炮采工作面的系統(tǒng)動態(tài)評價

高 敏，文 宇

(貴州省煤礦設計研究院，貴州 貴陽 550025)

0 引言

煤礦井下開采是一個在時間、空間上不斷變化的過程。炮采工作面不僅涉及爆炸危險物質(zhì)，而且要面臨井下復雜多變的環(huán)境，是一個工序復雜、多變，且影響因素眾多的復雜巨型系統(tǒng)。以往的煤礦安全評價指標體系，大多為綜合評價，對炮采工作面的評價模型比較簡單，且未針對炮采工作面的工序進行，評價的因素不全面。文中基于事故致因理論及PDCA循環(huán)理論，構(gòu)建炮采工作面的評價模型，以期形成對炮采工作面評價的全面認識。

1 事故致因理論和PDCA循環(huán)理論

1.1 事故致因理論

事故致因理論是在生產(chǎn)系統(tǒng)中研究事故發(fā)生及發(fā)展規(guī)律的學問。事故是發(fā)生在運行的生產(chǎn)系統(tǒng)中，它必然與系統(tǒng)的構(gòu)成因素密切相關(guān)，為了防止事故的發(fā)生，就必須分析生產(chǎn)系統(tǒng)中構(gòu)成事故的各種因素及其相互關(guān)系，揭露事故發(fā)生的普遍規(guī)律[1]。生產(chǎn)系統(tǒng)是由人、機、料3部分組成，并通過一定的方法或手段，在特定的環(huán)境中完成指定的任務。通常將機械設備及原材料歸入物的范疇[2]，因此，生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)成可分為人、物、法、管理、環(huán)境5要素，這也是事故的致因因素。

1.2 PDCA循環(huán)理論

PDCA循環(huán)理論又稱戴明循環(huán)理論，最早使用于全面質(zhì)量管理，現(xiàn)在被廣泛應用于安全評價、安全管理的方方面面。其思想為任何工作都可以劃分為4個階段：P是計劃階段，D是實施階段，C是檢查階段，A是反饋處理階段[3]。通過利用PDCA循環(huán)理論過程分析診斷炮采工作面不同運行環(huán)節(jié)的安全影響因素，能全過程、系統(tǒng)、動態(tài)地分析炮采工作面的影響因素。

2 炮采工作面系統(tǒng)及動態(tài)評價模型

炮采工作面的安全受到多種因素制約，如人、物、法、管理、環(huán)境等因素的影響，各影響因素在不同工序階段的設計、施工、運行及異常情況的處理存在制約和影響，運用層次分析法和模糊綜合評價法對影響煤礦生產(chǎn)的重大危險有害因素進行分層，在每層中再繼續(xù)進行分層考慮，使各種因素能更加系統(tǒng)化、層次化、全面化。從而能全面、系統(tǒng)地分析問題、解決問題。

2.1 模糊綜合評價方法

建立評價因素集：因素集是指以所評價的系統(tǒng)中影響評價的各種因素為元素所組成的集合，通常用U表示，即，U={u1,u2,u3,…,um}各元素ui(i=1,2,3,…,m)即代表各影響因素[4]。然后將各指標體系按其屬性分為不同層次，本次安全評價的層次分為三層，第一層為目標層即炮采工作面的安全程度。第二層為準則層即炮采工作面人、物、法、環(huán)境、管理5個因素。第三層為影響層各個因素在計劃、實施、檢查、糾正等不同階段的影響。

建立權(quán)重集：因素集U中各因素對安全系統(tǒng)的影響程度是不一樣的，存在著模糊擇優(yōu)問題。

A=(a1,a2,…,am)

其中：ai(0≤ai≤1)為ui對A的隸屬度，是單因素ui在受評價中影響程度的一種度量。

確定評價集：確定評價集V={v1,v2,v3,…,vn}，n為評語數(shù)。為了直觀反映系統(tǒng)的安全狀態(tài)，采用分值法。假設各評語集對應分值為，很好100≥C≥80分，比較好80>C≥60分，一般為60>C≥40分，差為C<40分。

模糊綜合評價：當權(quán)重度A和模糊關(guān)系矩陣R為已知時，作模糊變換來進行綜合評價。

B=A·R=(b1,b2,…,bn)

