生产作业条件安全评价方法应用

LEC 法 · MES 法 · MLS 法

—— 以煤巷综掘工作面掘进工艺为例 ——

煤 矿 安 全 · 掘 进 工 程

安全工程本硕 2401 班 · 扶凯

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任务回顾与汇报框架

课堂任务:分组选择熟悉的生产工艺过程(案例),应用 LEC、MES 及 MLS 评价法进行安全评价。

环节 内容
① 案例选择 煤巷综掘工作面掘进工艺(高危工序集中,事故案例资料充分)
② 危险辨识 辨识危险有害因素,划定 3 个典型评价单元
③ 三法评价 LEC → MES → MLS 逐一取值、计算、分级
④ 对比讨论 三种方法的结果对比、适用性分析
⑤ 管控建议 按评价结果提出风险分级管控措施

案例背景:综掘工作面生产工艺流程

交接班
瓦斯检查
▶
综掘机
割煤
▶
耙装 / 刮板
运输机运煤
▶
敲帮问顶
+ 临时支护
▶
锚杆锚索
永久支护
▶
延伸风筒 /
皮带 / 电缆
▶
进入
下一循环
条件设定 说明
巷道条件 高瓦斯矿井煤巷,半煤岩巷道,矩形断面,锚网索联合支护,煤层有煤尘爆炸危险性
通风方式 压入式局部通风机供风(双风机双电源),风筒末端距迎头不超过 5 m
作业制度 "三八制"作业,掘进班每班下井作业约 8 h,逐日暴露
评价单元 U1 迎头瓦斯积聚条件下作业 U2 迎头空顶区作业 U3 综掘机割煤产尘作业(爆炸+尘肺)

危险有害因素辨识

类别 主要危险有害因素 可能导致的事故 是否列入评价
瓦斯 局扇停风 / 风筒破损脱节致无风微风、循环风,迎头瓦斯积聚超限 瓦斯爆炸、窒息 U1 评价
顶板 迎头空顶距超标、临时支护(前探梁 / 机载支护)使用不及时、锚杆预紧力不足 冒顶片帮、伤亡 U2 评价
煤尘 综掘机截割产尘强度大,内外喷雾 / 除尘风机失效;长期接尘 煤尘爆炸、尘肺病 U3 评价
机电运输 综掘机截割部伤人、电缆失爆、带式输送机摩擦起火 触电、机械伤害、火灾 本次不展开
其他 巷道贯通误透老空、积水、放炮作业(岩巷段) 透水、放炮事故 本次不展开

依据 GB/T 13861《生产过程危险和有害因素分类与代码》及《煤矿安全规程》相关条款辨识。

方法一:LEC 作业条件危险性评价法

Graham–Kinney 法,D = L × E × C

  • L — 事故发生的可能性
  • E — 暴露于危险环境的频繁程度
  • C — 发生事故产生的后果
  • D — 危险性分值
D 分值 危险程度
> 320 极其危险 不能继续作业
160 ~ 320 高度危险 需立即整改
70 ~ 160 显著危险 需要整改
20 ~ 70 一般危险 需要注意
< 20 稍有危险 可以接受

特点:简单易行、考虑可能性—暴露—后果三要素;但取值依赖经验,未考虑控制措施状态。

LEC 法评价过程与结果

评价单元 L 取值及理由 E 取值 C 取值及理由 D = L·E·C 等级
U1 迎头瓦斯积聚 L=3 可以发生(风筒管理不到位、停风未撤人的情形可能出现) 6(每天工作时间暴露) C=40 多人死亡(瓦斯爆炸) 3×6×40 = 720 极其危险
U2 空顶区作业 L=6 相当可能(空顶距超标、临时支护不及时在掘进迎头屡有发生) 6(每天工作时间暴露) C=7 严重伤害(冒顶片帮伤人) 6×6×7 = 252 高度危险
U3 割煤产尘 L=1 完全意外、很少可能(有隔爆措施,爆炸概率低) 6(每天工作时间暴露) C=15 一人死亡或多人重伤 1×6×15 = 90 显著危险

