薛仲卿， 李賀力， 張車(chē)華， 張喜亮， 陳銀剛

(1.太原工業(yè)學(xué)院，山西 太原 030008；2.山西江淮重工有限責(zé)任公司，山西 晉城 048026；3.湖北三江航天紅林探控有限公司，湖北 孝感 432000)

為了保證礦山井下火藥庫(kù)的安全運(yùn)行，根據(jù)礦山井下火藥庫(kù)實(shí)際安全管理及評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)建立了井下火藥庫(kù)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的遞階層次結(jié)構(gòu)。利用模糊法對(duì)井下火藥庫(kù)進(jìn)行了系統(tǒng)性評(píng)價(jià)，得到了影響井下火藥庫(kù)系統(tǒng)安全的各影響因素及系統(tǒng)整體的安全評(píng)價(jià)結(jié)果。通過(guò)實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明了評(píng)價(jià)的步驟和方法。

井下火藥庫(kù)，安全評(píng)價(jià)，模糊法

礦山火藥庫(kù)的安全一直是礦山管理部門(mén)及企業(yè)非常重視的安全問(wèn)題之一。隨著礦山生產(chǎn)規(guī)模及開(kāi)采能力的不斷提升，井田面積不斷增加，使得原有地面火藥庫(kù)或是已有的井下火藥庫(kù)庫(kù)容均無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際使用的需求。因此，我國(guó)多數(shù)大型煤礦開(kāi)始陸續(xù)在井下新建火藥庫(kù)。隨之而來(lái)的是，專(zhuān)項(xiàng)安全驗(yàn)收評(píng)價(jià)工作逐漸展開(kāi)。

目前，礦山整體及五大災(zāi)害專(zhuān)項(xiàng)的安全分析及研究工作已較為豐富[1-8]，而針對(duì)火藥庫(kù)驗(yàn)收及專(zhuān)項(xiàng)評(píng)價(jià)工作的開(kāi)展還較為滯后。實(shí)際的評(píng)價(jià)工作多數(shù)基于火藥庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一一核對(duì)，并針對(duì)其爆炸危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估[9-10]，而對(duì)于各因素自身危險(xiǎn)性的大小及其對(duì)系統(tǒng)影響作用的大小無(wú)法進(jìn)行綜合分析。針對(duì)這一問(wèn)題，建立井下火藥庫(kù)安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的遞階層次結(jié)構(gòu)，并利用模糊法對(duì)礦山井下火藥庫(kù)安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 建立數(shù)學(xué)模型

1.1 評(píng)價(jià)對(duì)象因素集及評(píng)語(yǔ)集的確定

對(duì)礦山井下火藥庫(kù)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)時(shí)，根據(jù)該井下火藥庫(kù)的主要危險(xiǎn)有害因素和井下綜合因素，建立評(píng)價(jià)因素集U，即U={人為因素A1，機(jī)、物因素A2，環(huán)境因素A3}。具體層次如圖1所示。

圖1 井下火藥庫(kù)評(píng)價(jià)多指標(biāo)多層次體系模型

由于各礦實(shí)際情況不同，指標(biāo)層以下的分級(jí)內(nèi)容在此不具體給出。但要深入細(xì)致地反映企業(yè)的真實(shí)情況,就必須進(jìn)行更多層次、更詳細(xì)的分級(jí)工作。如果對(duì)某一因素進(jìn)行下一級(jí)劃分，就要保證各層因素間以及上下層因素間既不能有遺漏,也不能有重疊。具體計(jì)算方法可同理進(jìn)行。

確定評(píng)價(jià)等級(jí)及其相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，由專(zhuān)家、技術(shù)人員和企業(yè)管理者組成評(píng)判小組，根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況和各指標(biāo)包含的具體評(píng)價(jià)要求，給出評(píng)語(yǔ)集V={v1,v2,v3,v4,v5,v6}={優(yōu)秀，良好，一般，差，危險(xiǎn)，極度危險(xiǎn)}，評(píng)價(jià)等級(jí)分為6級(jí)。其中，[90，100)為優(yōu)秀(可以接受)，[80，90)為良好(需要進(jìn)一步完善)，[70，80)為一般(需要注意)，[60，70)為差(需要整改)，[40，60)為危險(xiǎn)(需要立即整改)，[0，40)為極度危險(xiǎn)(不能繼續(xù)作業(yè))。并根據(jù)評(píng)判小組分析，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，取等級(jí)參數(shù)列向量為：V=(90,80,70,60,40,0)T。

1.2 構(gòu)造評(píng)判矩陣

若共有n項(xiàng)影響因素，p類(lèi)發(fā)生事故的情況，將第i個(gè)準(zhǔn)則層單因素模糊評(píng)價(jià)集Ri的隸屬度為行，可組成單因素評(píng)價(jià)矩陣，并寫(xiě)成n×p階的模糊矩陣R，如式(1)。

(1)

1.3 確定各指標(biāo)權(quán)重

在實(shí)際的安全評(píng)價(jià)工作中，不同的危險(xiǎn)有害因素對(duì)總評(píng)價(jià)目標(biāo)所起的作用有所不同，系統(tǒng)評(píng)價(jià)結(jié)果也不完全取決于各因素風(fēng)險(xiǎn)的高低，而且在很大程度上還依賴(lài)于各因素在綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)中所占權(quán)重的大小。因此，需要對(duì)各因素之間的權(quán)重，根據(jù)一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論方法進(jìn)行合理分配。確定權(quán)重的方法很多，例如，Delphi法、加權(quán)平均法、層次分析法、專(zhuān)家評(píng)分法等。通過(guò)權(quán)重的確定即可得到指標(biāo)層評(píng)價(jià)權(quán)重矩陣，如式(2)。

