2.1.2煤矿事故致因理论

事故致因理论(Accident Causation Theory)是从大量的典型事故的本质 原因的分析中所提炼出来的事故机理和事故模型。这些机理和模型反映了事 故发生的规律性，能够为事故原因的定性、定量分析，为事故的预防，为安全管 理工作的改进，从理论上提供科学、完整的依据。随着科学技术的发展，事故 发生的本质规律在不断变化，人们对事故原因的认识也在不断深入，下面将介 绍国内外几种成熟的事故致因理论。

(1)         事故频发倾向理论

1919年，英国的格林伍德(M. Greenwood)和伍兹(H. Woods)对许多工 厂的伤亡事故数据中的事故发生次数按不同的统计分布进行了统计检验，结 果发现，工厂中的某些工人较其他工人更容易发生事故。从这种现象出发， 1939年，查姆勃(Chamber)和法默(Farmer)对此进行了进一步的补充，并明 确提出了“事故频发倾向理论"(Accident Proneness Theory) 0该理论认为， 从事同样的工作和在同样的工作环境下，某些人比其他人更容易发生事故，这 些人是事故倾向者，他们的存在是工业事故发生的主要原因。如果通过人的 性格特点区分出这部分人而不予雇佣，则可以减少工业生产中的事故。该理 论把事故致因完全归咎于人的天性。

(2)        事故因果连锁理论

①    海因里希事故因果连锁理论

1936年，美国的海因里希(W. H. Heinrich)对当时美国工业安全实际经 验进行总结和概括，并上升为理论，提出了“事故因果连锁理论"(Accident Causation Sequence Theory)，用以阐明导致伤亡事故的各种因素之间以及这 些因素与事故、伤害之间的关系。该理论的核心思想是：伤亡事故的发生不是 一个孤立的事件，而是一系列原因事件相继发生的结果，即伤害与各原因相互 之间具有连锁关系。

②    博德事故因果连锁理论

博德(F. Bird)在海因里希事故因果连锁理论的基础上，提出了反映现代 安全管理理念的事故因果连锁理论。博德认为，事故的本质原因在于管理的 缺陷。博德的事故因果连锁过程包括5个因素：本质原因(安全管理)、基本原 因(个人原因及工作条件)、直接原因(人的不安全行为或物的不安全状态)、事 故和损失。

③    亚当斯事故因果连锁理论

英国伦敦大学的约翰•亚当斯(John Adams)教授通过研究，提出了一种 与博德事故因果连锁理论相类似的因果连锁模型。亚当斯事故因果连锁理论 的核心在于对造成现场失误的管理原因进行了深入的研究。操作者的不安全 行为及生产作业过程中的不安全状态等现场失误，是由于企业领导者和安全 技术人员的管理失误造成的，管理失误又是由企业管理体系中存在的问题所 引起的。

④    北川彻三事故因果连锁理论

日本的北川彻三在对海因里希理论进行了一定修正的基础上，提出了另 一种事故因果连锁理论。北川彻三从技术原因、教育原因、身体原因、精神原 因4个方面探讨事故发生的间接原因，并且认为事故发生的基本原因应该包 括管理、学校教育、社会或历史3个方面的原因。

(3)     能量意外释放理论

1961年，由吉布森(J. Gibson)提出，并在1966年由哈登(W. Hadden)引 申的"能量意外释放理论"(Energy Transfer Theory)，是事故致因理论发展过 程中的重要一步。该理论认为，事故是一种不正常的或不希望的能量转移，各 种形式的能量构成了伤害的直接原因。如果意外释放的能量转移到人体，并 且其能量超过了人体的承受能力，则人体将受到伤害。

