煤礦安全生產發展歷程及趨勢
時間:2022-12-05 09:57:53
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1978—2018年,我國煤炭累計開采量為750多億t,為國家經濟社會發展提供了70%以上的一次能源[13],是改革開放后我國經濟迅速騰飛的有力保障。在今后相當長的一段時間內,煤炭作為主要能源供給的地位不會改變。煤炭資源的開發打破了地下天然巖土結構的平衡,帶來一系列的地質問題,如果防治措施不到位,就會導致煤礦安全事故的發生,造成人員傷亡和經濟損失[4]。進入21世紀以來,國家對煤礦安全開采加大了資金投入與政策傾斜,煤礦的安全形勢持續穩定好轉,2018年我國煤礦實現了事故總量、較大事故、重特大事故及百萬噸死亡率同比“四個下降”,創歷史最好水平。黨的報告提出了“推進能源和消費革命,構建清潔低碳、安全高效的能源體系”的發展要求,煤炭作為我國最重要的一次能源,如何保證我國煤炭的安全、綠色、高效開采是一項宏偉而艱巨的歷史任務,是新一代煤礦人的歷史使命[57]。
煤炭安全生產發展與煤炭行業的發展及時代背景密切相關,根據1949—2018年我國煤炭百萬噸死亡率的變化情況,將建國以來我國煤礦安全發展歷程分為3個大的時期,即:大幅度波動時期(1949—1977年)、持續好轉時期(1978—2002年)與快速提升時期(2003—2018年)。結合相應時期的時展背景,細分為5個不同的發展階段(圖1)。1.1安全生產水平大幅波動時期(1949—1977年)。建國初期百廢待興,煤炭資源是解決我國所面臨的能源問題的重要保障,保障煤炭生產和供應是煤炭工業的核心任務。該時期所建設的煤礦以中小型煤礦為主,以煤礦數量保障煤炭資源的供給。礦井生產工藝主要為爆破法,煤礦生產技術裝備較為落后。再加上煤礦安全生產技術人員匱乏,制定的煤礦安全生產技術文件落實不到位,未全面實現法制化、規范化管理,且安全投入不足,導致煤礦事故頻發,災害防控難度較大。該時期百萬噸死亡率在432~2228,煤礦事故以瓦斯、頂板、水害事故為主,且群死群傷事故較多,安全生產形勢十分嚴峻。第1階段(1949—1965年):該階段經歷了“”運動,國家各行各業片面追求高效、高產,這也導致了該階段我國煤礦安全生產事故的多發。1958—1961年間,我國煤礦企業年平均事故死亡率比“一五”時期增長了近4倍[8]。建國以來最嚴重的煤礦安全生產事故山西大同老白洞煤礦瓦斯爆炸事故就發生在該時期,老白洞煤礦設計生產能力為90萬t/a,1960年事故發生時原煤產量激增到152萬t/a,超出設計能力50%以上。第2階段(1966—1977年):該階段經歷了“”運動,我國的煤礦安全管理制度幾乎形同虛設,導致煤礦安全事故頻發,百萬噸死亡率總體持續上升,年平均百萬噸死亡率為835。1.2安全生產水平持續好轉時期(1978—2002年)。該時期由保障煤炭供應計劃開采逐步轉變為通過技術進步推進煤礦安全高效開采,大型煤炭基地建設取得重大進展,百萬噸死亡率由1978年的944下降到2002年的494,煤礦安全生產形勢總體持續穩定好轉。第3階段(1978—1992年):1978年,我國引進了100套綜采成套設備,開啟了煤礦機械化生產的時代。十一屆三中全會后,國家對煤礦安全管理體制進行了改革,重點解決煤炭供需矛盾問題,基本解決規模、速度與煤炭產量增長不協調等問題。在經濟快速發展和市場需求拉動下,受技術等因素限制,行業發展仍然是以提高產量、保障供應為重點,實施“國家、集體、個體一齊上,大中小煤礦一起搞”的方針,全國煤礦數量由1982年的18萬處增加到1992年的82萬處。通過提高機械化程度、加強煤礦安全管理力度等措施,使百萬噸死亡率降至465。第4階段(1993—2002年):該階段煤炭行業歷經市場化改革、產業政策調整和第一輪結構調整。1992年以來,國家相繼頒發了一系列法律法規,召開了開展安全高效礦井建設座談會等一系列重要會議,確定了一系列的方針政策。在煤炭市場化改革的背景下,安全高效礦井由1993年的12處增加至2002年的100多處。在建設安全高效礦井的同時,通過關井壓產等措施,優化了煤炭產業結構,整體提升行業機械化水平,2002年百萬噸死亡率降至494。