关于煤矿采掘作业机械双重预防体系建设理论的研究

一、引言

1.1 研究背景与意义

近年来，国家高度重视煤矿安全生产工作， 2022 年 1 月 1 日，我国涉危行业双重预防机制第一个团体标准《煤矿安全双重预防机制规范》（T/CNCA006-2021）正式实施，为煤矿双重预防机制建设提供了重要指导。2025 年随着《煤矿安全生产标准化管理体系基本要求及评分方法》的实施，煤矿安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制建设进入了新阶段。

在智能化建设的浪潮中，煤矿智能化的技术革新催动着煤矿安全管理迈入智能化，以安全风险智能管控为方向的煤矿智能化安全是智能煤矿建设的安全前提和安全保障。智能化双重预防体系是智能化建设的重要组成部分，也是双重预防机制的发展方向，从根本上重构了煤矿双重预防机制，真正解决了双重预防机制落地的问题。然而，目前针对煤矿采掘作业机械双重预防体系建设的理论研究还相对缺乏，亟需系统深入的理论探讨，为煤矿行业在该领域提供有价值的学术参考与实践指导。

1.2 国内外研究现状

我国煤矿双重预防机制建设始于 2015 年，相关部门印发系列文件。2017 年 1 月，国家煤矿安全监察局发布《煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法》，安全风险分级管控应用到煤炭行业，与事故隐患排查治理形成双重预防机制。国内学者对双重预防机制的理论基础、构建方法和实施路径广泛探讨，也关注智能化双重预防体系技术应用，在评价体系方面也有成果。

国外对矿山安全风险管理研究起步早，集中在风险评估、安全管理体系和技术应用等方面。在风险评估方面提出相关系统；在安全管理体系方面发布相关标准，成立相关小组参与标准制定；在技术应用方面提出相关技术用于采矿机械预测性维护等。

综合国内外研究，虽有大量关于煤矿双重预防机制和矿山安全风险管理研究成果，但针对煤矿采掘作业机械双重预防体系建设的系统理论研究不足，主要体现在理论基础研究不深入、关键技术研究不全面、应用模式研究不系统、评价体系研究不完善等方面。

1.3 研究内容与方法

本研究以煤矿采掘作业机械为对象，系统探讨双重预防体系建设内容，包括理论基础研究，如双重预防机制理论内涵、安全风险特性分析、理论框架构建；关键要点研究，涵盖风险分级管控、隐患排查治理、信息化建设关键要点；应用模式研究，涉及风险辨识与评估、分级管控、隐患排查治理、持续改进应用模式；评价研究，包含评价指标体系构建、方法研究、模型构建。

二、煤矿采掘作业机械双重预防体系理论基础

2.1 双重预防机制的理论内涵

双重预防机制是指针对各类事故，特别是重大、特大事故，构建起一套涵盖风险级别管控与隐患排查整治的双重防御机制。其核心在于深刻理解并精准把握安全生产的本质特性与内在规律，强调前瞻性防御与风险源头把控，以风险识别为始发点，运用风险管控作为关键工具，确保在隐患萌芽阶段实现有效控制。同时，该机制还通过系统化的隐患排查与整治行动，旨在及时发现并弥补风险管控流程中可能存在的疏漏与不足，从而将隐患消除于事故萌芽之前，从根本上提升安全管理水平，降低事故发生的可能性。

2.2 煤矿采掘作业机械安全风险特性分析

煤矿采掘作业机械安全风险的形成机理可从 “人、机、环、管” 四个方面分析。人的因素包括操作人员的安全意识、技能水平、操作行为等；机的因素涵盖机械设备的设计、制造、安装、使用、维护等环节；环的因素涉及工作环境中的瓦斯、粉尘、温度、湿度等因素；管的因素包含安全管理制度、操作规程、监督检查等方面。根据事故致因理论，煤矿采掘作业机械安全风险的形成过程是：人的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安全条件和管理的缺陷导致风险因素产生和积累，当风险因素达到一定程度，就会转化为事故隐患，若隐患得不到及时治理，就可能引发事故。