(4)     瑟利事故模型

1969年，美国的瑟利(J. Surry)提出瑟利事故模型，该模型以人对信息的 处理过程为基础描述事故发生因果关系，根据人的认知过程分析事故致因，把 事故的发生过程分为危险出现和危险释放两个阶段，这两个阶段各自包括一 组类似的人的信息处理过程，即感觉、认识和行为响应。与此类似的理论还有 1970年的海尔(Hale)模型,1972年威格里沃思(Wigglesworth)的“人失误的 一般模型M974年劳伦斯(U. Wrenee)提出的“金矿山人失误模型”，以及 1978年安德森(Anderson)等人对瑟利模型的修正，等等。这些理论把人、机、 环境作为一个整体(系统)看待，研究人、机、环境之间的相互作用、反馈和调 整，从中发现事故的致因，揭示出预防发生的途径，所以，也有人将它们统称为 系统理论(System Theory) o

(5)     动态变化理论

1972年，本尼尔(L. Benner)提出了在处于动态平衡的生产系统中由于 “扰动”导致事故的理论，即“P事故理论”(P-theory of Accident),进而提出了 事故调查方法  "多线事件连锁法w(Multilinear-Events Sequencing Meth­

ods) o 此后，约翰逊(W. Johnson)于1975年发表了“变化一失误”模型。1981 年佐藤吉信提出了 "作用一变化与作用连锁"模型(Action-change and Action Chain Model)。

①    P事故理论

本尼尔认为，可以将事故看做由事件链中的扰动开始，以伤害或损害为结 束的过程，这种事故理论叫做“P事故理论”，又称扰动起源事故理论。

②    变化一失误理论

约翰逊将变化看做是一种潜在的事故致因。他认为，事故是由不希望的 或意外的能量释放引起的，这种能量释放的发生是由于管理者或操作者没有 适应生产过程中物的或人的因素的变化，产生了计划错误或行为失误，从而导 致人的不安全行为或物的不安全状态，破坏了对能量的屏蔽或控制，即发生了 事故.由事故造成生产过程中的人员伤亡或财产损失。

(6)      轨迹交叉理论

近十几年来，比较流行的事故致因理论是“轨迹交叉理论”。该理论认为， 事故的发生是人的不安全行为和物的不安全状态两大因素相互作用的结果， 人的因素和物的因素在事故致因中占有同样重要的地位，且可以相互关联、互 为因果和相互转化，并说明在人流和物流(能量流)之间设置安全装置作为屏 障，可提髙机械设备的可靠性，又可大大降低事故发生的概率。当人的不安全 行为和物的不安全状态在各自发展过程(轨迹)中，在一定时间、空间发生了接 触(交叉)，事故就会发生。轨迹交叉理论的重点是说明人为因素难以控制.但 可控制设备、物流不发生故障。

(7)      Reason的复杂系统事故因果模型

James Reason针对复杂系统并以医疗事故为研究对象分别于1990年和 2000年提出著名的纵深防御模型和Swiss cheese模型。

Reason认为，在纵深防御条件下，任何技术失效、人为失误、违章都只是 事故的必要条件而非充分条件，它们只是事故的触发器(trigger),只有当这些 触发器与纵深防御系统的能限及管理的缺陷机会重合时，才会发生事故。 Reason指出.在事故的所有贡献因素中，最不易觉察到、因而危险最大的是系 统中的“潜在错误”(特指管理错误management failures) o当没有发生其他技 术失效或人为失误时，这些管理错误似乎并未对系统的安全构成威胁，因而往 往不被觉察到，或者是不被认为是错误。当事后追查事故的原因时，由于那些 作为事故触发器的技术失效或人为失误最为明显，更易被人们认定为事故的 直接原因，而潜在的管理错误的作用则往往被忽略了。

Reason的Swiss cheese模型从系统防御体系存在的缺陷入手，形象刻画 了复杂系统失效时的发生过程，提出主动失误和潜在条件的共同作用是导致 复杂系统防御层存在漏洞的原因。虽然该模型对复杂系统事故形成机制给出 了一个形象解释，但并没有论及复杂系统事故控制模式。此外，Reason在 Swiss cheese模型中不再强调对具体的事故因果路径分析，而只考虑预防系 统的可靠性，指出“主动失误”和“潜在条件”造成的系统防御层上的漏洞是事 故成因，但又没有说明这些漏洞是如何形成的，以及复杂系统所需要的防御 层数。