為響應國家安全高效礦井建設的號召,全國推進大型煤炭基地建設,兼并重組形成了若干個大型煤炭企業集團,煤礦安全生產管理水平進一步提升,煤礦安全生產形勢有了較大的改觀。但在1997年金融危機的影響下,煤炭供大于求,安全生產投入不足,造成安全事故多發,死亡人數攀升至6753人,百萬噸死亡率為51。1.3安全生產水平快速提升時期(2003—2018年)。2000年初,在國家煤炭工業局加掛國家煤礦安全監察局牌子,成立了20個省級監察局和71個地區辦事處,實行統一垂直管理。2001年初,組建了國家安全生產監督管理局,與國家煤礦安全監察局“一個機構、兩塊牌子”。2002年11月出臺了《安全生產法》,安全生產開始納入比較健全的法制軌道。該時期歷經煤炭行業發展的“黃金十年”,煤炭產業得到了快速發展,煤礦企業對安全生產投入持續增加,踐行煤炭安全綠色開采理念,采煤機械化程度大幅提升,重大災害治理關鍵技術及裝備得到推廣應用,建設一批煤炭安全領域科研平臺,百萬噸死亡率由2003年的371下降至2018年的0093。礦務局向大型煤炭企業集團轉型,煤炭企業市場主體地位得到加強,煤炭生產力水平快速提升。煤炭市場化改革不斷深入,在政府推動下,出現了一批煤電、煤鋼、煤建材、煤焦化、現代煤化工以及物流、房地產、金融等多元產業快速發展時期,形成了神華模式、淮南模式、大同塔山模式等。煤炭行業效益較好,部分煤炭企業在利益驅使下,開工建設大型煤礦。
2當前我國煤礦安全生產面臨的形勢
2.1煤炭生產現狀。改革開放以來,全國煤炭產量從1978年至2013年總體持續上升,到2013年達到了歷史最高值3974億t,年均增長55%。2013年以來,隨著我國經濟發展進入新常態,能源消費需求增速放緩,能源結構調整加快,煤炭市場由長期總量不足逐漸向總量過剩轉變,全國煤炭產量由2013年的3974億t回落到2016年的341億t,下降142%。2017年,在經濟增長、氣候等多因素影響下,全國煤炭產量出現恢復性增長,煤炭產量352億t,實現了供需關系的基本平衡。2018年煤炭產量為368億t,較2017年有小幅提升。從全國煤炭生產布局來看,東中部地區煤炭產量占全國的比重從1978年的788%下降到2017年的418%(表1);晉陜蒙三省區產量比重由1978年的207%上升到2017年的663%,提高456%(圖2)。2017年,神東、陜北、晉北等14個大型煤炭基地產量占全國的943%(圖3),比2003年開發初期提高163%。煤炭產量超過億噸的省(區)不斷增加,1979年山西省煤炭產量首次跨過億噸級門檻,1996年河南省成為第二個億噸級產煤省。2018年全國煤炭產量超過億噸的省(區)有8個,產量312億t,占全國的881%。2.2煤礦安全事故現狀。煤礦安全事故類型主要分為頂板事故、瓦斯事故、機電事故、運輸事故、放炮事故、水害事故、火災事故等。各類型事故并不是孤立發生的,其中一類事故的發生都可能引發其他事故。從各類煤礦事故總量來看,2013—2017年我國各類煤礦事故起數及死亡人數呈下降趨勢(圖4),煤礦安全形勢盡管逐年有所好轉,但煤礦重特大事故依然時有發生,各類煤礦事故造成的死亡人數依然高于世界平均水平。從煤礦事故類型來看,頂板事故、瓦斯事故、機電事故及運輸事故依然是煤礦安全事故的主要發生類型。2013—2017年,頂板事故、瓦斯事故、機電事故及運輸事故發生起數及死亡人數呈下降趨勢,可見主要事故類型得到了有效的遏制(圖5)。
3我國煤礦安全生產演進趨勢和急需解決的重點問題
3.1我國煤礦安全生產演進趨勢。中國與美國同樣是煤炭資源儲量和消費量十分巨大的國家,但據美國礦業安全與健康管理局的數據顯示,2016年美國因煤礦安全生產事故造成的死亡人數僅為9人,百萬噸死亡率為00133,僅為中國同期水平的831%。美國較高的煤礦安全生產水平主要歸結于大量先進技術與裝備的應用,以及煤礦安全生產方面相關法律法規的完善與有效實施。2018年百萬噸死亡率降至0093,創下歷史最好水平,但仍然發生224起煤礦安全事故,造成333人死亡,相比于歐美發達國家,我國煤礦安全生產水平仍有很大差距。隨著煤礦開采深度不斷加大,復合耦合災害發生的概率將不斷增加。煤炭開采技術革命不斷推進,煤礦各工藝流程智能化程度不斷增大,科學開采、精準智能開采將會成為煤炭開采的新方向,百萬噸死亡率將會繼續下降,煤礦安全生產形勢實現根本性好轉,煤炭行業脫掉高危行業的帽子。