展 潔 汪賢裕

(四川大學(xué)商學(xué)院)

我國(guó)是能源大國(guó)，也是礦業(yè)大國(guó)，儲(chǔ)量以及產(chǎn)量均居世界前列，然而從安全角度來(lái)講，我國(guó)卻是世界上煤炭安全生產(chǎn)水平最差的國(guó)家之一。安全是人類永恒的主題，安全生產(chǎn)是一切經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的頭等大事，因此我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)問題亟待解決［1］。

安全評(píng)價(jià)技術(shù)起源于20世紀(jì)30年代，在我國(guó)煤礦安全事故頻發(fā)的今天，開展礦山安全評(píng)價(jià)更具有現(xiàn)實(shí)意義［2］。

近年來(lái)，對(duì)煤炭安全評(píng)價(jià)方面的研究較多，研究?jī)?nèi)容和方法都有所創(chuàng)新，但是對(duì)井下資源和物資輸送的安全評(píng)價(jià)方面的研究相對(duì)較少。不僅如此，以往對(duì)一個(gè)煤礦的某個(gè)方面進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，很少涉及到多個(gè)煤礦的交互評(píng)價(jià)。不同的煤礦有不同的特征，如果用傳統(tǒng)的AHP方法來(lái)評(píng)價(jià)多個(gè)煤礦的安全性是行不通的，用同一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同煤礦的運(yùn)輸方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終不能得到科學(xué)的結(jié)論。因此，針對(duì)不同煤礦的特點(diǎn)進(jìn)行多個(gè)煤礦的交互安全評(píng)價(jià)是本文討論的核心問題。通過建立基于層次分析法的模糊綜合評(píng)價(jià)模型，針對(duì)兗州礦業(yè)集團(tuán)旗下3個(gè)煤礦自身特征，對(duì)不同運(yùn)輸方式賦予不同重要性權(quán)重，對(duì)同一運(yùn)輸方式采用統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使3個(gè)煤礦對(duì)各自安全要素的特征進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，最后根據(jù)最優(yōu)煤礦的評(píng)價(jià)指標(biāo)和安全評(píng)級(jí)，找出其他煤礦在運(yùn)輸環(huán)節(jié)上的差距。

1 不同煤礦運(yùn)輸安全的AHP模糊分析方法

1.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型圖

將井下運(yùn)輸分為井下煤炭運(yùn)輸、井下輔助運(yùn)輸和礦井提升運(yùn)輸。其中煤炭運(yùn)輸有刮板輸送機(jī)和膠帶輸送機(jī);井下輔助運(yùn)輸是物資和人員在巷道的運(yùn)輸，礦井提升則是銜接礦井和地面的運(yùn)輸環(huán)節(jié)。結(jié)合井下運(yùn)輸特點(diǎn)以及在運(yùn)輸過程中的事故災(zāi)害及發(fā)生機(jī)理，分析井下運(yùn)輸系統(tǒng)中各因素的關(guān)系，建立描述系統(tǒng)功能特征的層次結(jié)構(gòu)。將煤礦井下運(yùn)輸方式安全指標(biāo)作為總目標(biāo)，選取井下輔助運(yùn)輸、礦井提升運(yùn)輸、礦井膠帶運(yùn)輸和刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸4個(gè)運(yùn)輸方式作為安全的子目標(biāo)，并在子目標(biāo)下建立因素指標(biāo)，以該指標(biāo)作為各煤礦安全性的具體模糊向量。模型的縱向?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)由目標(biāo)層A、子目標(biāo)層B、準(zhǔn)則層C和方案層構(gòu)成［3］，如圖1所示。

圖1 煤礦井下運(yùn)輸環(huán)節(jié)事故評(píng)價(jià)指標(biāo)體系［4］

1.2 改進(jìn)AHP建模思想

由于煤礦不同，運(yùn)輸方式的側(cè)重不同，決定了總目標(biāo)層對(duì)子目標(biāo)層的權(quán)重也不同。這不同于以往用AHP方法對(duì)單一煤礦的安全指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判，但井下事故的安全評(píng)斷標(biāo)準(zhǔn)是一致的，即子目標(biāo)層對(duì)準(zhǔn)則層的權(quán)重是相同的，也是對(duì)傳統(tǒng) AHP方法的繼承［5］。本文對(duì)傳統(tǒng)AHP方法進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)多個(gè)煤礦的礦內(nèi)運(yùn)輸安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2.1 目標(biāo)層權(quán)重分析

下面分別對(duì)兗礦旗下的3個(gè)礦井進(jìn)行分析。

興隆莊煤礦地處山東境內(nèi)，煤礦內(nèi)部結(jié)構(gòu)平坦，坡度較小，沒有斷層結(jié)構(gòu);煤層距地面較近，煤層較淺;礦內(nèi)彎道不多。