(8)      系统理论事故模型STAMP

莱文森(N. G. Leveson)建立了基于系统理论的系统理论事故模型 STAMP (Systems Theoretic Accident Model and Processes),从复杂性科学 的角度出发，把安全看做是在一定环境下系统元素相互作用而产生的涌现 (emergent)特性，而涌现特性受到与系统元素行为相关的约束(constraint)的 控制或强制。相应地，事故致因中除了故障和人为失误之外，还有元素之间非 功能性的相互作用(dysfunctional interactions) „系统元素之间非功能性相互 作用引起的事故称为系统事故(system accident),系统事故的发生是由于缺 乏适当的控制来约束元素之间的相互作用。相应的安全理念是：防止事故需 要辨识、消除或者减轻系统元素之间的不安全的相互作用，在系统开发、设计 和运行过程中加强控制和强化有关的安全约束。

2.1.3煤矿事故影响因素分析

煤矿事故的发生不仅取决于人的因素、机器的因素和环境的因素，而且还 取决于制约这三种因素的更重要的管理因素。事故发生的机理，就是由管理、 人、机器和环境四大因素构成，管理的因素制约着其他三种因素，管理因素或 管理因素与其他任何一种因素相结合，都会引起事故的发生。换句话说，只要 管理上存在缺陷或混乱，就会导致人的不安全行为或机器的不安全状态或环 境的不安全因素的存在，从而引起事故的发生。

(1)     管理的因素

通过对事故深入分析可以发现，事故发生的根源是存在管理的缺陷。管 理的缺陷包括企业主要领导人对安全不重视，组织结构和人事配备不完善，安 全规章制度不健全，安全操作规程缺乏或执行不力，安全文化建设不完善等。

安全管理的内容极其丰富，如生产组织、生产设计、劳动计划、安全规章制 度、安全教育培训、事故统计分析、设备安全检测与防护、员工伤害保险等。随 着科学技术的发展和生产规模的扩大，安全管理的广度和深度日益增加，由传 统科学管理逐步向现代化管理转化。

(2)     人的因素

各种生产事故的原因不管是直接的还是间接的，都可以说是由于人的不 安全行为所引起的。人的不安全行为可以导致物的不安全状态，也可能出现 管理上的缺陷，还可能形成事故隐患并触发事故隐患。根据国家煤矿安全监 察局的统计数据显示，每年我国煤矿企业发生的各类伤亡事故中有70%〜 80%是由于人的不安全行为造成的。

(3)     机器的因素

机器之所以成为事故的原因.是由于机器的固有属性及其具有的潜在破 坏和伤害能力的存在。例如，生产过程中危险的原料、燃料、产品、副产品等物 质材料储运不当，物料堆放杂乱，设备、工具有缺陷、缺乏保养.防护与报警装 置的配备和维护存在技术缺陷等。

机器的不安全状态随着生产过程中物质条件的存在而存在，是事故的基 础原因，它可以由一种不安全状态转换为另一种不安全状态，也可以由一种物 质传递给另一种物质。事故的严重程度随着物质不安全程度的增大而增大。

机器的不安全状态为煤矿事故提供了必要的物质基础，使煤矿事故的发 生成为可能。在我国的煤矿事故中，有相当一部分事故就是因为煤矿企业在 生产设备和安全设施方面存在不安全状态而导致的。

(4)     环境的因素

环境的因素指环境的不安全状态，包括两个方面：一是不良或危险的自然 地质条件，如瓦斯异常涌出等；二是不良或危险的工作环境，包括作业环境不 良，如温度、湿度、粉尘、噪声、振动和照明等。