或 (b1,b2,…,bn)=(a1,a2,…,am)·

B稱為評判集V上的等級模糊子集，bj(j=1,2,…,n)為等級vj對綜合評價所得等級模糊子集B的隸屬度。

2.2 炮采工作面評價指標體系

爆破采煤工作面的主要工藝分為炮眼設計、炮眼施工、放炮、爆破處理[5]。上一個工序的質(zhì)量和水平?jīng)Q定了下一個工序?qū)嵤┖桶踩Ｓ绊懯鹿实闹饕蛩貫槿?、物、法、環(huán)境、管理等5個方面。在5要素分析的基礎(chǔ)上結(jié)合PDCA循環(huán)理論分別對人、物、法、環(huán)境、管理在計劃、實施、檢查、改進處理階段進行分析。

人的因素根據(jù)炮采工藝及PDCA循環(huán)理論的不同階段分為設計人員、施工人員、特種作業(yè)人員、監(jiān)督檢查人員、安全管理人員。

物的因素根據(jù)炮采工藝及PDCA循環(huán)理論的不同階段分爆破器材的貯存、爆破器材的運輸、爆破器材的使用、爆破器材的退還。

法的因素根據(jù)炮采工藝及PDCA循環(huán)理論的不同階段分為炮眼設計、炮眼施工、炮眼裝藥量、炮眼封孔、炮眼質(zhì)量檢查、瞎炮、拒爆的處理。

環(huán)境的因素根據(jù)炮采工藝及PDCA循環(huán)理論的不同階段分為炮眼設計時環(huán)境分析、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境檢查、危險環(huán)境的反饋及處理。

管理的因素根據(jù)炮采工藝及PDCA循環(huán)理論的不同階段分為管理制度的制定、管理制度的執(zhí)行、管理制度檢查、管理疏忽的處理與改進。炮采工作面的評價指標體系見表1。

2.3 炮采工作面系統(tǒng)及動態(tài)評價實際應用

以盤縣柏果鎮(zhèn)老沙田煤礦為例，組成評價小組，搜集相關(guān)技術(shù)資料，在對炮采工作面的技術(shù)資料進行搜集分析后，對老沙田煤礦炮采工作面系統(tǒng)及動態(tài)進行評價。

各層次指標權(quán)重計算：根據(jù)評價因素，分別列出各評價因素的評價因素集，采用專家評定的方法對各評價因素集進行兩兩評判，構(gòu)造判斷矩陣，采用方根法計算矩陣的特征向量，判斷矩陣通過一致性檢驗后，所得的矩陣的特征向量進行歸一化處理后為各層指標權(quán)重值。

表1 炮采工作面的系統(tǒng)、動態(tài)評價指標體系

A=[0.221 0.191 0.179 0.137 0.272]

A1=[0.046 0 0.038 2 0.053 0 0.074 2]

A2=[0.015 3 0.034 4 0.074 5 0.066 9]

A3=[0.028 6 0.023 3 0.055 5 0.071 6]

A4=[0.016 4 0.031 5 0.037 0 0.052 1]

A5=[0.073 4 0.095 2 0.062 6 0.040 8]

建立評價集：建立評價集{很好、較好、一般、差}，評價集分值采用很好100≥C≥80分，比較好80>C≥60分，合格60>C≥40分，不合格為C<40分。對應的C向量為[100 80 60 40]。

模糊綜合評價：采用專家打分法對各評價指標的隸屬度為Ri

一級綜合評價：B1=A1×R1=[0.001 9 0.065 8 0.011 2 0.031 6]

歸一化處理得：B1=[0.009 0.311 0.530 0.150]

同理可得

B2=[0.065 0.322 0.520 0.093]

B3=[0.045 0.250 0.485 0.220]

B4=[0.057 0.210 0.250 0.483]

B5=[0.023 0.231 0.308 0.438]

二級綜合評價：B=A×[B1B2B3B4B5]T=[0.037 0.026 7 0.422 0.276]

最終評價結(jié)果V=B·C=61.3，采煤工作面的安全等級為合格。

3 結(jié)論

(1)采用事故致因理論建立炮采工作面的評價二級指標，從系統(tǒng)的角度全面分析了炮采工作面的安全影響因素，反映了炮采工作面橫向影響因素。在二級指標的基礎(chǔ)上，采用PDCA循環(huán)理論分析炮采工藝在計劃、實施、檢查、改進和糾正等不同的工序階段的影響因素，反映了炮采工作面動態(tài)的變化過程，即縱向的影響因素。

(2)完善了炮采工作面安全評價指標體系，使安全評價指標體系與炮采工藝有機結(jié)合，系統(tǒng)、全面地反應了炮采工作面不同階段的安全狀況，使煤礦更能清楚地認識到工作程序的薄弱環(huán)節(jié)，有利于煤礦安全工作的改進。