模糊綜合評(píng)價(jià)法在地下礦山安全生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

胡輝+胡濤+駱浩浩+何麗華

摘要：為了解決地下礦山的安全評(píng)價(jià)模糊不清，受到的影響因素眾多的問題，基于模糊數(shù)學(xué)理論并結(jié)合層次分析法，構(gòu)建地下金屬礦山安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系模型，綜合分析評(píng)價(jià)了某地下金屬礦山的安全性，對(duì)提高礦山的經(jīng)濟(jì)效益和保護(hù)礦山工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，具有重要意義。

關(guān)鍵詞：地下礦山；模糊理論；層次分析法；安全評(píng)價(jià)

0引言

“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”，是我國安全生產(chǎn)的基本方針。就礦山而言，如何對(duì)礦山的安全情況進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)，了解當(dāng)前礦山的安全狀況，對(duì)影響礦山安全的潛在威脅進(jìn)行有效的預(yù)防并提出有效的安全措施，降低礦山企業(yè)的事故率，減少企業(yè)的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，就是對(duì)這一安全方針的貫徹落實(shí)。安全評(píng)價(jià)就是對(duì)系統(tǒng)中存在的不安全因素進(jìn)行定性和定量分析，通過與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比分析，得出系統(tǒng)發(fā)生危險(xiǎn)的可能性或危險(xiǎn)程度的評(píng)價(jià)，并提出安全措施，以尋求最低的事故率，達(dá)到安全評(píng)價(jià)的最終目的。由此，安全評(píng)價(jià)也越來越受到礦山企業(yè)的重視，并在礦山的安全生產(chǎn)方面取得了顯著成效。

本文以某地下金屬礦山為研究對(duì)象，分析研究影響該礦山安全生產(chǎn)的不安全因素，采用模糊層次分析法建立安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，確定各指標(biāo)的權(quán)重及隸屬度，進(jìn)而對(duì)該礦山的安全性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1模糊綜合評(píng)價(jià)法

自1965年美國L.A.Zadeh教授提出了模糊數(shù)學(xué)理論以來，該理論在生產(chǎn)生活中的各個(gè)方面的到了廣泛應(yīng)用，并得到了不斷的發(fā)展完善。在日常生活中，事物普遍具有模糊性，我們很難界定一個(gè)事物完全屬于或不屬于某一個(gè)集合，我們只能確定該事物在多大程度上屬于某一個(gè)集合。隸屬度就是表示某元素在多大程度上屬于某一集合，其也是模糊數(shù)學(xué)理論的基礎(chǔ)。層次分析法是由美國運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty提出的一種定性與定量相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法。層次分析法可以綜合考慮多種因素對(duì)系統(tǒng)安全的影Ⅱ向，根據(jù)不同因素間的上下級(jí)關(guān)系，構(gòu)造不同的層次的判斷矩陣模型，進(jìn)而計(jì)算出各單因素的權(quán)重以及其上一層次的各因素權(quán)重。

地下金屬礦山的安全問題受到工作人員、機(jī)器設(shè)備、工作環(huán)境、安全管理等多因素共同作用的影Ⅱ向，這些因素復(fù)雜多樣且無法用具體的數(shù)值來界定，其本身具確定性。模糊綜合評(píng)價(jià)就是基于模糊數(shù)學(xué)理論的系統(tǒng)分析方法，依據(jù)最大隸屬度原則和模糊變換原則，綜合考慮各個(gè)因素對(duì)礦山安全的影響，得出礦山的安全等級(jí)的量化值，能清晰的反映出該礦山的安全狀況。

2工程應(yīng)用實(shí)例

某地下銅礦，經(jīng)過幾十年的開采，現(xiàn)已進(jìn)入深部開采階段。隨著開采深度的下降，采礦環(huán)境也發(fā)生變化。各種機(jī)械設(shè)備，人員都要適應(yīng)新的環(huán)境帶來的各種問題，原先使用的機(jī)器設(shè)備可能無法適應(yīng)高溫潮濕的操作環(huán)境，原有的規(guī)章制度可能不在適合采場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)情況，原有的操作技術(shù)可能無法滿足現(xiàn)在的開采要求，現(xiàn)在需要對(duì)其新的安全狀況進(jìn)行一個(gè)合理有效的評(píng)價(jià)。