2.2中国煤矿重大瓦斯事故现状

2.2.1煤矿瓦斯事故概述

瓦斯事故是最严重的矿井灾害之一。我国的煤矿瓦斯与煤尘爆炸事故、 煤与瓦斯突出事故频繁发生，伤亡人数多，严重影响着煤矿的安全生产。目 前，全国共有高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井9 000多处，占生产矿井总数的 30%左右。新中国成立60多年来，我国一次伤亡100人以上的特别重大事故 共发生71次，仅瓦斯爆炸事故就达49起，占全部特别重大事故的69%。可 以说，矿井瓦斯灾害防治工作不论是过去还是将来，一直是煤矿安全工作的重 中之重。我国的瓦斯综合治理工作任重而道远。

煤矿瓦斯是矿井重大危险源之一，给煤矿安全生产带来重大的事故隐患。 据国家安全生产监督管理总局最新统计，我国瓦斯事故占到煤矿事故的80% 以上，造成的伤亡事故占到特大事故伤亡人数的九成。瓦斯对矿井安全的威 胁主要有爆炸、突出、窒息三种形式，其中瓦斯爆炸给煤矿带来的危害极大，一 旦发生，不仅造成大量人员伤亡，而且还会严重摧毁矿井设施、中断生产，有的 还会引起煤尘爆炸、矿井火灾、井巷垮塌和顶板冒落等二次灾害，从而加重了 灾害后果，使生产难以在短期内恢复。例如,1942年日本帝国主义侵占我国 东北时期，在本溪煤矿由电气火花引起瓦斯爆炸，进而导致更严重的煤尘连续 爆炸，共有1 549人死亡。又如，日本夕张煤矿1981年10月16日发生煤与 瓦斯突出，突出煤约4 000 n?,瓦斯60万m，,10小时后发生瓦斯爆炸，接着 又引起井下火灾，造成93人死亡，矿井被迫关闭。

在我国矿井中，瓦斯爆炸在瓦斯灾害中占很大比例，不仅造成大量人员伤

亡，而且瓦斯爆炸所产生的巨大冲击波和高温火焰往往导致群死群伤。近年 的统计也表明，煤矿事故，特别是群死群伤事故，接近2/3都是由瓦斯爆炸造 成的。图2-1所示为我国1980-2009年煤矿事故死亡人数，图2-2描述了我 国1993-2006年煤矿各类事故死亡人数。

根据煤矿各类事故死亡人数统计图可以看出，1997〜2006年间，瓦斯爆 炸事故死亡人数整体呈下降趋势。但是近两年，瓦斯爆炸事故死亡人数呈上 升趋势。从总体上看.煤矿瓦斯爆炸事故多为3人以上的重大、特大事故。 2.2.2我国煤矿瓦斯事故特点

煤矿重大事故一旦发生，将会给煤矿造成多种多样的重大损失。首先是 人员生命的损失，这是煤矿事故给社会造成的最大影响，也是社会对煤矿矿难 最为关注的地方，可以说，煤矿安全关系着众多家庭的幸福。其次是设备的损 失和煤炭产量的损失，更为严重的是完全破坏了煤矿的生产系统，导致整个煤 矿的关闭。分析起来，中国煤矿重大瓦斯事故具有如下特点：

（1）       重大瓦斯事故多发，损失严重

瓦斯、煤尘爆炸事故是当前煤矿安全生产中威胁最大、最突出的一个问 题。根据全国煤矿1991-2000年的统计数据，仅重大瓦斯、煤尘爆炸事故就 发生2 903起，死亡21 940人，平均1. 3天发生一次。又据统计，我国2000〜 2008年发生的重大和特别重大瓦斯爆炸事故154起，其中死亡10人以上30 人以下的重大瓦斯爆炸事故117起，死亡30以上的特别重大瓦斯爆炸事故 37起。

