鄭亮

華晉焦煤有限責(zé)任公司 山西呂梁 033300

我國有九成的煤礦資源都是在地下進(jìn)行的開采的，在這種情況下，隨時都有可能發(fā)生災(zāi)害，威脅井下作業(yè)安全。目前常見的災(zāi)害類型只要有五種，分別為煤塵、瓦斯、火災(zāi)、水災(zāi)和冒頂，其中，瓦斯、煤塵和火災(zāi)比較嚴(yán)重，可能會毀掉整個礦井。為防止這些災(zāi)害，做好通風(fēng)是基礎(chǔ)所在，在安全生產(chǎn)中，一通三防為重中之重。對一通三防進(jìn)行的安全評價實(shí)際上就是將保證生產(chǎn)安全作為出發(fā)點(diǎn)，采用層次分析及模糊綜合評價等方法確定礦井所處安全狀況，以此為現(xiàn)實(shí)問題的分析提供參考依據(jù)，保證所選安全措施的針對性和有效性，從而減少或徹底消除危險，增強(qiáng)礦井自身抗災(zāi)、防災(zāi)能力。

1 評價方法和指標(biāo)體系

1.1 評價方法

就目前來看，很多方法都能在綜合評價中使用，這些方法中較為合理也較為適用的主要包括以下幾種：一是德爾菲法；二是層次分析法；三是模糊綜合評價法。本次將后兩者結(jié)合到一起，通過數(shù)學(xué)模型的建立對一通三防實(shí)施綜合評價，以此確定其安全狀況[1]。

1.2 指標(biāo)體系

借助層析分析法，按照是否存在共有特征，把一通三防囊括的所有安全因素都聚集成組，然后將存在的共同特征作為系統(tǒng)新層次包含的因素；同時這些因素也根據(jù)另一組具有的特性被重新組合，以此形成層次更高一個等級的因素，直至得到單一最高因素，最終形成完整的模型。

該系統(tǒng)將指標(biāo)體系共分成四層，其中最高層記作A，中間兩層記作B和C，最底層記作D。其中，A是指總系統(tǒng)可靠性及安全性，B包括4個指標(biāo)，即通風(fēng)系統(tǒng)、防塵系統(tǒng)、防瓦斯系統(tǒng)及防火系統(tǒng)的可靠性及安全性，C包括8個指標(biāo)，分別為通風(fēng)系統(tǒng)、局部通風(fēng)、通風(fēng)設(shè)施、瓦斯、突出、安全監(jiān)控、滅火系統(tǒng)及火區(qū)管理，D包括48個指標(biāo)，如通風(fēng)系統(tǒng)合理性、礦井供需風(fēng)量比、礦井通風(fēng)能力核定、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)、采掘面串聯(lián)通風(fēng)發(fā)生率、礦井通風(fēng)等積孔、采掘工作面與硐室配風(fēng)、礦井外部漏風(fēng)率、礦井有效風(fēng)量率、井巷風(fēng)速、輔助通風(fēng)、通風(fēng)系統(tǒng)圖、局部通風(fēng)機(jī)裝備達(dá)標(biāo)率、瓦斯排放與巷道貫通、通風(fēng)設(shè)施安全合格度、通風(fēng)巷道失修率、通風(fēng)儀表完好率、主要通風(fēng)機(jī)安裝和使用、自救器配備率、反風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)合格度等，在此不一一贅述。

2 安全評價系統(tǒng)

2.1 數(shù)學(xué)模型

根據(jù)評價指標(biāo)體系綜合分析結(jié)果，借助層次分析法評判所有評價指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重，再借助模糊數(shù)學(xué)法完成綜合評價。以結(jié)構(gòu)模型為依據(jù)，結(jié)合單指標(biāo)多對象等實(shí)際特點(diǎn)，可將其分成四個等級來綜合評價。其中，第一級是D層指標(biāo)對包含的所有評價對象實(shí)施綜合評價；第二級是C層的所有子目標(biāo)對包含的所有指標(biāo)實(shí)施綜合評價；第三級是B層的所有子目標(biāo)對包含的所有指標(biāo)實(shí)施綜合評價；第四級是A層對含有的四個子目標(biāo)實(shí)施綜合評價[2]。

2.2 軟件實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)以Delphi為前臺，以SQL Server為后臺進(jìn)行開發(fā)。其主要功能為通過確定指標(biāo)體系，構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，然后采用數(shù)學(xué)方法來確定其安全性。系統(tǒng)共有以下三個一級菜單：其一，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；其二，指標(biāo)測算；其三，目標(biāo)評價。其中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)還包含兩個二級菜單，即指標(biāo)與目標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在這些菜單的支持下能對評價指標(biāo)予以管理；在指標(biāo)測算菜單中還包含三個二級菜單，即指標(biāo)測量數(shù)據(jù)、指標(biāo)分類整理與顯示整理結(jié)果，能對某時間范圍內(nèi)實(shí)際測量數(shù)據(jù)予以動態(tài)記錄；在目標(biāo)評價中，包含A、B、C三個層次的目標(biāo)評價，此外還包括評價的結(jié)果與結(jié)果顯示，在執(zhí)行存入的命令以后，系統(tǒng)會議指標(biāo)實(shí)際值為依據(jù)，采用公式代碼對三級評價值進(jìn)行自動計(jì)算[3]。

2.3 學(xué)習(xí)樣本選擇

因煤礦安全評價具有很高的復(fù)雜性，在進(jìn)行安全評價時，應(yīng)先以安全評價因素為依據(jù)，結(jié)合相關(guān)資料確定檢查項(xiàng)目，通過對項(xiàng)目的逐個檢查，可確定子系統(tǒng)對應(yīng)的評價結(jié)果，最后借助層次分析及綜合模糊評價兩種方法確定系統(tǒng)安全狀態(tài)。以某局為例，其5個礦的檢查結(jié)果如表1所示，將其中4個視作訓(xùn)練樣本。

表1 煤礦安全評價結(jié)果

2.4 BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和評價

網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)率確定為0．85，動量系數(shù)確定為0．20，訓(xùn)練誤差不超過10-5，迭代次數(shù)確定為2．0×104，將S形函數(shù)作為傳遞函數(shù)。網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程中，在迭代次數(shù)達(dá)到20000以后，網(wǎng)絡(luò)誤差已經(jīng)可以達(dá)到不超過10-4的水平，雖然并沒有達(dá)到要求的誤差，但網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)可以達(dá)到要求。通過網(wǎng)絡(luò)評價，待評價煤礦結(jié)果為0．9097，可良好反映出煤礦真實(shí)安全狀態(tài)。由此可以看出，借助之前的樣本對網(wǎng)絡(luò)實(shí)施訓(xùn)練以后，可在煤礦安全評價過程中使用，完全可以滿足預(yù)期要求。

3 結(jié)語

綜上所述，以ANN為基礎(chǔ)對煤礦進(jìn)行的安全評價，能為煤礦安全評價工作提供全新思路，以此從根本上改善安全評價。然而，因BP網(wǎng)絡(luò)自身存在一定局限性，而且煤礦系統(tǒng)往往比較復(fù)雜，所以在煤礦安全評價中的應(yīng)用還需要不斷的改進(jìn)和提高，特別時在和模糊綜合評價相結(jié)合的方面，需要進(jìn)一步的分析探討。