2.1確定評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系

根據(jù)層次分析法原理，結(jié)合該礦山的實(shí)際，選擇將工作人員、設(shè)備設(shè)施、工作環(huán)境、安全管理這四個(gè)因素，以及文化素質(zhì)、技術(shù)操作水平、健康狀況、設(shè)備老化程度、機(jī)械化率、噪聲、有毒有害氣體、安全意識(shí)、安全宣傳、安全教育等20個(gè)子因素建立模糊綜合評(píng)價(jià)體系，如圖1所示。

2.2構(gòu)造判斷矩陣并計(jì)算相對(duì)權(quán)重

構(gòu)造判斷矩陣之前，要對(duì)每一個(gè)層次中各因素的相對(duì)重要度做出一個(gè)準(zhǔn)確的判斷，通常采用T.L.Saaty提出的1～9標(biāo)度法來來比較他們的重要性，并給出一個(gè)準(zhǔn)確衡量他們關(guān)系的數(shù)值。

根據(jù)表1中的1-9標(biāo)度法，對(duì)影響地下金屬礦山安全的各因素兩兩進(jìn)行互相比較，構(gòu)造出X-Y、Y1-Z、Y2-Z、Y3-z、Y4-Z層的五個(gè)判斷矩陣表如表2～6所示。

2.3構(gòu)造安全評(píng)價(jià)集

根據(jù)定性和定量的安全衡量標(biāo)準(zhǔn)，以及以往的經(jīng)驗(yàn)，一般認(rèn)為：確定的評(píng)價(jià)等級(jí)不能過多或過少，過多了容易造成概念重復(fù)，使評(píng)價(jià)造成混亂：過少了又不能發(fā)揮評(píng)價(jià)的功能，沒有產(chǎn)生實(shí)際的意義，所以一般取四到五個(gè)評(píng)價(jià)詞，構(gòu)造評(píng)價(jià)集。本文構(gòu)建了五個(gè)安全評(píng)價(jià)等級(jí)（非常安全、安全、一般、危險(xiǎn)、非常危險(xiǎn)），評(píng)價(jià)量化值（T）采用百分制，如表7所示。

2.4綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)所計(jì)算的X-Y層權(quán)重值和Y-Z層權(quán)重值作出判斷矩陣并進(jìn)行模糊綜合評(píng)判，構(gòu)造評(píng)判集如下：

從安全評(píng)價(jià)結(jié)果的量化值來看65.5145∈（60，801，該礦山屬于一般安全范圍，這也說明該礦山存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)發(fā)生安全事故，仍需要進(jìn)一步改進(jìn)安全防范措施，加強(qiáng)安全管理工作。

3結(jié)論

①對(duì)影響某地下金屬礦山安全生產(chǎn)的二十種因素，運(yùn)用層次分析法構(gòu)建了安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系模型，并運(yùn)用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)各單因素權(quán)重值的計(jì)算。

②構(gòu)建了5級(jí)的安全評(píng)價(jià)體系，并對(duì)各個(gè)安全等級(jí)加以量化，最后根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果，得出了某礦山安全評(píng)價(jià)的量化值65.5145，確定了該礦山的安全評(píng)價(jià)等級(jí)屬于一般安全。

③運(yùn)用層次分析法與模糊綜合評(píng)價(jià)法相結(jié)合的安全評(píng)價(jià)方法，是一種定性與定量相結(jié)合的方法，對(duì)于影響金屬礦山安全的模糊性、不確定性因素，具有較好的分析評(píng)價(jià)效果，對(duì)于促進(jìn)礦山安全生產(chǎn)具有實(shí)際意義。endprint