黃已芯 張金鎖

(西安科技大學管理學院能源經(jīng)濟與管理研究中心,陜西省西安市,710054)

大型煤礦建設項目風險評價研究

黃已芯 張金鎖

(西安科技大學管理學院能源經(jīng)濟與管理研究中心,陜西省西安市,710054)

基于當前大型煤礦建設項目在建設期間發(fā)生的事故依舊嚴峻,導致煤礦建設項目建設能力下降、風險隱患增加的現(xiàn)狀。本文在根據(jù)以往研究理論的基礎上,提出“改進”期望值模型,以提出更加快捷、準確的評價方法。通過大型煤礦建設項目的共同特征,以大海則煤礦建設項目為例,對大海則煤礦從政治環(huán)境、經(jīng)濟環(huán)境、安全等方面進行評價。利用因子貢獻率分析,得到風險發(fā)生概率,通過期望值理論得到“改進”的期望值模型進行煤礦項目建設評價。通過“改進”的期望值模型對大型煤礦建設項目風險評價并討論,得出“改進”期望值模型在大型煤礦建設評價中是一種可行的評價模型的結論。

期望值 貢獻率 煤礦建設 大海則煤礦 風險評價

近年來,國家發(fā)展和改革委員會批復了大型煤炭基地建設規(guī)劃,重點建設神東、陜北、黃隴(華亭)、晉北、晉中、晉東、魯西、兩淮、冀中、河南、云貴、蒙東(東北)、寧東等14個大型煤炭基地。但根據(jù)2014年統(tǒng)計,大型煤礦建設項目在建設期間出現(xiàn)的事故和停工事件依然形式嚴峻,煤礦建設事故總共183起,死亡2374人。事故的發(fā)生說明當前煤礦建設項目的管理不當,其關鍵在于評價的欠缺,這給煤礦建設評價帶來了新的挑戰(zhàn)。從現(xiàn)有的文獻看,在煤礦評價中,許多傳統(tǒng)評價模型都以定性方法為主,定量方法為輔。評價體系的研究更多利用了風險的不確定性、未知性、模糊性特點。例如,2000年,李少明對項目風險指標排序、排序方法提出系統(tǒng)科學、模糊理論方法、決策論等理論和方法的應用;2011－2014年,李海凌、宋冬梅、梁昌勇、張金鎖、李紅霞、黃國英等,將層次分析法、主成分分析法、熵值法、模糊綜合評判法、灰色系統(tǒng)理論等方法應用于煤礦建設項目中; 2014年6月,齊琪發(fā)表《基于事故致因煤礦應急管理評價指標研究》,更進一步地將極值理論與我國煤礦應急系統(tǒng)結合,對項目風險指標重新排序、排序方法有了更深的突破。上述例子說明以往研究的目的在于避免總投資不同導致?lián)p失值不同無法進行類比作出評價的情況發(fā)生。但是,從模型發(fā)展的角度上看,以往模型的創(chuàng)新重在指標上的重新排序與調整,但建設評價的目的是有效規(guī)避實際操作中可能發(fā)生的風險。這些定性方法為主的評價模式容易受主觀因素的影響,丟失了某些信息。故而,本文借鑒因子貢獻率對風險指標發(fā)生概率進行分析,利用期望值方法對風險進行評價。計算大型煤礦建設項目的損失值,以期減小理論上的風險與實際風險的差距,從而豐富有關煤礦建設風險評價的研究理論。

1 大型煤礦建設項目評價指標體系構建

1.1 評價模型比較

本文所研究的大型煤礦建設項目評價與傳統(tǒng)的煤礦建設項目評價有著本質的區(qū)別,傳統(tǒng)評價模型是通過百分比對不同在建煤礦的風險進行概率分析、比較,評價風險大小;而本文評價模型是根據(jù)GIS系統(tǒng)與在建煤礦的設備與人員工作狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)對接,反復測試得出風險指標,對比風險損失表找到大型煤礦風險發(fā)生的各指標損失值,利用貢獻率分析風險發(fā)生概率,利用期望值方法對各指標損失值與風險發(fā)生概率相乘,以期得到大型煤礦建設項目風險評價損失值。