(2)

式中：h為準(zhǔn)則層元素個(gè)數(shù)，k為某一準(zhǔn)則層元素所包含指標(biāo)層元素個(gè)數(shù)。

1.4 構(gòu)建二級(jí)模糊綜合評(píng)判模型

一是，進(jìn)行一級(jí)模糊綜合評(píng)判，利用已經(jīng)建立的隸屬度矩陣R和權(quán)重向量W進(jìn)行運(yùn)算，Bi=Wi×Ri=(b1,b2,K,bk)T；同時(shí)，根據(jù)評(píng)價(jià)等級(jí)得到一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)果Qi=Bi×V。

二是，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行定量化處理，得到總的評(píng)價(jià)向量A=W×B；根據(jù)評(píng)價(jià)等級(jí)得到最終評(píng)價(jià)結(jié)果為Q=A×V。

2 評(píng)價(jià)舉例

安全工作主要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)打分評(píng)價(jià)。有時(shí)認(rèn)為比較容易控制及防范的危險(xiǎn)有害因素，由于管理疏忽、客觀(guān)缺陷或環(huán)境影響，其危險(xiǎn)等級(jí)就有可能大幅度提升，這就需要專(zhuān)家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際檢查結(jié)果突出其危險(xiǎn)程度。應(yīng)盡量避免由于評(píng)價(jià)方法選取的不同，人為削弱特殊值對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。

根據(jù)圖1，從人—機(jī)(物)—環(huán)境3個(gè)方面建立模糊綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)，對(duì)井下火藥庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。確定指標(biāo)權(quán)重的方法采用專(zhuān)家評(píng)分法，并進(jìn)行平均及歸一化處理，如表1所示。其中，目標(biāo)層為井下火藥庫(kù)系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)體系。準(zhǔn)則層：A1人為因素；A2機(jī)、物因素；A3環(huán)境因素，且權(quán)重向量為WA=[0.37 0.35 0.28]。

表1 指標(biāo)層權(quán)重及隸屬度評(píng)分集

2.1 初級(jí)模糊評(píng)價(jià)

根據(jù)表1數(shù)據(jù)及計(jì)算公式Bi=Wi×Ri，分別對(duì)B1、B2、B3進(jìn)行一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)，計(jì)算可得式(3)～式(5)。

B1=[0.073 0.146 0.326 0.326 0.129 0]

(3)

B2=[0.476 0.275 0.149 0.1 0 0]

(4)

B3=[0.153 0.168 0.257 0.295 0.127 0]

(5)

根據(jù)公式Qi=Bi×V，得到一級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果分值：Q1=65.79,Q2=81.27,Q3=67.98。

2.2 二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)

由總評(píng)價(jià)向量公式U=Ai×B得綜合評(píng)價(jià)結(jié)果,如式(6)。

U=[0.237 0.197 0.245 0.238 0.083 0]

(6)

根據(jù)公式Q=U×V，得到二級(jí)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分值：Q=71.84。

單項(xiàng)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，人為因素及環(huán)境因素屬于“差”水平，而機(jī)、物因素屬于“良好”水平。綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，本礦井井下火藥庫(kù)安全狀況屬于“一般”水平。

2.3 建議措施

1) 進(jìn)一步強(qiáng)化領(lǐng)導(dǎo)安全意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)員工的安全培訓(xùn)和教育，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度，從思想上提高安全工作的重要性，不斷完善事故應(yīng)急救援設(shè)施及裝備，定期開(kāi)展事故應(yīng)急預(yù)案的演練，提高預(yù)防和處理突發(fā)性事故的能力，以實(shí)現(xiàn)安全經(jīng)營(yíng)。

2) 進(jìn)一步強(qiáng)化安全管理部門(mén)監(jiān)督權(quán)力，完善或規(guī)范與管理制度內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的執(zhí)行記錄，所有的記錄或表格應(yīng)能體現(xiàn)對(duì)本項(xiàng)工作的可追溯性。

3) 所有涉爆人員必須熟悉和掌握爆破器材性能和操作規(guī)程，且經(jīng)技術(shù)培訓(xùn)和考核合格，持證上崗。

3 結(jié)束語(yǔ)

利用模糊綜合評(píng)價(jià)法建立多層次評(píng)價(jià)模型，使得多因素影響的井下火藥庫(kù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)的隸屬關(guān)系更加合理化、清晰化。同時(shí)，靈活使用不同的確定權(quán)重的方法，使得評(píng)價(jià)結(jié)果能較好地反應(yīng)各因素對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)不同的影響作用。尤其是準(zhǔn)則層、指標(biāo)層的選取，更符合井下火藥庫(kù)安全工作的現(xiàn)狀，過(guò)程簡(jiǎn)便準(zhǔn)確。并且根據(jù)礦井的實(shí)際情況，可進(jìn)一步進(jìn)行方案層的細(xì)化工作，以達(dá)到更為精準(zhǔn)的評(píng)價(jià)結(jié)果?？梢钥闯?，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)礦山進(jìn)行火藥庫(kù)的安全評(píng)價(jià)是可行的。

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