煤礦安全生產也由生產事故防治向煤礦工人職業健康防護轉變,從滿足煤礦工人美好生活需求出發,進一步提升煤礦安全生產的管理要求,達到歷史性轉折與突破。3.2急需解決的重點問題。3.2.1加大煤礦安全生產科技人才培養力度。目前我國仍有部分煤礦以粗放式管理為主,井下勞動密集作業場所較多,用工數量較大,機械自動化智能化水平較低。此外,煤礦井下環境較為惡劣,造成井下普遍以初高中畢業的“農民工”為主,本科以上的專業技術人員較少,導致煤礦生產過程中部分煤礦企業存在監管不到位的情況。加快中青年煤礦安全生產科技人才培養,完善人才培養工作機制,加強煤礦安全生產科技成果交流和人才知識更新,培養一批既掌握安全基礎理論、又懂安全管理、還能現場操作的知識+技能復合型安全科技人才,為煤礦安全發展提供智力保障。建立吸引人才從事煤礦生產工作的長效機制,完善白領化人才培養體系。支持煤礦工人從業資格認定工作,配套給予足額資格津貼。不斷提升煤礦從業人員素質,保障煤礦安全生產。3.2.2加強煤礦安全科技攻關。我國煤礦智能化機械裝備的制造技術相比于歐美等發達國家還有很大差距,煤礦災害防治的關鍵技術與造成群死群傷事故的機理等方面亟待攻關。深地資源開發是我國未來科技發展的重要方向,埋深超過1000m的主要分布在我國中東部地區[911],該地區開采歷史較長,深部開采帶來煤礦開采災害日趨嚴重。從全國看,煤礦開采深度每年平均增加10~20m,我國目前千米深井已有50處左右,最大深度達到1500m左右。隨著開采深度的增加,開采條件更加復雜惡劣,最大地應力超過40MPa;煤礦水文地質條件趨于復雜,水害種類不斷增加,堅硬頂板離層水、隱伏陷落柱、高承壓水、煤層群開采回采下層煤等水害威脅日趨嚴重。此外,瓦斯突出、沖擊地壓、熱害等礦井災害呈現出新的變化,多種災害耦合,增大了災害的復雜性。西部礦區煤炭資源豐富、儲量巨大,特厚煤層開采安全技術、易自然煤層的火災防治技術等方面急需科技攻關。建設煤礦精準智能開采國家級試驗平臺,充分發揮產學研用等多方面積極性,推進煤礦安全科技創新聯盟建設,推進煤礦安全生產技術示范工程建設。以深部礦井重大危險源探測、多元災害防控、礦井智能化開采、安全生產信息化為重點,攻克關鍵技術難題,加快科技成果轉化速度,提升自主研發水平和創新能力,是持續提升我國煤礦安全生產水平的必然途徑。3.2.3構建完善的職業健康保障體系。煤礦職業病發病有很長的延后期,進一步遏制職業健康惡化的趨勢,必須盡早采取措施,構建完善的職業健康保障體系。①加大對靜電感應測粉塵濃度傳感器等新型原理粉塵濃度傳感器研發和推廣應用支持力度,推行在線檢測,從根本上改變以人工抽檢為主的檢驗檢測方式。②結合發達國家(如美國、德國等)經驗,建立全國統一的煤礦粉塵第三方在線檢驗檢測中心,對吸塵危害實時監測預警。③按照國外下井工作患塵肺病防護相關標準,制訂井下作業環境粉塵濃度限值、工作人員接塵時間和強度限值、個體防護規范等,并嚴格實施。④將煤礦職業健康納入企業、地方政府考核體系。3.2.4加快推進智慧煤礦示范工程建設。智慧煤礦建設是煤炭工業轉型升級的戰略方向和發展目標,是保障國家能源安全、實現煤炭工業高質量發展的核心技術支撐[12]。推進煤礦“井—地—空”全方位一體化綜合探測、重大災害智能感知與預警預報、重大災害智能化防控等核心技術攻關;基于全息透明礦井,以人工智能、物聯網、大數據、云計算等作支撐,統籌考慮不同地質條件的多元致災因素,推進精準智能開采示范工程建設,創立精準智能無人(少人)化開采與災害防控一體化的煤炭開采新模式。智慧煤礦是煤礦機械化、信息化與自動化的深度融合,通過建立智慧煤礦示范工程,可以極大地促進我國煤礦安全生產水平的提高。
4結語
隨著我國煤礦開采深度與強度的逐年增加,所面臨的地質條件也越來越復雜[5],增加了煤礦安全事故發生的可能性。通過人工智能、物聯網、大數據、云計算等現代化信息技術在煤炭資源開采過程中的運用,建設智能化煤礦是我國煤炭行業實現高質量發展的重要途徑。加大煤礦安全生產科技人才培養力度,加強煤礦安全科技攻關,構建完善的職業健康保障體系,加快推進智慧煤礦示范工程建設,以保證我國煤礦安全生產形勢的持續好轉。
作者:鄭德志 任世華 單位:煤炭工業規劃設計研究院有限公司
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