基于预防的煤矿瓦斯爆炸事故管理系统
中国矿业大学北京校区徐景德周心权王家棣
摘要从预防角度建立煤矿瓦斯爆炸事故管理系统。根据我国煤矿瓦斯爆炸事故的基本特点，提出包含管理因素的瓦斯爆炸事故的事故模型，在此基础上，对瓦斯爆炸事故管理系统的事故信息的数据结构和数据组织进行了分析。
关键词瓦斯爆炸瓦斯爆炸事故事故管理事故信息
自从建国以来，我国煤矿发生的瓦斯爆炸事故有统计的已达上万次，这些事故一方面带来了人员和财产的重大损失，另一方面，它又是一笔来之不易的“财富”，能从反面警示人们，吸取事故教训，以预防同类事故的发生。
根据系统安全学说，煤矿生产矿井是一个完整的有机系统，瓦斯爆炸事故属于矿井生产系统运行过程中的失去控制的动态事件之一，瓦斯爆炸事故的发生原因、事故过程、故事中伤亡人数和财产损失量都和发生事故的系统密切相关。一起瓦斯爆炸事故的发生是多种因素综合作用的结果，这些因素不同的作用方式，形成了一起事故的具体特征。对一起具体事故，其发生有一定的偶然性，但是对于特定的系统，大量事故的统计结果却呈现明显的规律性。事故规律性的重要表现是事故的某些因素有一定的再现性，表征事故的参数符合一定的统计分布，统计分布的参数可以用于定量分析和预防控制瓦斯爆炸事故。这说明事故管理工作对预防事故的继续发生，是非常重要的。
1、我国煤矿瓦斯爆炸事故的模型
研究表明，当下列条件同时存在：瓦斯浓度处于瓦斯爆炸极限范围内（4%～5%，14%～16%）；空气中氧气浓度不小于12%；具有大于引燃瓦斯的最小点火能的火源时就会发生瓦斯爆炸。虽然在井下绝大部分瓦斯爆炸可能造成事故，但是瓦斯爆炸与瓦斯爆炸事故是有明显区别的两个概念。其中一个重要因素是，由于煤矿是一个有序生产系统，所以瓦斯爆炸形成事故，除了爆炸的三个物理条件外，还与管理因素密切相关，对我国所发生的瓦斯事故的统计分析表明，绝大部分事故是由于管理失误造成，特别是死亡数在10人及以上的重大或特大瓦斯爆炸事故，几乎都是安全管理失误造成的。
安全管理方面存在的问题可以概括为两方面，一是管理决策和方式失误，二是管理系统存在严重缺陷，与瓦斯爆炸事故有关的主要表现：（1）不严格执行《煤矿安全规程》中关于预防瓦斯的规定，致使发生瓦斯积聚；（2）未按操作规程进行电气等易产生火花设备的操作；（3）通风系统缺陷，不能有效排除生产过程中涌出的瓦斯；（4）在处理诸如排放瓦斯等危险现象的过程中，违章指挥和违章操作；（5）在处理瓦斯爆炸事故过程中，出现违章指挥，致使瓦斯爆炸事故的伤亡人数增加，事故波及范围扩大；（6）处理其他事故中，忽视瓦斯因素，诱发瓦斯爆炸事故。
根据对大量瓦斯爆炸事故的分析，我们认为，我国煤矿瓦斯爆炸事故的模型可以用下列四面体表达，即在事故分析中，除考虑瓦斯爆炸的物理因素外，还将管理问题作为独立因素列出。实践表明，采用这种事故模型，能准确描述事故的发生过程，确定事故的发生原因，便于事故的分类。
1—存在引燃瓦斯的点火源；2—环境中O？2浓度大于12%；
3—管理缺陷；4—瓦斯浓度处于爆炸极防范围内瓦斯爆炸事故模型
一般地讲，绝大部分瓦斯爆炸事故只有在4种因素同时存在并相互作用时才可能发生。但是对具体的瓦斯爆炸事故，模型中的四个基本因素有其特定的表现形式和互相作用方式，这构成了瓦斯爆炸事故的多样性。对基本因素的归类分析，构成了瓦斯爆炸事故的管理方式。
2、瓦斯爆炸事故的管理方式
2.1瓦斯爆炸事故描述方式
事故描述方式是事故管理的基础，它确定了对事故的原因、过程、性质、后果等因素的记录方式。事故的描述有两种方式，一是案例描述，其具体方法是将一起事故矿井和事故地点的自然状况、事故发生原因、处理过程和事故后果、教训等，以报告的形式记录下来，形成案例汇编；另一种是采用数据描述，将事故所在生产系统中与事故相关的因素以数据方式记录下来，形成数据库。