三、煤矿采掘作业机械双重预防体系关键技术

3.1 全时空感知数据采集技术

全时空感知数据采集技术是煤矿采掘作业机械双重预防体系的基础，其数据来源涉及“人、机、环、管” 各个方面，实现与煤矿安全有关数据的全面集成是其重要特征和优势。该体系的数据采集技术主要有传感器技术，通过安装在采掘作业机械上的各类传感器（如温度传感器、压力传感器、振动传感器、位移传感器等），实时采集机械设备的运行参数和状态数据；视频监控技术，借助安装在采掘作业现场的摄像头，采集人员行为和设备运行状态的视频数据，用于识别人员的不安全行为和设备的异常状态；人员定位技术，利用安装在人员身上的定位设备，实时采集人员的位置信息，用于监控人员的活动范围和行为轨迹；物联网技术，通过物联网将采掘作业机械、传感器、监控设备等连接起来，实现数据的实时采集、传输和处理；人工采集技术，通过人工检查、记录等方式，采集无法通过自动化手段获取的数据，如设备外观检查、人员操作行为观察等。在数据采集方法上，采用定期采集、实时采集、专项采集等多种采集方法相结合的方式。定期采集按照一定时间间隔对数据进行采集；实时采集对关键参数进行实时监测和采集；专项采集针对特定的风险或隐患进行专项的数据采集。

数据采集的质量直接影响双重预防体系的有效性和可靠性，因此要对数据采集过程进行严格的质量控制。数据准确性控制，通过选择合适的传感器和采集设备，确保采集的数据准确反映实际情况，同时定期对传感器和采集设备进行校准和维护，保证其性能稳定可靠；数据完整性控制，确保采集的数据覆盖所有关键参数和指标，避免数据缺失或遗漏，建立数据采集的完整性检查机制，及时发现和处理数据缺失问题；数据一致性控制，保证不同来源的数据在时间、空间和内容上保持一致，避免数据冲突和矛盾，建立数据一致性检查机制，及时发现和处理数据不一致问题；数据时效性控制，确保采集的数据能够及时反映实际情况，避免数据延迟或滞后，建立数据时效性检查机制，及时发现和处理数据延迟问题；数据安全性控制，确保采集的数据在传输和存储过程中不被泄露、篡改或损坏，保障数据的安全性和保密性，建立数据安全管理机制，加强数据安全保护。

3.2 智能化风险评估模型

风险评估指标体系是智能化风险评估模型的基础，其科学性和合理性直接影响评估结果的准确性和可靠性。在煤矿采掘作业机械双重预防体系中，风险评估指标体系的构建应遵循全面性原则，指标体系应全面覆盖采掘作业机械安全风险的各个方面，包括人、机、环、管等因素；科学性原则，指标的选取应基于科学的理论和方法，能够真实反映采掘作业机械的安全风险状况；可操作性原则，指标应易于获取和计算，数据来源可靠，便于实际应用；动态性原则，指标体系应具有动态性，能够随着采掘作业机械运行状态和环境条件的变化而调整。基于这些原则，煤矿采掘作业机械风险评估指标体系主要包括机械设备指标，如设备的使用年限、维护状况、故障频率、运行参数等；人员因素指标，涵盖操作人员的技能水平、安全意识、操作行为等；环境因素指标，包含瓦斯浓度、粉尘浓度、温度、湿度、顶板压力等；管理因素指标，包括安全管理制度的完善程度、操作规程的执行情况、安全检查的频率和效果等。

四、煤矿采掘作业机械双重预防体系应用模式

4.1 风险辨识与评估应用模式

风险辨识是煤矿采掘作业机械双重预防体系的基础工作，其流程包括确定辨识范围，根据采掘作业机械的类型、工作环境、运行条件等因素，明确风险辨识的范围和对象；收集相关信息，全面收集与采掘作业机械相关的设备技术资料、运行记录、故障报告、维护记录、事故案例等；选择辨识方法，依据辨识范围和对象的特点，挑选合适的风险辨识方法；实施风险辨识，运用选定的方法对采掘作业机械进行全面、系统的风险辨识；整理辨识结果，将辨识出的风险因素进行整理和分类，形成风险清单；审核与确认，对辨识结果进行审核和确认，确保其准确性和完整性。