1.2 建設項目風險因素

在構建大型煤礦建設項目風險因素過程中,應根據(jù)調研結果分析,得到普遍在建煤礦可能導致的風險因素,以期得到大型煤礦建設項目風險因素的范圍。可是,當前大型煤礦建設項目風險因素散亂,其中包括設備技術、政策符合程度、煤炭價格、開采條件、資源采掘年限、資金到位程度、管理合理性、社會條件符合程度以及百米進尺死亡率等。

1.3 建設項目評價指標選取

構建煤礦建設項目評價指標體系是進行風險識別、事故診斷、安全預控等活動的重要前提。根本目的在于提前預判大型煤礦建設項目中可能發(fā)生的不良趨勢和危機狀態(tài),從而確保煤礦建設項目處于順利實施狀態(tài)。建設評價指標的選取要遵循真實性、可靠性、可測性和規(guī)范性原則。利用現(xiàn)有指標結合煤礦建設項目的現(xiàn)狀與開發(fā)背景,挖掘各種可能發(fā)生的風險分布領域。本文首先根據(jù)大型煤礦建設項目在建設期間一般性風險因素設計若干建設風險指標,通過GIS系統(tǒng)監(jiān)測結果整理、補充和完善風險指標,從而構建煤礦建設項目風險指標體系。如圖1所示。

圖1 大海則煤礦建設風險指標體系

通過歸納和總結在建大型煤礦發(fā)生較頻繁、損失較大的各種事故類別,結合GIS系統(tǒng)對大型煤礦建設期間的設備與人員工作狀態(tài)監(jiān)控裝置進行連接,利用監(jiān)控數(shù)據(jù)整理,得到本文風險評價指標體系,總共10個風險類別38個風險評價指標。

通過對風險進行識別與選取,將風險的損失程度和風險發(fā)生頻率進行等級量化,并給出評價標準。本文采用五點量表來對風險的兩個部分進行定量化評價標準的界定,如表1所示。

表1 風險發(fā)生概率定量評價標準一覽表

2 評價模型構建

煤礦建設缺乏更為準確、快捷的風險評價工具。為提高煤礦建設的風險評價水平,以避免遺漏事故隱患和高耗低效的現(xiàn)象,結合因子貢獻率思想的“改進”期望值方法風險評價應運而生,常用的評價模型如下所示:

其中,wij和rij是由二級指標匯總出的一級指標風險發(fā)生概率與風險發(fā)生損失概率。

以上為模糊綜合評價模型的評價函數(shù),發(fā)現(xiàn)這類算法在計算上都欠缺信息完整性,并且在評價計算過程中,考慮的權重與隸屬度都是利用最大可能性進行衡量的,這導致層層信息的缺失。

根據(jù)上述常用評價模型的欠缺,本文從兩個方面考慮如何減小主觀影響丟失的信息以及減小理論風險與實際風險的差距的問題。第一,大型煤礦建設項目建設初期給予監(jiān)控,減少了主觀定性方面的調查與訪談;第二,利用建設項目風險測評標準一覽表與監(jiān)控數(shù)據(jù)比對,獲得數(shù)據(jù)風險發(fā)生損失值,通過利用因子貢獻率和迭代的方法計算風險發(fā)生概率,從而利用“改進”期望值理論對煤礦項目的建設進行更準確的評價。

構建基于因子貢獻率的期望損失法,其決策準則跟傳統(tǒng)的期望值法類似,其核心模型為:

式中:xk——風險發(fā)生概率;

pk——風險發(fā)生損失值;

E(X)——離散型隨機變量;

K——風險級別。

則xk則表達式如下所示:

式中:N——采樣次數(shù)的樣本總量;

aik——風險指標總的列數(shù)值;

t——停止迭代應取個數(shù)。

確定aik所取列數(shù)t值表達式如下:

式中:Xit——確定aik在原始數(shù)據(jù)應取列數(shù);

N——采樣次數(shù)的樣本總量。

特征值λi取值的命令與過程如下:

設

因為數(shù)據(jù)量巨大,本文利用MATLAB軟件輸入命令,得出特征根λ1－5。求解λi特征根,得到累計貢獻率。以往數(shù)據(jù)分析,評價誤差為15%以內,本文設定ε值為10%。為了確定迭代終止列數(shù),本文考慮通過借鑒累計貢獻率的思想利用迭代方法對特征根λi進行從大到小排序,擬出公式如下:

式中:λn——特征根循環(huán)變量;

n——循環(huán)變量;

ε—累計貢獻率。

根據(jù)公式(3)利用特征根從大到小順序,當g(λn＋1＋1)－g(λn)最終結果小于ε,則迭代停止。設t值為迭代停止時的次數(shù),將t值代入公式(3)并將計算結果代入公式(2)可計算xk,即風險發(fā)生的概率。針對pk風險發(fā)生損失值的計算,參考風險損失標準一覽表與建設項目風險損失對比,得到各個風險損失值。代入公式(1)則可以計算項目建設評價的損失值。

3 實證分析

3.1 工程概況

大海則礦井位于陜西省北部神木縣。井田向東南至榆林市45～50 km,向北經(jīng)榆林至包頭310 km,向西經(jīng)定邊至銀川410 km,向南經(jīng)延安市至西安640 km。占地面積為280.03 km2。地質資源量約為48.8億t左右。該礦井設計生產(chǎn)能力35 Mt/a,選煤廠設計生產(chǎn)能力35 Mt/a。煤類主要為不粘煤31號。

大海則煤礦于2012年開始進行項目申請核批。但是,在該煤礦建設期間,出現(xiàn)許多問題導致多重事故發(fā)生甚至停工,處于擱置狀態(tài)。為確保大海則煤礦建設評價得到順利實施,本文考慮通過累計貢獻率利用“改進”期望值法對大海則煤礦建設期間再次評價。

3.2 大型煤礦建設項目風險評價

傳統(tǒng)模糊評價法評價的關鍵在于確定煤礦項目建設影響因素的權重,而本研究是采用將一些邊界不清、不易定量的因素定量化,進行綜合評價的一種方法。在煤礦項目建設運營風險綜合評價中,涉及到較多的復雜現(xiàn)象和因素的相互作用,因此,適合采用模糊綜合評價的方法進行定量化處理,評價煤礦項目建設運營風險等級。

設X＝{X1,X2,…,X10}為一級風險評價指標集,W＝{w1,w2,…,w10}為對應的指標權重集,Xi＝{xi1,xi2,…,xin(i)}為Xi所對應的二級風險評價指標集,n(i)為第i個一級指標Xi中所包含的二級指標個數(shù),wi＝{wi1,wi2,…,win(i)}為Xi對應的權重集合。故,模糊綜合評價法從低到高階進行計算。模糊評價法評價結果如表2所示。

表2 模糊綜合評價法評價結果

“改進”期望值模型評價過程如下:

利用MATLAB軟件對GIS系統(tǒng)監(jiān)控數(shù)據(jù)進行分析。本文采用GIS系統(tǒng)對大海則煤礦各項風險指標進行數(shù)據(jù)采集175次,有效次數(shù)150次,以地質開采條件為例,利用excel表格整理得到數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 風險發(fā)生頻率監(jiān)控數(shù)據(jù)表(地質條件技術風險)

把一個風險類別作為一個判斷矩陣,設X4為地質條件技術風險類別的判斷矩陣:

用MATLAB軟件輸入命令,從小到大排序,則特征根λi∈{3256,2554,0,0,0}。

利用公式(3)可得t＝3,將t代入公式(2)可得風險概率為0.512。通過監(jiān)控數(shù)據(jù)顯示,地質開采條件風險損失值是83.76億元,對比損失表為一般損失。代入公式(1)可得地質條件風險發(fā)生損失為42.85億元。其他指標類別以此類推,t值在10個判斷矩陣迭代過程中,矩陣X1、X3、X6、X7、X8、X9、X10的t值均為2。矩陣X2、X4、X5的矩陣均為3。與大海則煤礦建設風險損失值與量化標準表對比,得到大海則煤礦建設項目風險評價損失值,如表4所示。