菏澤趙樓煤礦與兗州煤礦同處于一個(gè)煤層帶，因此礦內(nèi)結(jié)構(gòu)差異不大，但礦內(nèi)彎道稍多于兗州煤礦。

山西天池煤礦地處山區(qū)，因此煤層結(jié)構(gòu)稍顯不平，傾角較大;煤層距地面較遠(yuǎn);礦內(nèi)彎道較多。

運(yùn)輸和提升方式的選擇，主要取決于煤層的埋藏特征、井田的開拓方式、采煤方法及運(yùn)輸工作量的大小。由于地理環(huán)境、井下建設(shè)需要以及建設(shè)成本等因素，每個(gè)煤礦都有各自的特點(diǎn)，因此不同的煤礦目標(biāo)層對(duì)不同的運(yùn)輸方式，即子目標(biāo)層的權(quán)重是不同的。

1.2.2 準(zhǔn)則層和子準(zhǔn)則層權(quán)重分析

井下運(yùn)輸環(huán)節(jié)每個(gè)方面都有安全事故隱患，由于各個(gè)煤礦的運(yùn)輸設(shè)備購(gòu)置、人員操作規(guī)范以及煤炭和人員輸送流程都是統(tǒng)一的，所以井下運(yùn)輸?shù)拿總€(gè)方面發(fā)生的事故雖不盡相同，但事故的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是一致的，也就決定了3個(gè)煤礦子目標(biāo)層與準(zhǔn)則層的安全性權(quán)重是一致的。這一層保持了原有AHP方法的運(yùn)用。

1.3 模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)模型

(1)確定因素層次。目標(biāo)層因素集U={A}，子目標(biāo)因素集 U'={B1，B2，B3，B4}，準(zhǔn)則層因素集U'1={C1，C2，C3}，U'2={C4，C5}，U'3={C6，C7，C8}，U'4={C9，C10，C11}［6］.

(2)建立備擇集。V={v1，v2，…，vP}，本文將評(píng)語(yǔ)分為安全、較安全、一般安全、較危險(xiǎn)、很危險(xiǎn)5個(gè)等級(jí)的模糊表達(dá)檔次，并用評(píng)語(yǔ)級(jí) V={v1，v2，v3，v4，v5}表示［4］。

(3)設(shè)興隆莊煤礦、天池煤礦和趙樓煤礦的目標(biāo)層權(quán)重分別為 λ1、λ2、λ3，準(zhǔn)則層權(quán)重分別為 w1、w2、w3、w4。

(4)建立單因素隸屬度Ri，計(jì)算模糊綜合評(píng)價(jià)集M。

子目標(biāo)層模糊綜合評(píng)價(jià)的單因素評(píng)價(jià)矩陣R為

本文采用模糊算子(+，·)的方式。

2 兗州煤礦礦井運(yùn)輸

2.1 煤礦井下運(yùn)輸環(huán)節(jié)事故評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

通過對(duì)兗州煤礦工程類專家以及工程師的咨詢，選取了兗礦旗下3個(gè)各具特色的礦井，分別對(duì)3個(gè)煤礦專家進(jìn)行了訪問調(diào)查。根據(jù)問卷調(diào)查的結(jié)果，分別設(shè)天池煤礦、興隆莊煤礦和趙樓煤礦目標(biāo)層的判斷矩陣為A1、A2、A3，子目標(biāo)層的判斷矩陣為B1、B2、B3、B4，按照 AHP 的計(jì)算步驟，得出 3 個(gè)煤礦目標(biāo)層和子目標(biāo)層的判斷矩陣以及處理結(jié)果［7］，分別見表1、表2。

表1 3個(gè)煤礦目標(biāo)層判斷矩陣及結(jié)果

表2 3個(gè)煤礦子目標(biāo)層判斷矩陣及結(jié)果

由表1可知，3個(gè)煤礦的目標(biāo)層權(quán)重分別為λ1=(0.092，0.454，0.238，0.216);λ2=(0.08，0.483，0.229，0.208);λ3=(0.101，0.351，0.227，0.321).

由表2可知，3個(gè)煤礦的準(zhǔn)則層權(quán)重為w1=(0.111，0.111，0.778);w2=(0.125，0.875);w3=(0.059，0.49，0.451);w4=(0.122，0.648，0.23).

2.2 煤礦井下運(yùn)輸環(huán)節(jié)模糊評(píng)價(jià)

找到3個(gè)煤礦的10位專家組成井下運(yùn)輸評(píng)審組，用投票的方式讓專家對(duì)3個(gè)礦井的4種運(yùn)輸方式評(píng)分。

2.2.1 山西天池的評(píng)價(jià)

由評(píng)價(jià)表可以得出，山西天池煤礦井下輔助運(yùn)輸?shù)膯我蛩卦u(píng)價(jià)矩陣R1，同理可以得到該礦4種運(yùn)輸方式的單因素評(píng)價(jià)矩陣R2，R3，R4，分別為:

天池煤礦井下運(yùn)輸方式的子目標(biāo)層綜合評(píng)價(jià)為

由子目標(biāo)層評(píng)價(jià)結(jié)果得到該礦井下運(yùn)輸方式目標(biāo)層綜合評(píng)價(jià)矩陣R:

2.2.2 兗州興隆莊煤礦的評(píng)價(jià)

興隆莊煤礦井下運(yùn)輸方式的子目標(biāo)層綜合評(píng)價(jià)為 B'1=w1·R'1=(0.4，0.4，0.2，0，0);B'2=w2·R'2=(0.4，0.2，0.3，0.1，0);B'3=w3·R'3=(0.49，0.3，0.3，0，0);B'4=w4·R'4=(0.5，0.4，0.23，0，0).