风险评估是在风险辨识的基础上，对辨识出的风险因素进行分析和评估，确定其风险等级和影响程度。其流程包括确定评估目标，明确风险评估的目标和范围，如评估采掘作业机械的整体风险水平或特定风险因素的风险等级；选择评估方法，根据评估目标和对象的特点，选择合适的风险评估方法；收集评估数据，收集与风险因素相关的数据，如风险发生的可能性、后果严重性、暴露频率等；建立评估模型，根据选定的评估方法，建立相应的评估模型；实施风险评估，运用评估模型，对风险因素进行量化或定性评估，确定其风险等级；分析评估结果，对评估结果进行分析和解释，为风险管控提供依据；审核与确认，对评估结果进行审核和确认，确保评估结果的科学性和可靠性。

4.2 隐患排查治理应用模式

隐患治理是煤矿采掘作业机械双重预防体系的关键环节，目的是对排查出的隐患进行及时、有效的治理，消除安全风险。其流程包括确定治理方案，根据隐患的类型、严重程度和影响范围，制定合理的治理方案，包括治理措施、责任人、治理期限等；实施隐患治理，按照治理方案，对隐患进行治理，确保治理措施落实到位；效果验证，对隐患治理效果进行验证，确保隐患得到有效治理；记录治理结果，对隐患治理过程和结果进行详细记录，包括治理措施、治理时间、治理效果等信息；跟踪复查，对治理后的隐患进行跟踪复查，防止隐患复发；总结评估，对隐患治理工作进行总结评估，分析存在的问题和不足，提出改进措施。隐患治理的方法主要有立即治理，对于严重的、直接威胁安全生产的隐患，立即采取措施进行治理；限期治理，对于一般的、不直接威胁安全生产的隐患，设定合理的治理期限，限期完成治理；计划治理，对于需要较长时间或大量资源才能治理的隐患，纳入年度或季度计划，有计划地进行治理；综合治理，采取技术、管理、教育等多种措施，对隐患进行综合治理；应急治理，对于可能导致事故发生的紧急情况，采取应急措施进行治理，防止事故扩大。

4.3 持续改进应用模式

绩效评估是持续改进的重要依据，目的是评估煤矿采掘作业机械双重预防体系的运行效果和绩效水平，为持续改进提供方向和重点。其指标主要有风险管控指标，包括风险识别覆盖率、风险评估准确率、风险管控措施落实率、重大风险降低率等；隐患治理指标，包括隐患排查覆盖率、隐患治理率、隐患复发率、重大隐患整改率等；事故指标，包括事故起数、伤亡人数、财产损失、事故率等；管理指标，包括制度完善率、培训覆盖率、检查频次、问题整改率等；经济效益指标，包括安全投入、事故损失减少额、生产效率提升等。绩效评估的方法主要有定量评估法，通过对各项指标的量化分析，评估双重预防体系的绩效水平；定性评估法，通过对双重预防体系的运行情况进行定性分析，评估其有效性和适应性；综合评估法，将定量和定性方法相结合，对双重预防体系的绩效进行综合评估。

五、煤矿采掘作业机械双重预防体系评价研究

5.1 评价指标体系构建

煤矿采掘作业机械双重预防体系评价指标体系主要涵盖以下几个方面的指标：风险分级管控指标，包括风险辨识覆盖率，即已辨识风险占应辨识风险的比例，反映风险辨识的全面程度；风险评估准确率，指风险评估结果与实际情况相符的比例，体现风险评估的准确性；风险管控措施落实率，是已落实的风险管控措施占应落实措施的比例，衡量风险管控措施的执行情况；重大风险降低率，为重大风险数量或等级降低的比例，展示对重大风险的管控成效；风险信息更新及时率，即风险信息更新及时的比例，确保风险信息的时效性。

