依据《安全生产法》和《生产安全事故报告和调查处理条例》（国务院令第493号）等有关法律法规规定，2014年3月13日，国务院批准成立了由国家安全监管总局、监察部、公安部、交通运输部、全国总工会、山西省人民政府有关负责同志等参加的国务院晋济高速公路山西晋城段岩后隧道“3·1”特别重大道路交通危化品燃爆事故调查组，开展事故调查工作。事故调查组邀请了最高人民检察院派员参加，并聘请了国内交通、公安、隧道、车辆、消防、爆炸、化工、特种设备等方面的专家参与事故调查工作。
经查明，两车追尾的直接原因是：后车驾驶员未能及时发现前车，距前车仅五六米时才采取紧急制动措施，且存在超载行为，影响刹车制动；车辆起火燃烧的原因是，前车罐体未按标准规定安装紧急切断阀，造成甲醇泄漏，追尾造成电气短路后，引燃泄漏的甲醇。
根据调查报告，管理和监督方面的原因是：包括山西省晋城市福安达物流有限公司安全主体责任不落实；河南省焦作市孟州市汽车运输有限责任公司安全生产主体责任不落实；晋济高速公路煤焦管理站违规设置指挥岗加重了车辆拥堵；湖北东特车辆制造有限公司、河北昌骅专用汽车有限公司销售不合格产品；山西省晋城市、泽州县政府及其交通运输管理部门对危险货物道路运输安全监管不力；河南省焦作市交通运输管理部门和孟州市政府及其交通运输管理部门对危险货物道路运输安全监管不力；山西省高速公路管理部门对高速公路管理和拥堵信息处置不力；山西省公安高速交警部门履行道路交通安全监管责任不到位；山西锅炉压力容器监督检验研究院、河南省正拓罐车检测服务有限公司违规出具检验报告；危化品罐式半挂车实际运输介质均与设计充装介质、公告批准、合格证记载的运输介质不相符等其他问题。
依据有关规定，对山西省晋城市道路运输管理局副局长杜涛一，河南省焦作市道路运输管理局副局长刘瑞禄，晋城高速公路有限责任公司副总经理马春平，河南省孟州市肇事车辆实际车主汤保才等33人，移送司法机关处理；对山西省晋城市市委副书记、市长刘润民，河南省孟州市委副书记、市长刘文年，晋城高速公路有限责任公司党委委员、总经理张三宏等33人，给予党纪政纪处分。责成山西省人民政府向国务院作出深刻检查。
调查报告指出，针对事故暴露出来的问题，要深刻吸取教训，举一反三，有效防范和减少危化品道路运输事故发生。一要始终坚守保护人民群众生命安全的“红线”；二要大力推动危险货物道路运输企业落实安全生产主体责任；三要切实加大危险货物道路运输安全监管力度；四要全面排查整治在用危险货物运输车辆加装紧急切断装置；五要进一步加强公路隧道安全管理；六要进一步加强公路隧道和危险货物运输应急管理；七要加强安全保障技术研究和健全完善安全标准规范工作。
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