在于平滑常數(shù)α如何確定。平滑常數(shù)α是指移動加權平均的權數(shù)，體現(xiàn)不同時期數(shù)據(jù)與現(xiàn)實聯(lián)系的緊密程度。因此，為達到最好的預測效果，必須合理確定α值。

③模型檢驗。常用統(tǒng)計量指標有可決系數(shù)R2和平均絕對百分誤差MAPE。其中

SPSS軟件的優(yōu)勢：SPSS 25.0軟件中有利用Brown線性趨勢指數(shù)平滑模型擬合數(shù)據(jù)的功能，為使用該方法計算預測結(jié)果提供了方便。

3.2 Brown線性趨勢模型的構(gòu)建及應用

最佳擬合模型確定：軟件SPSS 25.0的時間序列建模器中的專家建模器，是可以自動查找時間序列的最佳擬合模型。布朗線性趨勢模型，該模型適用于具有線性趨勢且沒有季節(jié)性的序列，其平滑參數(shù)是水平和趨勢，并假定二者等同。根據(jù)圖5及SPSS 25.0軟件分析，煤礦百萬噸死亡率的最佳擬合模型為Brown線性趨勢模型。

圖5 2009—2018年煤礦百萬噸死亡率趨勢圖

表4 Brown線性趨勢模型的擬合結(jié)果

表5 2009—2018年煤礦百萬噸死亡率實際值與預測值的對比表

圖6 序列圖

2019—2021年煤礦百萬噸死亡率預測：運用Brown線性趨勢模型對2019—2021年煤礦百萬噸死亡率進行預測，得到預測值見表6。

表6 2019—2021年煤礦百萬噸死亡率預測值

4 結(jié)論

(1)2009—2018年我國煤礦發(fā)生的特大事故、重大事故、較大事故及一般事故的事故起數(shù)和死亡人數(shù)，總體上是持續(xù)下降的。但較大事故和特大事故分別在2014—2015年、2015—2016年，這兩個階段出現(xiàn)死亡人數(shù)上升的過程，尤其是2016年發(fā)生的2起特大事故造成了65人死亡，給國家和人民造成了巨大的損失，這也是政府和企業(yè)在現(xiàn)階段需要重視，采取什么樣的思路制定完善的安全管理制度，防止重特大事故的發(fā)生。

(2)2009—2018年我國煤礦在事故類型上造成的死亡人數(shù)相對較多的主要集中在頂板和瓦斯事故類型上，分別達到了32.4%和28.1%；在發(fā)生的事故起數(shù)上，頂板和運輸事故類型發(fā)生的相對較多，分別達到了45.8%和18.3%，而瓦斯事故類型僅僅占總事故起數(shù)的10.2%。因此企業(yè)可以通過加大對煤礦從業(yè)人員的安全教育培訓力度，防治“三違”的發(fā)生；嚴格根據(jù)規(guī)程要求進行防治瓦斯工作，對于瓦斯事故頻發(fā)地區(qū)需高度重視，構(gòu)建“四位一體，五步配套”防突體系。政府可以加強監(jiān)管力度，嚴格高瓦斯礦井的準入和退出，強化瓦斯抽采達標檢查。

(3)基于SPSS 25.0軟件對2009—2018年我國煤礦百萬噸死亡率統(tǒng)計數(shù)據(jù)建模預測分析，構(gòu)建煤礦百萬噸死亡率的最佳擬合模型-Brown線性趨勢模型，并對2019—2021年我國煤礦百萬噸死亡率進行預測，得到我國煤礦百萬噸死亡率未來三年呈現(xiàn)下降趨勢，說明我國煤礦安全系數(shù)越來越高，比較符合現(xiàn)在整個煤礦行業(yè)的安全形勢。通過2009—2018年我國煤礦百萬噸死亡率實際值和預測值的對比驗證來看，平均相對誤差達到7.88%，這是由于預測值只是根據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計預測的，因此實際值與預測值可能會有偏差。

(4)因為煤礦安全事故具有一定的隨機性，文中只是單一的對近10年的煤礦百萬噸死亡率進行二次指數(shù)平滑預測，得到2019—2021年的預測值，并不一定能達到理想效果。所以可以通過增加樣本數(shù)量和更新樣本數(shù)據(jù)，并結(jié)合多種預測方法對其綜合分析運用，來建立新的預測模型，以保證未來煤礦百萬噸死亡率的預測值更科學可靠，進而可以為煤礦企業(yè)的安全管理工作提供有力的理論依據(jù)。