案例汇编是我国安全管理部门进行事故管理的主要方式，对预防事故起了重要作用，但是，也逐渐暴露出其局限性。采用案例汇编描述瓦斯爆炸事故，便于人们对某一事故的整体了解，特别对于典型事故的详细分析。但是无法从案例汇编中进行事故的量化分析，从事故预防角度看，对所有煤矿瓦斯爆炸事故进行案例汇编，既不可能，也没有必要，而且由于写作风格的差异，同样性质的瓦斯爆炸事故案例的文字描述往往存在差异，容易产生模糊印象。
根据系统安全科学，事故描述实际是对系统安全信息的一种记录方式，借助于计算机技术，根据事故分析原理，将一起事故中所包含的事件进行细化，对细化的每一起事件作为一个信息单元，以数据库中的一个字段表示，从而达到事故的数据描述。由于目前数据库技术已克服了数据库记录个数、长度等限制，因此可以根据需要设计包含成百上千个数据字段的库结构，同时，为吸收案例汇编的优点，对一些典型案例，可以采用备注文件的方式，将事故报告存入数据库中。本文所叙述的瓦斯爆炸事故管理系统是在Visual Foxpro5.0系统上开发出来的。
2.2瓦斯爆炸事故的数据来源和数据结构
事故管理系统可以向用户提供每一起事故包含的所有信息，系统所提供的事故信息应当准确、客观、完整，这样才能保证用户借助于系统所提供的数据进行客观分析，得出准确可靠的结论。但是事故都是在系统失控状态下发生的，在事故发生后很难保证事故中每一项信息都能准确记录下来，事故信息相当一部分来自推算、模拟实验等途径，不同途径的数据可信度有明显区别，因此在事故管理系统中应当指出事故信息的具体来源。根据瓦斯爆炸事故的特征，瓦斯爆炸事故来自以下4个途径：事故前后的现场实测数据记录；对事故现场的模拟分析结果；借助于其它数据和公式的推算；目击者的回忆。
采用数据库系统进行瓦斯爆炸事故管理，关键是设计一个科学的描述瓦斯爆炸事故的数据结构，它既能完整准确地记录与瓦斯爆炸事故所有有关的数据，又要使用户能通过数据库了解所记录的瓦斯爆炸事故的全部情况，因此必须准确定义数据库每一个字段的类型、长度和名称。
瓦斯爆炸事故管理系统的数据结构与瓦斯爆炸事故模型密切相关。根据瓦斯爆炸事故的四面体模型，瓦斯爆炸事故信息来源于瓦斯爆炸的三要素和安全管理，四项要素中每一面都包含了多项数据，而且各要素所包含的数据是互相关联的，这些数据构成了事故管理的全部信息。根据瓦斯爆炸事故发生发展的时间顺序，在对我国煤矿的瓦斯爆炸事故的大量案例调查分析的基础上，我们将瓦斯爆炸事故管理系统中事故表征信息的数据划分为4个部分：
（1）瓦斯爆炸事故矿井的自然状况。本部分包括事故的地理位置、矿井产量、瓦斯等级等信息，包含20个字段。
（2）瓦斯爆炸事故区域的自然状况。本部分包括该区域的瓦斯涌出量、煤层赋存状况、生产状况、人员配备等，包含40个字段。
（3）瓦斯爆炸事故发生前的事故区域相关参数及处理记录。本部分包括事故发生前的瓦斯浓度、涌出方式、通风参数、供电情况、火源、爆炸发生时间、参加救护的救护队员人数等情况，包含42个字段。
（4）瓦斯爆炸事故后果及事故性质。本部分包括事故伤亡人数、财产损失、事故性质认定等，包含26个字段。
整个数据库共128个字段，由四个表构成，这是基于目前对瓦斯爆炸机理、瓦斯爆炸事故发生原因等方面的最新研究成果所设计的数据结构，随着瓦斯爆炸事故特征的变化和研究的进展，可以对数据结构进行调整。
考虑到数据库字段长度的限制，该管理系统对每一个字段的含义进行了详细解释。同时，在对字段命名时，尽量使用户从字段名称中，直观地理解字段的意义。
3、瓦斯爆炸事故管理系统的使用和特点
使用瓦斯爆炸事故管理系统，可以方便进行如下工作：
（1）查询、打印各类煤矿瓦斯爆炸事故信息；
（2）可以对系统中的某一字段，建立索引文件，达到对瓦斯爆炸事故分类分析的目的；
（3）对于具体生产矿井，采用该数据库的数据结构，建立自己的瓦斯爆炸事故的管理系统；
（4）对典型瓦斯爆炸事故，可以查阅事故的调查报告。