第一章 緒論

1.1 課題研究的背景
當今世界，安全是人們共同的主題，它不僅影響著社會和經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展，也是千家萬戶發(fā)自內心的祈求。安全已經(jīng)成為各國政府不得不重視的一項新指標，安全理念和安全文化也漸漸深入人心，而企業(yè)的發(fā)展也不允許再用“鮮血”為代價來換得。

世界上最大的產(chǎn)煤國就是中國，但煤礦災害事故率最高、災害程度最深的也是中國。20 世紀初，全國因瓦斯導致的煤礦事故每年都有幾百起、死亡人數(shù)也令人心驚[1]。盡管國家出臺了很多強制性文件，要求企業(yè)加大安全管理力度，使一些煤礦企業(yè)的瓦斯爆炸事故率有了下降趨勢，但是，總體的傷害程度還是大大超出國際數(shù)據(jù)十幾倍，血的教訓依然慘痛�？梢哉f，導致我國煤礦事故率如此之高的最根本原因就是藏匿于煤層中的瓦斯氣，也就是煤層氣。在這樣的形勢下，煤層氣的開發(fā)和利用成為了一項能夠改善煤礦安全生產(chǎn)，高效降低溫室氣體排放，改善我國能源結構的有力手段。但是，根據(jù)統(tǒng)計，中國的煤層氣企業(yè)大部分都處于自然環(huán)境比較差的偏僻區(qū)域，交通環(huán)境惡劣，地形、地貌條件復雜。與石油企業(yè)類似，在開發(fā)投產(chǎn)后，其日常作業(yè)涵蓋壓裂、管道施工、裝抽、場站建設維護、設備維護等諸多領域，又涉及高空作業(yè)、臨時用電、動火、吊裝、運輸和進入受限空間等危險作業(yè)[2]。煤層氣生產(chǎn)管理既具有生產(chǎn)現(xiàn)場區(qū)域廣、工人相對集中、作業(yè)頻繁、物料運送困難、地質條件復雜等一般特點，同時又具有人員中毒、火災爆炸、氣體泄露等風險。而與國外相比，國內的煤層氣開發(fā)落后了近十年時間，不如國外的科學技術成熟，裝備先進，安全管理體制完備[3]。那么，如何通過安全評價的手段來提高煤層氣企業(yè)安全管理水平，降低企業(yè)安全生產(chǎn)事故風險概率，是我們面臨的一項挑戰(zhàn)。

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1.2 課題研究的目的與意義
在煤礦行業(yè)中，煤層氣被比作煤礦的“第一殺手”[4]，它是礦井致爆的主要因素。因其排放到大氣中會產(chǎn)生很強的溫室效應，既污染環(huán)境又破壞大氣層，且具有易燃易爆的屬性，嚴重危及著廣大煤礦職工的生命財產(chǎn)安全，是一種有害的危險氣體。因此，研究煤層氣的開發(fā)利用，既可以提供新的潔凈能源資源，有利于環(huán)境保護，又可有效解決煤礦瓦斯治理問題，保障煤礦安全，并能夠為下游產(chǎn)品提供豐富的基礎原料，具有十分重要的意義。2000 以后，中國進入了工業(yè)化中期，重工業(yè)高速發(fā)展、增長態(tài)勢迅猛，與此同時，煤炭、石油、電力、運輸?shù)刃袠I(yè)出現(xiàn)了資源緊缺的情況。人們不得不加大生產(chǎn)規(guī)模，提高生產(chǎn)效率，這大大增加了生產(chǎn)過程中的事故危害程度，使事故處于易發(fā)期，使企業(yè)安全生產(chǎn)工作的壓力提高[5]。煤層氣作為一種新開發(fā)的非常規(guī)能源，其排采過程是一個復雜的動態(tài)系統(tǒng)，影響其運行的因素有很多。企業(yè)通過開展安全生產(chǎn)標準化、建立安全管理體系等眾多安全管理手段，對煤層氣生產(chǎn)開發(fā)的各個環(huán)節(jié)進行管控。探討如何評價煤層氣企業(yè)生產(chǎn)管理安全水平，對于及時發(fā)現(xiàn)煤層氣企業(yè)安全管理中存在的問題，決定現(xiàn)行安全管理方式是否需要調整和改造，以及改善現(xiàn)行煤層氣開采的管理工作，減少事故等都有極其重要的意義。而通過綜合運用安全評價方法、安全工程學、安全管理學以及系統(tǒng)工程，對煤層氣企業(yè)的安全管理手段進行深入調研，結合綜合數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，得出一份較為全面的煤層氣企業(yè)生產(chǎn)安全管理現(xiàn)狀評價資料，讓煤層氣企業(yè)在進行評價后，可以了解其運行可能存在的生產(chǎn)管理漏洞，清楚的認識到企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的安全狀態(tài)，明確指出采用何種手段進一步提高生產(chǎn)安全系數(shù)，從而實現(xiàn)“安全第一、預防為主、綜合治理”的最終目標。

