劉 捷

（大同大學，山西 大同 037003）

基于AHP模型的礦井瓦斯抽采現(xiàn)狀評價體系研究

劉 捷

（大同大學，山西 大同 037003）

瓦斯安全長期制約著礦井生產(chǎn)和發(fā)展，瓦斯抽采是實現(xiàn)煤與瓦斯安全高效共采的有效途徑。利用AHP模型建立瓦斯抽采現(xiàn)狀的相關指標體系，研究并分析體系中影響抽采技術發(fā)展的一系列因素，對改善瓦斯抽采現(xiàn)狀有一定指導意義。

瓦斯抽采；層次分析法；指標體系

《煤礦安全規(guī)程》中對于瓦斯防治提出的“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風定產(chǎn)”和“通風可靠、抽采達標、監(jiān)控有效、管理到位”等治理方針，表明瓦斯抽采技術是防治瓦斯災害的有效手段之一。

近幾年，隨著煤礦對于安全的投入不斷增加，煤礦瓦斯抽采技術的不斷發(fā)展，礦井安全生產(chǎn)管理水平有了大幅度的改善，煤礦事故和瓦斯事故均有了大幅度下降。表1為2004-2013年我國煤礦事故和瓦斯事故總體情況。

但是，隨著煤礦開采深度和開采強度的不斷加大，瓦斯安全仍然影響著礦井安全生產(chǎn)和管理，如何實現(xiàn)煤與瓦斯高效共采仍然是擺在我們面前的一項難題。

本文采用層次分析法（簡稱AHP），對煤礦瓦斯的抽采現(xiàn)狀進行分析，將其主要影響因素劃分為若干個關聯(lián)指標，對兩兩指標之間的重要程度作出比較判斷，建立判斷矩陣，通過計算得出各關聯(lián)指標的權重，為改善和優(yōu)化瓦斯抽采工程提供依據(jù)。

1 指標體系的建立

隨著技術及裝備的革新，瓦斯抽采技術的應用得到了快速的發(fā)展，瓦斯抽放量呈穩(wěn)步上升趨勢，但是瓦斯抽采效果褒貶不一，諸多因素影響著抽采的效果。表2為2004-2013年瓦斯抽采量。

本文在現(xiàn)場調(diào)查及分析的基礎上，確定瓦斯抽采現(xiàn)狀為總目標層，影響抽采效果的一級評價指標為4個，在每個一級指標下面又分別設若干二級指標。瓦斯抽采現(xiàn)狀評價指標體系見圖1。

1）抽采系統(tǒng)和裝備。主要是指瓦斯抽采過程中抽采管路的布置、抽采設備的選擇和抽采配套設施的應用。

2）抽采方法和工藝。所選擇的瓦斯抽采方法應適合煤層賦存狀況、開采巷道布置、地質(zhì)條件和開采技術條件，應盡可能提高瓦斯抽采率，降低抽采成本；好的封孔工藝和參數(shù)設計直接關系到瓦斯抽采效果。

3）抽采管理。管理模式在現(xiàn)代化礦井框架下占有獨特的地位，在瓦斯抽采環(huán)節(jié)中體現(xiàn)在人員的培訓、規(guī)章制度的建立及監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的應用上。

4）抽采條件。影響瓦斯抽采的自然因素，主要包括礦井瓦斯的儲量和煤層的透氣性。

2 建立AHP評價模型

建立AHP模型的基本思路是：首先將決策的問題看作受多種因素影響的大系統(tǒng)，這些相互關聯(lián)、相互制約的因素可以按照它們之間的隸屬關系排成從高到低的若干層次，然后根據(jù)一定客觀現(xiàn)實的判斷標準，對各因素兩兩比較重要性，再利用數(shù)學方法，對各級指標所有元素層層排序，最后對排序結果進行分析，輔助進行決策。

2.1 確定指標權重

指標權重的確定是瓦斯抽采現(xiàn)狀評價體系的一個關鍵步驟，本文參考多名相關專業(yè)的專家和現(xiàn)場技術人員的意見，對各指標相互關系重要程度打分，采用Satty提出的1～9及其倒數(shù)的標度方法，對各個指標進行兩兩比較，構造判斷矩陣，最后依據(jù)矩陣來計算出各個因素的權重值。其中1-9標度的含義如下：1表示兩元素同樣重要；3，5，7，9分別表示一個元素比另一個元素稍微重要、明顯重要、強烈重要、絕對重要；2，4，6，8表示兩個相鄰奇數(shù)標度的中值。

依據(jù)各位專家及現(xiàn)場技術人員對所建立的評價指標體系進行打分，經(jīng)過兩兩比較確定了一、二級指標的比較判斷矩陣，求出各判斷矩陣的最大特征值λmax及其對應的特征向量，然后對特征向量作歸一化處理即可得到對應的權重向量。本文利用matlab分別計算出一、二級指標的權值和λmax，如表3-表7所示。

2.2 一致性檢驗

TD712

A

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.01.003

1672-5050（2015）01-0006-03

2014-11-17

劉捷（1980-），男，山西大同人，碩士，講師，從事采礦專業(yè)教學及研究。