（2）       低瓦斯矿井和高瓦斯矿井的低瓦斯区域成为事故的多发点

在2000〜2008年间发生的重大瓦斯爆炸事故中，低瓦斯矿井占41%,高 瓦斯矿井占44% （其中发生在其低瓦斯区域的事故占到了 66. 7%）；特别重 大瓦斯爆炸事故中，低瓦斯矿井占42%,高瓦斯矿井占43% （其中发生在其 低瓦斯区域的事故占到了 92.3%）。特别地，发生重大瓦斯爆炸事故的乡镇 煤矿，低瓦斯矿井占45%,高瓦斯矿井占50% （其中发生在其低瓦斯区域的 事故占到了 36.4%）；发生特别重大瓦斯爆炸事故的乡镇煤矿，低瓦斯矿井占 64%,高瓦斯矿井占36% （其中发生在其低瓦斯区域的事故占到了 60%）。 这说明我国低瓦斯矿井（低瓦斯区域），特别是低瓦斯乡镇煤矿的瓦斯防治工 作值得特别关注。

（3）       突发事件是瓦斯爆炸事故的重要诱因

突发事件引起的重大和特别重大瓦斯爆炸事故和正常条件下的重大隐患 引起的瓦斯事故的比例基本持平。在突发事件，如瓦斯突然涌出、违章处理盲 巷积聚瓦斯、与小矿巷道连通导致积聚瓦斯涌入、放顶煤过程中的顶煤塌落造 成瓦斯大量涌出、突然停电停风或风门打开造成瓦斯积聚等的影响下，高瓦斯 矿井的低瓦斯区域变成高瓦斯区域，低瓦斯矿井变成高瓦斯矿井，安全区域变 成不安全区域。此外，员工对低瓦斯矿井的瓦斯灾害认识不足、重视程度不 够，放松了对瓦斯的治理，甚至还存在低瓦斯矿井就是无瓦斯的错误观点。同 时，由于突发事件出现概率小，令人们忽视因突发事件改变正常生产程序、改 变正常条件下“安全”区域的安全性的重大隐患。因此，出现了低瓦斯矿井和 高瓦斯矿井发生重大和特别重大瓦斯爆炸事故的比例相当、高瓦斯矿井的低 瓦斯区域和低瓦斯矿井常发生重大和特别重大瓦斯爆炸事故的新特点。

（4）       非正规采煤方法安全系数低、致灾隐患大，是乡镇煤矿发生重大和特 别重大瓦斯爆炸事故的重要原因

2000〜2008年间，发生重大瓦斯爆炸事故的采煤工作面有86%使用的是 非正规采煤方法，可见非正规采煤方法对我国煤矿、特别是乡镇煤矿采煤工作 面瓦斯爆炸事故的影响颇大；采用非正规采煤方法的煤矿发生重大、特别重大 瓦斯爆炸事故的比例，远远高于采用正规采煤方法的煤矿。可见对非正规采 煤方法的整治仍然是今后煤矿安全工作的重点。

总的来说，乡镇煤矿安全生产水平低，重大隐患多，且应对突发事件能力 差，容易发生重大瓦斯爆炸事故。国有煤矿对正常生产条件下的重大隐患整 治较好，安全水平相对较高，但对突发事件的处理能力较差，这是近年来国有 大矿发生多起重特大瓦斯爆炸事故的主要原因之一。

2.2.3 中国煤矿重大瓦斯事故频发的原因

导致中国煤矿重大瓦斯事故频发的原因是多方面的。从对我国煤矿生产 历史上事故案例的分析来看，我国煤矿重大瓦斯事故频发主要由于存在以下 几个方面的问题：

（1）       在自然条件与环境方面，我国大部分煤炭资源赋存条件相对较差。 我国煤炭资源虽然储量丰富，但是煤层埋藏深，地质条件较差。据统计，我国 95%的煤矿都是井工矿，露天矿很少。矿井瓦斯等级分为低瓦斯矿井、高瓦斯 矿井和煤与瓦斯突岀矿井。我国高瓦斯和瓦斯突出矿井占46%,煤层容易自 燃的矿井占一半。客观来说,我国大部分地区的煤炭开采条件是非常不利的。