本課題結合國家推行的企業(yè)安全生產(chǎn)標準化和煤層氣企業(yè)生產(chǎn)實際，對煤層氣生產(chǎn)安全管理系統(tǒng)中的多個要素進行分析,確定安全評價內容、選擇評價方法，建立煤層氣企業(yè)生產(chǎn)安全管理評價指標體系，利用遺傳算法修正權重，得到精確的指標體系，為煤層氣企業(yè)消除煤層氣安全管理系統(tǒng)中的漏洞和隱患、加強煤層氣生產(chǎn)管理、提高企業(yè)安全能力水平提供依據(jù)，同時也為國家安全監(jiān)督管理部門了解煤層氣企業(yè)的安全管理狀況、建立和實施宏觀監(jiān)控提供必要的參考。

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第二章 煤層氣企業(yè)生產(chǎn)安全管理綜合評價方法

煤層氣生產(chǎn)安全管理是一個復雜的動態(tài)系統(tǒng)，影響其運行的因素有很多。企業(yè)通過開展安全生產(chǎn)標準化達標活動等眾多安全管理手段，對煤層氣生產(chǎn)開發(fā)的各個環(huán)節(jié)進行管控。探討如何評價煤層氣企業(yè)生產(chǎn)管理安全水平，對于及時發(fā)現(xiàn)煤層氣企業(yè)安全管理中存在的問題，決定現(xiàn)行安全管理方式是否需要調整和改造，以及改善現(xiàn)行煤層氣開采的管理等工作都有極其重要的意義。

2.1 煤層氣企業(yè)生產(chǎn)安全管理綜合評價
安全評價分為定性分析和定量分析。定性分析是對研究的對象“質”的分析，它是根據(jù)判斷者的主觀經(jīng)驗來推測分析事物的發(fā)展變化走向，是對引發(fā)事故要素的非量化評價，它指導研究前進的道路方位。定量分析是對研究的對象“數(shù)量”的分析，它是根據(jù)某種特定的數(shù)學方法來推測事故危險程度的量化評價，是在定性基礎上的評價。在安全系統(tǒng)分析中，定性的分析可以預知評價個體的某一環(huán)節(jié)的危害程度范圍，但是卻不能明確。如果要明確系統(tǒng)的安全狀態(tài)，還應對其進行定量評價。只有做到了定量、定性雙重評價和分析，才可以更確定的得出最好的方案，而不使評價只局限在單純的數(shù)據(jù)分析和定性分析。煤層氣生產(chǎn)安全管理系統(tǒng)是一個受相互關聯(lián)、相互制約的多種因素影響的復雜的動態(tài)系統(tǒng)，因此在對其進行評價時，一般采用定性分析與定量分析相結合的方法。面對一些龐大而較復雜的系統(tǒng)時，只是單純的運用定性分析或定量分析是很難解決研究的問題的，這樣既容易造成研究的不深入，又容易失去研究的準確性。而將兩者結合起來，運用“定性—定量—定性”的研究過程，則能較全面和客觀的得出所研究系統(tǒng)的運動規(guī)則，得到最好的效果。那么如何將定量與定性完美結合在一起，模糊數(shù)學的運用解決了這一難題。

制約煤層氣生產(chǎn)安全管理系統(tǒng)的因素有很多，如人員素質、設備狀態(tài)和生產(chǎn)環(huán)境等，這些因素均具有模糊性，很難用定性或定量的方法去準確分析和評價。其系統(tǒng)的模糊性主要體現(xiàn)在四個方面：（1）涉及的評價因素多，煤層氣生產(chǎn)安全管理系統(tǒng)這個復雜的動態(tài)系統(tǒng)，包含了資源配置、人員培訓、設施完整性等各類因素，它們相互制約、相互影響；（2）缺乏公認的安全指標，對于系統(tǒng)的危險性程度沒有明確定義；（3）涉及的模糊概念多，在評價過程中常出現(xiàn)“很好”、“較差”等模糊概念；（4）評價安全的角度不同，不同地區(qū)、不同公司的人對安全的理解存在差異。模糊綜合評價[27]是一種在模糊數(shù)學的基礎上建立起來的一種綜合評價方法。這種方法將定性評價換算為定量的評價，將不同的制約因素進行融合，使系統(tǒng)能得出一個全面的評價，其運用得是模糊數(shù)學中的隸屬度理論，可以很好的將難量化的模糊問題處理掉，將征求到的專家的意見和經(jīng)驗解析和定量，使系統(tǒng)建立在合理的科學基礎之上。具有系統(tǒng)性強，結果清晰的特點。