结论:U1 迎头瓦斯积聚为首要风险,必须立即停止作业、切断电源、撤离人员并整改;U2 限期整改;U3 需要整改并关注职业病风险。

方法二:MES 作业条件风险程度评价法

LEC 的改进,引入控制措施状态 M:R = M × E × S

  • M — 控制措施状态:5 无措施/危害不能被发现;3 有措施但未有效执行/不易被发现;1 有有效措施/能及时发现
  • E — 暴露频繁程度:10 连续暴露;6 每天工作时间暴露;3 每周一次;2 每月一次;1 每年几次
  • S — 事故后果:10 多人死亡;8 一人死亡;4 永久失能(含职业病);2 需医院治疗、缺工;1 轻微、仅需急救
R = M·E·S 风险程度(等级)
> 180 重大风险(1 级)
90 ~ 150 较大风险(2 级)
50 ~ 80 一般风险(3 级)
20 ~ 48 低风险(4 级)
≤ 18 轻微风险(5 级)

取值准则参照应急管理部双重预防机制建设指南附录(MES 分级为准:>180 / 90-150 / 50-80 / 20-48 / ≤18)。

MES 法评价过程与结果

评价单元 M 取值及理由 E 取值 S 取值及理由 R = M·E·S 等级
U1 迎头瓦斯积聚 M=5 瓦斯电闭锁失效或停风不停电时,监控与撤人措施形同虚设 6 S=10 多人死亡 5×6×10 = 300 重大风险 1级
U2 空顶区作业 M=3 有前探梁 / 机载支护但存在使用不及时、围岩离层不易被发现 6 S=8 一人死亡 3×6×8 = 144 较大风险 2级
U3 割煤产尘 M=1 综掘机内外喷雾、除尘风机、隔爆水棚等降尘隔爆措施有效 6 S=4 永久失能(尘肺) 1×6×4 = 24 低风险 4级

说明:MES 法因考虑了控制措施状态 M,U3 割煤产尘在"措施有效"前提下风险明显低于 LEC 法结论,体现了对现场管控水平的敏感度。

方法三:MLS 评价法(多因子改进)

由中国地质大学马孝春博士提出,是 LEC / MES 的进一步改进,可对多个危险因素叠加计算,并将后果细化为四类损失之和:

R = Σi=1..n Mi · Li · ( Si1 + Si2 + Si3 + Si4 )

参数 含义与取值方法
n 评价单元内危险因素个数(本次每单元取主导危险因素 n=1)
Mi 第 i 个危险因素的控制与监测措施状态,M = M1(控制)+ M2(监测),取值 1~10
Li 事故发生频率,L = 365 ÷ 事故平均发生间隔(天)
Si1 一次性人员伤亡损失
Si2 职业病损失(即使不发生事故也存在,按一年治疗费计)
Si3 / Si4 财产损失 / 环境污染与破坏损失;S 合计按 每 10 万元 = 1 个单位 折算

特点:后果同时计入人员伤亡、职业病、财产与环境四类损失,兼顾"一次性事故后果"与"长期累积影响",结果用于风险排序与优先管控。

MLS 法评价过程与结果

单元 M(控制+监测) L = 365/间隔天数 S 各类损失(万元) S 合计÷10 R = M·L·S 排序
U1 瓦斯爆炸 5(控制 3 + 监测 2) 365 ÷ 730 = 0.5(同类事故约 2 年 1 起) 伤亡 300 + 职业病 20 + 财产 500 + 环境 10 83 5×0.5×83 = 207.5 ① 最高
U2 顶板冒落 3(控制 2 + 监测 1) 365 ÷ 120 ≈ 3(约 4 个月 1 起冒顶) 伤亡 100 + 职业病 0 + 财产 20 + 环境 0 12 3×3×12 = 108 ② 次之
U3 煤尘(爆炸+尘肺) 3(控制 2 + 监测 1) 365 ÷ 365 = 1 伤亡 50 + 尘肺治疗 5/年 + 财产 10 + 环境 0 6.5 3×1×6.5 = 19.5 ③ 最低

