煤矿采矿作业中安全风险评估与防控策略研究

一、引言

煤矿作为我国能源结构中的基础产业，其安全生产直接关系到国家能源安全与社会稳定。然而，煤矿采矿作业具有隐蔽性强、风险交织的特点，井下环境复杂多变，瓦斯、煤尘、水害、顶板等灾害隐患长期存在。据统计，2020—2024 年间，我国煤矿事故中，瓦斯爆炸占比 28% ，顶板事故占比 22% ，设备故障引发的事故占比 19% ，人为操作失误占比 15% 。这些数据表明，煤矿安全风险评估与防控需从多维度、系统性角度出发，构建科学的管理体系。

二、煤矿采矿作业安全风险类型与成因分析

2.1 地质灾害风险

地质灾害是煤矿事故的主要诱因之一，包括瓦斯突出、煤尘爆炸、透水事故及顶板坍塌等。例如，某煤矿在开采深度达 800 米时，因未及时探测前方断层构造，导致突水事故，造成 12 人死亡。地质灾害的成因复杂，与矿区地质构造、开采强度及监测技术密切相关。瓦斯爆炸需满足三个条件：瓦斯浓度 5%-15% 、氧气浓度 212% 、点火源（如机械摩擦、电气火花）。若通风系统设计不合理或维护不到位，极易形成瓦斯积聚，引发爆炸。

2.2 设备故障风险

设备老化与维护不足是煤矿事故的另一重要因素。某大型煤矿的运输皮带因长期未更换，导致断裂引发煤尘飞扬，遇明火后发生爆炸，造成重大损失。设备故障的成因包括：

维护周期过长：部分煤矿为降低成本，将设备检修周期从每月一次延长至每季度一次，导致隐患积累；

技术更新滞后：部分中小煤矿仍使用 20 世纪 90 年代的采煤机，其安全保护装置（如瓦斯断电仪）灵敏度不足，无法及时切断电源；

操作人员技能不足：某煤矿因工人误操作导致液压支架倾倒，压垮巷道，造成 3 人被困。

2.3 环境危害风险

煤矿作业产生的煤尘、噪声及有害气体对矿工健康构成长期威胁。例如，某煤矿的粉尘浓度长期超标（国家标准为 2mg/m³ ，实际达 15mg/m³) ），导致矿工患尘肺病的概率增加 3 倍。此外，井下温度高、湿度大，易引发中暑及电气设备短路，进一步加剧安全风险。

2.4 人为因素风险

人为操作失误是事故发生的直接原因。某煤矿在爆破作业中，因工人未按规定撤离至安全距离，导致飞石击中头部，造成死亡。人为因素的成因包括：

安全意识淡薄：部分矿工为追求产量，忽视警示信号，冒险作业；

培训不足：某煤矿新入职员工仅接受 3 天安全培训，未掌握自救器使用方法，事故发生时无法自救；

管理漏洞：某煤矿安全科长未按规定检查瓦斯检测仪，导致数据失真，延误预警时机。

三、煤矿安全风险评估方法与工具

3.1 风险矩阵法

风险矩阵法通过量化风险发生的可能性（P）与后果严重性（S），确定风险等级（ R=P×S, ）。例如，某煤矿将瓦斯爆炸的风险等级划分为四级：

一级（极高风险）： P≥0.8 ， （如瓦斯浓度超限且存在点火源）；

二级（高风险）： 0.5≤P<0.8 ， 60≤S<90 （如通风系统局部故障）；

三级（中风险）： 0.2≤P<0.5 ， 30≤S<60 （如设备老化但未完全失效）；

四级（低风险）： P<0.2 ， S<30 （如日常巡检中的小问题）。

通过风险矩阵，煤矿可优先处理一级、二级风险，确保资源高效配置。

3.2 事故树分析（FTA）

FTA 通过构建事故逻辑树，识别导致事故的关键因素。例如，某煤矿针对顶板坍塌事故构建 FTA 模型，发现直接原因包括支护强度不足、地质构造复杂及监测系统失效。进一步分析表明，支护强度不足的根源在于支护材料质量不达标（概率 0.3）及支护设计不合理（概率 0.5）。通过 FTA，煤矿可针对性地加强支护材料检测与设计优化。

3.3 LEC 法

LEC 法是一种常用的风险评估方法，它通过计算危险性分值 L×E×C （L 为事故发生的可能性、E 为人员暴露于危险环境中的频繁程度、C 为一旦发生事故可能造成的后果严重程度）来评估风险等级。在煤矿采矿作业中，对于一些特定的作业环节，如巷道掘进、采煤工作面作业等，可以采用 LEC 法进行风险评估。例如，在巷道掘进过程中，若遇到地质条件复杂区域，根据历史数据和专家经验，确定 L、E、C 的值，计算出 D 值，从而判断该作业环节的风险等级，以便采取相应的防控措施。

四、煤矿安全风险防控策略

4.1 技术防控：构建智能监测体系

瓦斯治理：采用“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的准则。例如，某煤矿安装智能瓦斯传感器，实时监测浓度并自动调节风量，使瓦斯积聚时间缩短 80% ；

水害防治：执行“探、防、堵、截、排”综合措施。某煤矿在掘进前采用物探与钻探结合，提前 30 天发现含水层，避免透水事故；

顶板管理：根据围岩类型选择支护方式（如锚网索支护），并落实“敲帮问顶”制度。某煤矿通过顶板离层仪监测，及时加固变形巷道，减少坍塌风险。

4.2 管理防控：完善安全制度与培训

制度建设：制定《煤矿安全操作规程》《风险分级管控手册》等文件，明确各级人员职责。例如，某煤矿实行“安全一票否决制”，将安全绩效与奖金挂钩，事故率下降 35% ；严格落实治本攻坚安全生产三年行动、“八条硬措施”的要求，加强“无视频不作业”的管理，确保作业过程可追溯。同时，加强区队的自主管理，明确区队在安全管理中的主体责任。

4.3 人文防控：培育安全文化与意识

安全文化建设：通过标语、宣传栏、安全月活动等形式，强化“安全第一”理念。某煤矿开展“安全家庭”评选，对连续 3 年无事故的矿工家庭给予奖励，员工安全意识显著提升；严反“三违”，将其作为不可逾越的红线，加强监督和考核。

心理干预：针对高风险作业人员，提供心理咨询与压力管理服务。某煤矿聘请心理医生，为井下工人开展团体辅导，减少因焦虑导致的操作失误。

激励机制：设立“安全创新奖”，施行正向激励制度，鼓励员工提出改进建议。某煤矿采纳员工建议，优化通风系统设计，年节约电费 50 万元。

六、结语

煤矿采矿作业的安全风险评估与防控需从技术、管理、人文三方面协同推进，同时要充分考虑“人机环管”各方面因素。未来研究可进一步探索：

人工智能应用：利用深度学习算法预测地质灾害，提高风险预警准确性；

虚拟现实培训：通过 VR 技术模拟事故场景，增强矿工应急能力；

政策支持：推动政府出台更严格的煤矿安全法规，倒逼企业落实主体责任。

通过持续创新与实践，煤矿安全风险防控将迈向更高水平，为能源行业可持续发展提供坚实保障。

参考文献

[1]非煤矿山危险源辨识评价与高中度风险控制.丁焱;刘平红.中国科技信息,2024(07)

[2]“准东煤炭开采区降尘污染过程与生态风险控制”研究工作启动..新疆环境保护,2022(04)

[3]如何加强煤炭销售中的风险控制.薛茜.经贸实践,2022(15)