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2.2 評價指標體系
2.2.1 概述
指標體系是由若干個相互關聯(lián)的評價指標所組成的有機體，它在聯(lián)系評價對象、評價方法與評價者之間建立了一條紐帶，它的建立是進行模糊綜合評價的前提與基礎，想要最終得到準確的評價結果，則必須建立合理的評價指標體系。而指標的選擇不宜太少也不宜太多，且可根據(jù)其指標值的特征，可將其分為定性指標和定量指標。
2.2.2 煤層氣生產(chǎn)安全管理指標體系建立的方法
專家咨詢法[28]是一種最常用的確定評價指標的方法，它是通過向專家發(fā)放邀請函的形式，邀請有經(jīng)驗的專家提出專業(yè)意見，再對其進行統(tǒng)計處理，確定指標體系的方法。在邀請評價專家時，應考慮專家具備的經(jīng)驗和知識等因素對評價指標準確程度的影響，盡量選取專業(yè)工齡長、學歷高等一些經(jīng)驗豐富的專家。結合評價對象和評價的目的的特點，評價者們選擇相應的評價指標，并列與表中。再對專家們征求得到的評價指標意見，最后得出確定的評價指標體系。

專家咨詢法主要有三個特點，分別為：（1）匿名性：因為調查表是各自發(fā)放到專家手中，且專家們互相之間不清楚參與者都是誰，互相之間不會影響各自的判斷；（2）實際應用性：因為調查選擇的專家們都是對評價對象有著較深刻理論知識和實踐掌握的人，可以保證建立的指標體系的可應用性及客觀性；（3）結果統(tǒng)計性：當專家們填寫完調查表后，可對調查表進行回收，對意見進行統(tǒng)計、分析和處理。專家咨詢法的優(yōu)點是可以集中體現(xiàn)專家自身具備的實際經(jīng)驗和專業(yè)知識，能發(fā)揮出他們的集體智慧及主觀能動性，該方法適合所有類型的評價對象。而它的缺點也體現(xiàn)在這方面，指標的準確性會受專家對評價對象實際狀況的了解程度影響。為盡量降低專家咨詢法存在的弊端，本文將以國家頒布的《石油行業(yè)陸上采氣安全生產(chǎn)標準化評分辦法》為參考，采用專家咨詢法選取初步指標，然后進行統(tǒng)計處理，最后確定出具體的評價指標體系。

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第三章 基于遺傳算法的 AHP 權值的修正............................22 
3.1 遺傳算法簡介............................................... 22 
3.1.1 概述..................................................... 22 
3.1.2 應用步驟................................................. 23 
第四章 煤層氣企業(yè)生產(chǎn)安全管理綜合評價體系的建立................31 
4.1 評價指標體系建立的原則及結構.............................. 31 
4.1.1 建立指標體系的原則.....................................31 
4.1.2 指標階梯層次結構........................................ 32 
第五章 應用實例..............................................61 
5.1 煤層氣企業(yè)生產(chǎn)管理現(xiàn)狀介紹............................... 61 

5.2 煤層氣企業(yè)生產(chǎn)安全管理模糊綜合評價........................ 63 

第五章 應用實例

一個煤層氣企業(yè)生產(chǎn)安全管理的好壞，關乎企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，同時也與廣大企業(yè)員工切身利益息息相關。建立煤層氣企業(yè)生產(chǎn)安全管理系統(tǒng)可以提前對企業(yè)安全管理情況進行評估，對可能存在的隱患及時預警，提高企業(yè)安全系數(shù)。該系統(tǒng)包括策劃、組織機構、資源和文件、實施和運行以及檢查四個子系統(tǒng)。本文選取了遼寧省某煤層氣企業(yè)作為煤層氣企業(yè)生產(chǎn)安全管理系統(tǒng)評價的應用實例，通過運用本文建立的煤層氣企業(yè)生產(chǎn)安全管理系統(tǒng)，進行實例評估，對企業(yè)風險防控措施建立、人員管理、職責分配，設備設施控制等個環(huán)節(jié)進行安全系統(tǒng)評價。

