杜軍峰

（1.太原理工大學 礦業(yè)工程學院，太原 030024；2.晉能有限責任公司，太原 030002）

煤炭是中國的基礎能源和重要原料，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，隨著煤炭工業(yè)的不斷發(fā)展，井下煤炭開采條件不斷惡化，特別是隨著開采深度的增加、使得煤層瓦斯壓力和瓦斯含量不斷增大、也使得地質構造條件越來越復雜，隨之而來瓦斯災害特別是煤與瓦斯突出災害逐漸增多[1]。本文通過對煤與瓦斯突出事故預防信息系統(tǒng)的研究和開發(fā)，建立以電子信息化管理、災害預防、標準化評價為主要目標的信息智能化管理信息系統(tǒng)，防止煤與瓦斯突出事故的發(fā)生。

2 煤與瓦斯突出事故影響因素分析

煤與瓦斯突出事故的本質原因是煤層瓦斯賦存條件及煤巖地質構造發(fā)生急劇變化，在井下采煤巷道內突然噴出大量破碎的煤及瓦斯，可以從技術條件和管理因素來綜合考慮防止事故發(fā)生。

2.1 煤與瓦斯突出事故技術因素

1）事故基礎工作。主要包括煤層瓦斯賦存及運移規(guī)律、突出危險性預測、瓦斯地質因素探測、突出危險性鑒定等內容。

2）與突出事故相關的系統(tǒng)的規(guī)劃及建設情況。包括通風系統(tǒng)、抽采系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、瓦斯治理工程等方面的規(guī)劃及建設情況，以及各系統(tǒng)裝備配備及運行狀況等。

3）技術措施應用。主要包括煤巷掘進中的瓦斯治理、采前區(qū)域防突技術措施、采煤過程中的瓦斯治理、近距離巖巷防突技術措施、揭煤防突技術措施等方面的內容。

2.2 煤與瓦斯突出事故管理因素

包括瓦斯防治管理、瓦斯防治隊伍、瓦斯防治機構，瓦斯防治投入等各方面。

3 系統(tǒng)模塊設計

根據(jù)分析，煤與瓦斯突出事故預防管理信息系統(tǒng)可劃分為：技術因素模塊和管理因素2個模塊，見圖1。技術因素模塊是重中之重。

圖1 煤與瓦斯突出事故預防管理信息系統(tǒng)

模糊綜合評價可以對受多種因素影響的控制目標做出綜合評價，是一種多因素的決策理論，其評價的結果是一個模糊的集合[2]。

由于本文的研究對象是一個多目標、多層次的模糊系統(tǒng)，常規(guī)方法很難科學、系統(tǒng)的給出評判結果，因此本文采用模糊綜合評判技。技術因素方面的評價構成見圖2。

圖2 技術因素的評價分析圖

其具體的評價步驟：

第一步：設定技術因素評判目標層為集合U。將U分成n個子集U1,U2,…,Un，分別代表煤與瓦斯突出事故技術基礎工作因素、相關系統(tǒng)的規(guī)劃及建設情況因素、綜合防治技術等，滿足：

其中每個 Ui由 m 個子指標構成Uim}（i=1,2,…,m）。在這里這些子指標是對技術因素的進一步細分，為對應與其相應目標層指標的影響因素。

第二步：建立目標層因素的權重集W，此W應用專家評估法得出。

設定第i類因素Ui的第j個子指標Uij的權系數(shù)為 wij，其中 i=1,2,…,n；j=1,2,…,m。則可以得到第 i類影響因素第n個子指標的權重集為：

第三步：各備選方案集合的建立。備選方案集合表示為v=(v1,v2,…,vn)。評價采用好、較好、中、差或安全、較安全、危險、很危險等來進行表示。

第四步：一級模糊評價。在煤與瓦斯突出事故技術基礎因素評價過程中，將a.煤層瓦斯賦存及運移規(guī)律、b.突出危險性預測、c.瓦斯地質因素探測、d.突出危險性鑒定做為四個子指標。將其中的各子指標因素進行模糊評判，假定按第i類Ui中子指標Uij評判。根據(jù)各子指標Uij的隸屬度函數(shù)值rij（i=1,2,…,m；j=1,2,…,n）得出各單指標評判矩陣為：

對煤與瓦斯突出事故技術基礎因素Ui進行評判時，利用下式進行計算：

得Bi，即突出事故技術基礎因素的評價結果，也就是一級評判結果。

第五步：二級模糊評價。一級評判是對目標層中各子指標進行評價，對系統(tǒng)的評判還需要考慮各目標層對系統(tǒng)的影響，這就要以各目標層為對象再進行模糊評判，即對U1,U2,…,Un目標層進行評判。此時的目標層評判矩陣為一級評判的結果。設定一級評判結果構成的矩陣為R。

設各目標層權重為W，則二級模糊評判結果D為：

第六步：得出評判結果后，對比分析各個突出危險點的評判情況，得出危險排序，評判工作結束。

4 編程語言的選擇及運用

Visual Basic程序設計語言軟件開發(fā)成本校低，具有簡單易用快速的特點，可以非常簡單的和數(shù)據(jù)庫連接，開發(fā)出的軟件人機交互界面友好、易于操作。利用VisualBasic來開發(fā)煤與瓦斯突出事故預防管理信息系統(tǒng)比較適合。運用VB編程系統(tǒng)模塊流程圖，見圖3。

圖3 系統(tǒng)結構流程圖

5 結束語

①煤礦煤與瓦斯突出預防信息系統(tǒng)要對突出事故的影響因素進行深入的分析，有助于從技術上和管理上查找存在的問題，做到有效的預防事故；②系統(tǒng)有良好的模塊的劃分，能夠對各種信息進行歸類管理，達到清晰、明確、簡捷的目的，使煤礦井下防突管理成效突出；③運用模糊綜合評價法，可以評判當前礦井各個具有突出危險性的危險點的等級，有利于管理者和技術人員對突出危險點進行隱患排查和及時發(fā)現(xiàn)、處理；④煤與瓦斯突出事故預防信息系統(tǒng)開發(fā)成本較低，易于維護且界面友好，有利于提高煤礦防突水平。煤礦煤與瓦斯突出事故預防信息系統(tǒng)，對提高煤礦整體生產(chǎn)水平有很大的意義。

[1]程遠平,付建華,俞啟香.中國煤礦瓦斯抽采技術的發(fā)展[J].采礦與安全工程學報,2009,26（2）：127-138.

[2]林琳,陸愈實.煤礦安全信息化管理[J].安全與環(huán)境工程,2007,14(2):87-90.

[3]劉思峰.灰色系統(tǒng)理論及其應用[M].北京：科學出版社,2010.