5.2 评价方法研究

煤矿采掘作业机械双重预防体系评价方法多种多样，不同的方法具有不同的特点和适用范围。常用的评价方法主要有层次分析法 （AHP），其特点是将复杂的评价问题分解为多个层次和指标，通过两两比较确定各指标的权重，最终计算出综合评价结果。适用于多指标、多层次的评价问题，特别是指标之间存在层次关系的情况。优点是方法成熟，易于理解和应用，能够有效处理定性和定量指标；缺点是主观因素影响较大，判断矩阵的一致性检验较为严格。

六、结论与展望

6.1 研究结论

本研究围绕煤矿采掘作业机械双重预防体系建设展开，深入剖析其理论基础、关键技术、应用模式及评价方法，得出如下结论：煤矿采掘作业机械双重预防体系的理论根基涵盖风险管理理论、事故致因理论和系统安全理论，核心在于借助风险分级管控和隐患排查治理两道防线，实现事故的超前预防。该体系秉持风险优先、系统性、全员参与和持续改进的原则，与安全生产标准化管理体系、职业健康安全管理体系既相互关联又有所区别。

煤矿采掘作业机械安全风险具备复杂性、隐蔽性、动态性、连锁性和后果严重性等特性，其形成机理涉及 “人、机、环、管” 四个层面的因素。双重预防体系的理论框架由风险分级管控和隐患排查治理两个子系统构成，二者相互关联、相互作用，形成完整的闭环管理体系。

6.2 创新点

本研究在理论层面，构建了煤矿采掘作业机械双重预防体系的理论框架，丰富和完善了煤矿安全管理理论体系，为后续研究提供了理论基石。在方法上，提出基于全时空感知数据的风险识别和评估方法，大幅提高了风险识别和评估的准确性和效率，为风险管控提供了更科学的依据。技术创新方面，构建基于云模型的煤矿采掘作业机械双重预防体系评价模型，为双重预防体系评价提供了新的方法和工具，使评价结果更具科学性和可靠性。在应用层面，提出煤矿采掘作业机械双重预防体系的应用模式和实施路径，为煤矿企业构建科学、合理的采掘作业机械双重预防体系提供了实践指导，具有很强的实用性和可操作性。

6.3 未来展望

展望未来，煤矿采掘作业机械双重预防体系将朝着智能化方向发展，借助人工智能、大数据、物联网等技术，实现风险的智能识别、评估和管控，提高安全管理的智能化水平。同时，该体系将与安全生产标准化、职业健康安全管理体系等其他安全管理体系进一步融合，形成一体化的安全管理体系，提高管理效率和效果。随着标准和规范的不断完善，将形成统一的国家标准和行业标准，为煤矿企业提供更加科学、规范的指导，促进行业的规范化发展。随着 “一带一路” 倡议的深入推进，煤矿采掘作业机械双重预防体系建设将与国际接轨，吸收借鉴国际先进经验和技术，提升我国煤矿安全管理的国际影响力。此外，该体系将更加注重绿色发展，将环境保护和节能减排纳入建设范畴，实现安全与环保的协调发展，推动煤矿行业可持续发展。

6.4 研究局限与不足

本研究虽取得一定成果，但存在局限和不足。研究范围主要聚焦于煤矿采掘作业机械双重预防体系建设的理论研究，对其他类型的煤矿机械设备双重预防体系建设研究较少，限制了研究成果的普适性。实证研究样本量较小，研究结果的普适性有待进一步验证，可能导致研究结论的可靠性存在一定偏差。对智能化技术在煤矿采掘作业机械双重预防体系中的应用探讨不够深入，对具体技术的实现和应用效果研究不足，无法为技术应用提供更详细的指导。提出的基于云模型的综合评价方法虽具创新性，但在实际应用中需进一步验证和完善，以提高其准确性和可靠性。对煤矿采掘作业机械双重预防体系建设某些方面的研究不够深入和全面，研究的深度和广度有待拓展，需要进一步深化研究内容，以更全面地揭示双重预防体系建设的规律和方法。