由子目標(biāo)層評(píng)價(jià)結(jié)果得到該礦井下運(yùn)輸方式目標(biāo)層綜合評(píng)價(jià)矩陣R':

2.2.3 菏澤趙樓煤礦的評(píng)價(jià)

菏澤趙樓煤礦井下運(yùn)輸方式的子目標(biāo)層綜合評(píng)價(jià)為 B″1=w1·R″1=(0.6，0.3，0.111，0，0);B″2=w2·R″2=(0.5，0.2，0.3，0，0);B″3=w3·R″3=(0.49，0.2，0.3，0，0);B″4=w4·R″4=(0.6，0.4，0.23，0.1，0).

由子目標(biāo)層評(píng)價(jià)結(jié)果得到該礦井下運(yùn)輸方式目標(biāo)層綜合評(píng)價(jià)矩陣R″:

根據(jù)煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)將煤礦分為5個(gè)等級(jí)，一級(jí)考核評(píng)分90分以上，二級(jí)80分以上，三級(jí)70分以上，四級(jí)60分以上，四級(jí)以下記為0分［8］。根據(jù)考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)將評(píng)判結(jié)果做歸一化處理，并將評(píng)價(jià)級(jí)數(shù)數(shù)量化，得=(0.377，0.225，0.283，0.115，0)=(0.389，0.222，0.292，0.097，0);=(0.327，0.3，0.28，0.093，0);V=(90，80，70，60，0)·V=78.64;·V=78.79;·V=78.61.

通過對(duì)3個(gè)煤礦的礦長(zhǎng)、工程師、技術(shù)員和班長(zhǎng)等10位專家級(jí)人員的尋訪得知，兗州礦業(yè)集團(tuán)的煤炭生產(chǎn)安全工作在全國(guó)煤礦行業(yè)中排名是十分靠前的。就企業(yè)內(nèi)部的煤礦井下運(yùn)輸，安全性差異并不大。本文所選的3個(gè)煤礦，山東省境內(nèi)的兩個(gè)煤礦井下運(yùn)輸安全性要稍優(yōu)于山西天池礦，差距在于山東境內(nèi)煤礦的地下煤層地勢(shì)較為平坦，而山西煤礦井下坡度較大，彎道較多，這一點(diǎn)上，需要提高天池煤礦井下員工的安全意識(shí)和員工整體素質(zhì)，以彌補(bǔ)地勢(shì)上的不足;井下運(yùn)輸規(guī)范性兗州興隆莊煤礦最好，該礦開發(fā)要早于其他兩個(gè)煤礦，因此井下運(yùn)作較為系統(tǒng)和規(guī)范，這一點(diǎn)上需要企業(yè)內(nèi)部人員之間多進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流，取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同營(yíng)造安全的井下運(yùn)輸環(huán)境。

3 結(jié)論

(1)分析AHP層次分析法的權(quán)重。根據(jù)目標(biāo)層的安全權(quán)重可知，井下輔助運(yùn)輸方面安全性最高的是菏澤趙樓煤礦，礦井提升運(yùn)輸方面安全性最高的是兗州興隆莊煤礦，膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸方面安全性最高的是山西天池煤礦，刮板輸送機(jī)運(yùn)輸方面安全性最高的是菏澤趙樓煤礦;根據(jù)準(zhǔn)則層的安全權(quán)重可知，井下輔助運(yùn)輸方面車輛跑偏事故率最低，礦井提升運(yùn)輸方面錯(cuò)發(fā)開車信號(hào)使容器過卷事故率最低，膠帶運(yùn)輸方面運(yùn)輸機(jī)打滑起熱著火事故率最低，刮板輸送機(jī)運(yùn)輸方面機(jī)頭機(jī)尾突然上翹傷人事故率最低。

(2)按模糊綜合評(píng)價(jià)的最大隸屬原則，兗州興隆莊煤礦、山西天池煤礦、菏澤趙樓煤礦井下運(yùn)輸?shù)燃?jí)都屬于安全。根據(jù)評(píng)分結(jié)果可知安全性最好的是兗州興隆莊煤礦，其次是山西天池煤礦，最差是菏澤趙樓煤礦，但三者比分相差很小。

(3)AHP層次分析法和模糊評(píng)價(jià)是對(duì)專家及井下工作經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)查詢問并設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，從中提取數(shù)據(jù)，再根據(jù)數(shù)據(jù)的科學(xué)計(jì)算得出的結(jié)果，所以具有一定的真實(shí)性和科學(xué)性，在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的參考價(jià)值。

(4)AHP和模糊評(píng)價(jià)方法中的評(píng)價(jià)和打分具有較強(qiáng)的主觀性，每個(gè)人對(duì)煤礦了解的側(cè)面不同，給出的評(píng)價(jià)就會(huì)有差異［8］，因此本文的建模也具有一定的局限性。

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