5.1 煤層氣企業(yè)生產(chǎn)管理現(xiàn)狀介紹

（1）生產(chǎn)區(qū)概況
開采區(qū)位于某市西南，距市區(qū)約 5km，在露天煤矸石山上，高出地面 20 至 100m之間，周圍沒有居住區(qū)、村鎮(zhèn)等人員聚集區(qū)，區(qū)域面積 4.3km2，聯(lián)網(wǎng)煤氣輸送管道長7.547km，總井數(shù) 32 口，其中正常生產(chǎn)井 21 口，均為低壓氣井，井口壓力不大于 5Mpa，抽油機下泵深度在 1000m 以內，建有 1 個 CNG 站（壓縮天然氣站），日外輸氣量約 3萬立方米。
（2）自然及氣象環(huán)境
這個地區(qū)四季氣候分明，光照時間充足，夏季的平均氣溫高于 20℃，冬季的平均氣溫低于 3℃。其中，夏天氣候較熱，并伴有雷雨、大風天氣。冬季氣候較寒冷，并伴有降雪、大風、下霜氣候，曾經(jīng)發(fā)生過暴風雪。每年平均氣溫 8～9℃，極端最高氣溫 40℃，最低氣溫－33℃，平均風速 4.5m/s，每年的降水量一般在 650mm 左右，多在七至八月份。最大的凍土厚度 1.1m。該地區(qū)沒有文物古跡、生態(tài)環(huán)境比較單一，施工的搬遷道路簡單、交通方便，不用穿越鬧市區(qū)或者其他危險地帶。
（3）井場標準化情況

井場外設圍欄，大門上鎖，井場地面平整、堅實、清潔，沒有雜草，能滿足修井作業(yè)要求，抽油機圍欄上安裝有“嚴禁煙火”、“穿戴勞動防護用品”等安全警示標志，配電柜（變頻柜）上鎖，流量計完好，且在檢定周期內，但個別壓力表存在損壞現(xiàn)象，抽油機、采油樹、輸氣管線、輸水管線等設備設施均刷圖標準要求安全色，如圖 5.1、圖 5.2 所示。井場與作業(yè)現(xiàn)場的生活區(qū)最近距離為 39m，與公路最近距離 13m。

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結 論

煤層氣進入中國已有近十年的時間，但與國外相比，無論在生產(chǎn)開發(fā)還是在安全管理上都處于起步階段，它的開發(fā)和利用在帶給人類巨大的經(jīng)濟效益和社會效益的時候，也帶來了巨大的安全風險。因此，通過安全評價的手段來提高煤層氣企業(yè)安全管理水平，有效降低煤層氣企業(yè)安全生產(chǎn)事故風險還是非常有必要的。
同時，針對目前層次分析法確定指標體系權重出現(xiàn)的二元對比矩陣不一致問題，提出了一種優(yōu)化方法中的智能算法，修正不一致的二元對比矩陣，以計算出更精確的指標權重，，建立合適的綜合評價模型。最后，文章結合遼寧某煤層氣企業(yè)生產(chǎn)實例，對該煤層氣生產(chǎn)企業(yè)進行模糊綜合評價，確定該煤層氣生產(chǎn)企業(yè)的安全等級為“良好”，并最終提出具體的評價結果建議�？偨Y本文的研究成果，可以得出以下結論：

（1）本文運用模糊綜合評判法對地面開采煤層氣企業(yè)生產(chǎn)安全管理情況進行評價，通過實地調研，參考國家安全生產(chǎn)標準化相關資料，建立了以“策劃”、“組織機構、資源和文件”、“實施和運行”以及“檢查”為一級要素的煤層氣企業(yè)生產(chǎn)安全管理綜合評價體系，并確定了通過指標一致性檢驗的指標權值、隸屬度、模糊算子以及最終清晰化方法。其中“策劃”子系統(tǒng)中劃分了危害因素辨識和風險評估、法律法規(guī)管理、目標指標、計劃和方案四個二級要素；“組織機構、資源和文件” 子系統(tǒng)中劃分了組織機構和人員管理、勞動防護用品管理、安全設備設施管理、安全生產(chǎn)費用管理、員工能力和培訓以及文件管理六個二級要素；“實施和運行”子系統(tǒng)中劃分了設施完整性、承包商和供應商管理、作業(yè)許可、運行控制、變更管理以及應急管理六個二級要素；“檢查”子系統(tǒng)中劃分了監(jiān)督檢查、問題整改、事故管理以及內部審核四個二級要素。

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參考文獻（略）

本文編號：49444