表4 大海則煤礦建設項目各項風險損失億元

為了方便傳統(tǒng)模糊綜合評價法與本文評價方法對比,把模糊評價法所評價損失值利用概率轉換成損失值方式,如5表所示。

表5 模糊綜合評價法概率轉換為損失值一覽表

3.3 討論

模糊評價法與期望值法的不同之處在于模糊評價法評價出的結果為風險發(fā)生的概率,而期望值法評價出的結果為損失值。比較兩個方法首先要將其量化。

大海則煤礦的投資總額為170.32億元。通過轉換對比表4與表5的結果來看,技術風險、地質與開采及條件風險、組織管理風險、安全風險、外協(xié)條件風險和社會穩(wěn)定風險所得損失值均比模糊綜合評價法所評價轉換的損失值大。通過后期實際發(fā)生事故對比,發(fā)現(xiàn)資金風險并不是核心風險,由此證明,“改進”期望值模型對風險識別的能力要強,對風險的包容能力更大,更容易識別出因主觀影響丟失數(shù)據(jù)而導致的事故;從軟件利用上看,本模型利用GIS系統(tǒng)從大型煤礦建設開始就進行嚴格的監(jiān)控,利用多次對大海則煤礦建設監(jiān)控的數(shù)據(jù)采樣、分析與整理,規(guī)避了傳統(tǒng)評價模型通過主觀的訪談取得數(shù)據(jù)這個環(huán)節(jié),使得信息更加完整。通過運用MATLAB軟件,利用累計貢獻率思想與迭代的方法評價大海則煤礦建設項目風險發(fā)生頻率,相比傳統(tǒng)的模糊綜合評價法,它取消了只考慮最大可能性的權重與隸屬度的確定。從計算復雜程度來看,全程只需要與風險量化標準一覽表對比,利用GIS系統(tǒng)與MATLAB軟件只需要兩個步驟完成。相比模糊綜合評價法則需要層層遞進計算,計算過程更為便捷,計算時間大大縮減。

4 結語

本文在綜合分析了大型煤礦建設項目風險類別與特點的基礎上,利用累計貢獻率與迭代方法分析風險發(fā)生概率,得出“改進”期望值模型,利用“改進”期望值模型對大海則煤礦建設項目進行評價分析及驗證,根據(jù)對比,得出“改進”期望值方法在進行煤礦建設項目的評價中更為快捷、精確的結論。為大型煤礦建設項目提出了新評價模型,減小了實際建設中的風險與理論風險的差距。實現(xiàn)了煤礦建設風險評價過程中,定量方法為主、定性方法為輔、定性與定量方法結合,具有一定的客觀性與科學性,在煤礦評價上是一種可行的評價方法。

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(責任編輯 熊志軍)

2014年全國共出讓探礦權1270個、采礦權2326個

2014年,全年共出讓探礦權1270個,同比下降5.1%;出讓價款59.5億元,同比增長331.6%。出讓采礦權2326個,同比增長18.6%;出讓價款62.9億元,同比增長19.1%。以招拍掛方式出讓探礦權、采礦權的比例分別為39.2%和86.5%,占比較2013年分別提高20.9和5.2個百分點,礦產(chǎn)資源的市場化配置程度進一步提高。

Research on risk assessment of large coal mine construction project

Huang Yixin,Zhang Jinsuo
(Xi＇an University of Science and Technology,Energy Economy and Management Research Institution,Xi＇an,Shaanxi 710054,China)

The current large coal mine construction projects still have happened serious accidents during construction which leadedcoal mine construction projects reduced ability of construction and increased hidden risks．According to previous research theories,the authors mentioned＂improvement＂expected value model to provide faster and more accurate evaluation methods than before．Taking Dahaize Coal Mine as an example and basing upon common features of large coal mine construction projects,the authors assessed political environment,economic environment and safety factors,at meanwhile,analysis of factor contribution rate were used to get the risk probability,and the expected value theory were used to get the＂improvement＂expected valued model of large coal mine projects construction assessment．Furthermore,according to the risk assessment and discussion of the large coal mine projects based upon the＂improvement＂expected value model,the results showed that the model was a feasible assessment model on the large coal mine construction assessment．

expected value,construction rate,coal mine construction,Dahaize Coal Mine, risk assessment

TD771

A

黃已芯(1990－),女,滿族,貴州貴陽人。西安科技大學研究生在讀,研究方向:工業(yè)工程建設評價。