（2）       在投入与机器设备方面，虽然许多国有矿井和新建矿井的机械化水 平已经达到了较高水平，但总体上，我国煤矿机械化程度偏低，尤其是一些传 统老矿存在长期投入不足、安全欠账严重的问题。我国煤矿2004年机械化程 度为82.52%,明显低于发达国家。另外，仍然存在大多数小型煤矿由于自然 条件差，不适宜使用大型机械设备，靠部分机械或人工来采煤的情况。同时， 煤矿生产投入的规模成本也使得私营和地方煤矿经济上不会选择提高采煤的 机械化水平。

在煤矿中，设备质量不合格、电气系统管理不严格及设备故障是瓦斯爆炸 事故发生的必然条件。煤矿井下照明和机械设备的电源、电气装置不符合规 定、疏于管理，电气设备失爆或带电作业产生电火花，以及机械设备摩擦产生 火花，都会引爆瓦斯。

（3）       在人的因素方面主要表现为：

瓦斯检查制度执行不严。有的煤矿瓦斯检查员人数不足，经常空班漏检； 有的瓦斯检查员思想与业务素质不高，责任心不强，存在漏检、假检现象；有的 煤矿瓦斯监测监控设备安装不合理或检修不及时，不能发挥其应有的作用。

违章爆破。比如，炮眼不装或少装炮泥，甚至用煤粉等可燃物代替；最小 抵抗线不够或用多母线爆破，进行裸露爆破或放连环炮；有的煤矿采煤工作面 虽然分上、下段爆破，但两段爆破时间间隔很短，造成事故。

职工的违章行为。比如，有的职工违章在井下使用明火，违章拆卸设备， 擅自动用电焊等。

(4)     在煤矿管理方面主要表现有：

通风管理不善。有的矿井局部通风机随意开停；有的不按需要配风，巷道 冒落堵塞，风流短路；有的风筒脱节、漏风、被压，不及时处理；有的风筒口距离 掘进工作面太远，使得风量过小、风速较低，掘进工作面微风作业或无风作业， 导致瓦斯积聚。

火灾引发。采空区和旧巷不及时封闭或封闭不严，残煤自然发火或火区 复燃；还有的是皮带着火引发瓦斯爆炸。

瓦斯抽放不到位。有的矿井虽然建有瓦斯抽放系统，但抽放效果不佳，抽 放时间不够，致使开采时瓦斯超限。部分有煤与瓦斯突出危险的矿井，没有采 取预抽卸压、开采解放层等措施，导致煤与瓦斯突出。

此外，从宏观层面来讲，我国法律法规不健全,监督执行效果不佳。当前， 我国煤矿行业尚未形成一套综合、系统、严密、持续改进的煤矿安全生产监察 体系，国家和地方监管部门无法对煤矿生产形成有效监管，我国煤矿监管面临 着行政规制力不足、地方保护主义严重以及执法腐败等。在许多地方，违背技 术政策和法律法规开采的情况在已发生事故的矿井中比较常见。

2.3煤矿重大瓦斯事故形成机理

2.3.1煤矿瓦斯事故危险源事故树分析

发生瓦斯爆炸必须同时具备三个基本条件，即浓度5%〜16%的瓦斯、650〜 750 °C的引爆火源和浓度12%以上的氧气。在工作地点氧气的浓度肯定是达到 12%的,所以瓦斯爆炸的主要原因为瓦斯积聚达到爆炸极限和存在引爆火源。

瓦斯积聚达到爆炸极限的原因是在瓦斯已经积聚的情况下，瓦斯排放不 当，且对瓦斯的监测失效，导致瓦斯积聚不能被及时发现和处理，以致达到爆 炸浓度。存在引爆火源的主要原因有明火、摩擦撞击火花、静电、爆破火焰、电 气火花和煤炭自燃。造成瓦斯积聚的原因主要有通风不良、冒顶区瓦斯积聚、 盲巷瓦斯积聚、掘进面瓦斯积聚以及采掘面瓦斯积聚。根据对煤矿现场的调 查以及事故案例分析，