结论:R 值排序 U1 (207.5) > U2 (108) > U3 (19.5),与 LEC / MES 的管控优先级一致;MLS 额外揭示了 U3 的尘肺职业病长期损失——即使不发生事故,该项损失也在持续发生。

三种方法评价结果对比

LEC(D 值)

U1 瓦斯
720 · 极其危险
U2 顶板
252 · 高度危险
U3 煤尘
90 · 显著危险

MES(R 值)

U1 瓦斯
300 · 重大风险
U2 顶板
144 · 较大风险
U3 煤尘
24 · 低风险

MLS(R 值)

U1 瓦斯
207.5
U2 顶板
108
U3 煤尘
19.5

注:三种方法量纲不同,柱长仅在同一方法内比较;核心看排序与分级是否一致。

结果讨论:三种方法的异同

方法 考虑因素 优点 局限
LEC 可能性 L、暴露 E、后果 C 简单直观,半定量经典方法 未考虑控制措施状态;取值主观性大
MES M、E、S(引入控制措施状态) 反映现场管控水平,分级与双重预防机制衔接 后果仅按人身伤害分档,不含财产/环境
MLS M、L、四类损失(伤亡/职业病/财产/环境) 多因素叠加;计入职业病与环境长期损失,最贴近真实后果 需事故频率与损失金额数据,取值工作量大

共同结论:三种方法对风险排序完全一致——U1 瓦斯 > U2 顶板 > U3 煤尘,验证了结果的稳健性;差异体现在 U3 煤尘:LEC 定为"显著"、MES 因措施有效降为"低风险"、MLS 揭示其尘肺长期损失,提示评价结论要结合方法特点解读。

风险分级管控措施建议

单元 / 等级 管控措施 管控层级
U1 瓦斯 重大 双风机双电源自动切换与风电瓦斯闭锁,"三专两闭锁"常态化试验;无风、微风立即停工撤人;风筒逢环必挂、末端距迎头≤5 m;瓦检员巡回检查与"一炮三检""三人连锁放炮制"(岩巷段) 矿级(红线管控)
U2 顶板 较大 严格执行敲帮问顶与最大空顶距(循环进尺)管控;强制使用机载临时支护/前探梁;锚杆锚索逐根检测预紧力;围岩离层仪在线监测预警 区队级
U3 煤尘 低/一般 综掘机内外喷雾+除尘风机+隔爆水棚定期检查维护;冲洗巷帮、水幕净化;接尘人员佩戴防尘口罩并定期职业健康体检(针对尘肺长期风险) 班组级

按"风险等级越高、管控层级越高"的原则落实分级管控,形成隐患排查治理闭环(双重预防机制)。

结论与体会

  • 以煤巷综掘工作面为案例完成了 LEC、MES、MLS 三种半定量评价法的完整应用,风险排序一致:瓦斯 > 顶板 > 煤尘。
  • MES 引入控制措施状态 M,结论更贴合现场管控实际;MLS 计入职业病、财产与环境损失,对"不发生事故也存在"的尘肺风险尤其有揭示意义。
  • 体会:半定量方法取值依赖经验与数据,工程实践中宜多方法交叉验证,并随管控措施动态更新评价结果。
主要依据
《安全系统工程》教材(LEC/MES/MLS 方法章节);应急管理部及各省《企业安全生产风险分级管控与隐患排查治理双重预防机制建设指南》附录取值准则;《煤矿安全规程》(2022)掘进通风与顶板管理相关条款;MLS 法原始文献(马孝春,中国地质大学)

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