对兖矿集团Y 煤矿突水的安全评价研究.doc

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对兖矿集团Y煤矿突水的安全评价研究

摘要：本文将模糊数学理论应用到安全评价当中，对煤矿煤矿突水安全程度进行综合评价。在遵循科学性、统一性、适用性以及指标定量化处理等所有原则前提下，综合全面考虑了影响煤矿突水的各种因素，构建了全面的煤矿突水安全评价指标体系。
关键字：安全评价；煤矿突水；专家调查法；模糊综合评价；层次分析法
Research on safty evaluation of Y coal mine water inrush
LIU Shi-rui, WANG Feng-ying
(North University of China, College of Chemical Engineer and Environment, Tai yuan, 030051)
Abstract:In this paper fuzzy mathematics theory is applied to safety evaluation, a comprehensive evaluation of coal mine water inrush safety degree. Follow the scientific, unity, applicability and the quantitative index for processing all principles, comprehensive consideration of the influence factors of mine water inrush, establishes a comprehensive mine water inrush safety evaluation index system.
Key words:Safty evalution; mine water; Delphi method; Fuzzy comprehensive evaluation; Analytic hierarchy process
引言
时至今日，煤矿突水仍是煤矿安全生产的重大隐患。在复杂的水文地质背景下，研究清楚矿区的突水规律能有效地减少淹井与突水事故的发生，降低事故造成的人员和财产损失。通过有效地防治手段可以增加煤炭产量，还能有效地利用煤矿地下水资源。
1 安全评价方法的分类与选择
1.1安全评价的分类
第一类是基于经验的评价方法(也称为咨询法)，如：专家调查法、德尔菲(DELPHI)法等。第二类是基于数值和统计的方法，如：加权平均法、TOPSIS法、主成分分析法等。第三类是基于决策和智能的综合评价方法，如：层次分析法、模糊综合评价法、人工神经网络法[1]。
1.2安全评价的选择
在整个安全评价体系的建立之中，论文将理论研究与实际分析结合起来，依据安全评价的方法和思路，建立煤矿安全评价体系。具体来说主要使用了如下方法：专家调查法、层次分析法、模糊综合评价方法等。
2 煤矿安全评价指标体系的建立
评价指标体系的建立是建立在各评价指标因素分析的基础上的，因此建立评价体系之前需要对各评价指标的因素进行详细、科学与全面的分析，对评价指标进一步分解。根据分析之后影响煤矿突水指标有：突水水源、导水通道、防排水设施、人员因素、安全管理[2]。
3 综合评价模型的建立
3.1 专家调查法
专家调查法，这是一种向专家征求意见的调研方法，评价者可根据评价因素及评价对象的特征，在所设计的调查表中列出一序列的评价因素，分别征询专家对所设计的评价因素的意见，然后进行统计处理，并反馈咨询结果。
3.2 层次分析法
3.2.1 递阶层次结构的建立
在对煤矿突水自然与技术条件和现场管理全面认识的基础上，得出了煤矿突水安全评价指标体系结构，并将其划分为三层。
3.2.2 标度的选取
目前，在安全评价中通常采用区分的标度有A.L.Satty 的1-9标度和指数标度，经大量的社会实践证明，应用这种方法分析得到的结果与确定因素的排序上是基本合理的[3]。
3.2.3 判断矩阵的构造
根据表3.1所示的标度数对n个指标进行比较，可得判断矩阵A。在判断矩阵中，元素表示元素i与元素j相对重要度之比，存在如下关系
>0，，
3.3 模糊综合评价
3.3.1 建立论域
将因素论域按某种属性分成s个子集，其中
3.3.2 单级模糊综合评价
对于每个，进行单级模糊综合评价。假定评语等级论域为：，中各因素的模糊权重：
的单因素评价矩阵，单级评价模型为
3.3.3 二级模糊综合评价
将每个作为一个元素来，作为它的单因素评价结果，有
设综合因素的模糊权重为
于是可以得到二级模糊综合评价模型：
4 对Y煤矿的安全评价应用实例
4.2 煤矿安全评价指标权重确定
根据层次分析法的原理，建立Y煤矿突水的安全评价指标体系，各指标的权重通过现场专家调查并用层次分析法建立各层次的判断矩阵分析后调整确定。
目标层包含5个因素子集，，其判断矩阵为:

经过对判断矩阵计算有最大特征根=5.0393，判断矩阵的一致性指标，平均随机一致性指标RI=1.12，一致性比率<0.1，即认为判断矩阵R具有满意的一致性,表明以的各个分量作为相应的各个因素的权重值分配是合理的[4]。
同理可以得到二级指标层23个因素的权重分别为

4.3 模糊综合评价法的应用步骤
在对子因素进行评价的时候，确定评语集=(好、较好、中等、较差、差)，利用专家调查法，咨询了10位从事煤矿突水安全评价研究工作的专家，让专家对该子因素对安全的保障程度进行综合估计。例如10位专家对某安全措施子因素投票结果是：2人认为好，5人认为较好，3人认为中，无人认为差或者较差。则的模糊评价向量为(0.2,0.5,0.3,0,0)。
由以上五个调查表可得归一化后的建立总评价矩阵,即

煤矿突水安全评价系统评价矩阵

4.4 安全评价等级论域
根据评价得分，将煤矿突水安全程度划分为5个等级。
因此{较好（80-89）}，Y煤矿突水安全等级二级[5]。
5 参考文献
[1] 刘双跃. 安全评价[M]. 冶金工业出版社. 2010, 14-19.
[2] 虎维岳, 杨绍卿. 矿山水害防治理论与方法[M]. 煤炭工业出版社. 2005, 27-33.
[3] 李美庆. 安全评价原实用手册[M]. 化学工业出版社, 2007, 45-48.
[4] 王玉怀，潘德祥，李祥仪.应用层次分析法及模糊评价进行煤矿安全评价研究[J]. 煤炭工程, 2005, 12(3), 32-36.
[5] 陈伯辉，杨建，沈斐敏. 模糊数学理论在福建煤矿安全评价中的应用[J]. 工业安全与环保, 2010 ,36(6), 71-74.