模糊綜合評價法在地下礦山安全生產中的應用研究

胡輝+胡濤+駱浩浩+何麗華

摘要：為了解決地下礦山的安全評價模糊不清，受到的影響因素眾多的問題，基于模糊數學理論并結合層次分析法，構建地下金屬礦山安全評價指標體系模型，綜合分析評價了某地下金屬礦山的安全性，對提高礦山的經濟效益和保護礦山工作人員的生命財產安全，具有重要意義。

關鍵詞：地下礦山；模糊理論；層次分析法；安全評價

0引言

“安全第一，預防為主，綜合治理”，是我國安全生產的基本方針。就礦山而言，如何對礦山的安全情況進行合理的評價，了解當前礦山的安全狀況，對影響礦山安全的潛在威脅進行有效的預防并提出有效的安全措施，降低礦山企業的事故率，減少企業的財產損失和人員傷亡，就是對這一安全方針的貫徹落實。安全評價就是對系統中存在的不安全因素進行定性和定量分析，通過與評價標準的對比分析，得出系統發生危險的可能性或危險程度的評價，并提出安全措施，以尋求最低的事故率，達到安全評價的最終目的。由此，安全評價也越來越受到礦山企業的重視，并在礦山的安全生產方面取得了顯著成效。

本文以某地下金屬礦山為研究對象，分析研究影響該礦山安全生產的不安全因素，采用模糊層次分析法建立安全評價指標體系，確定各指標的權重及隸屬度，進而對該礦山的安全性進行綜合評價。

1模糊綜合評價法

自1965年美國L.A.Zadeh教授提出了模糊數學理論以來，該理論在生產生活中的各個方面的到了廣泛應用，并得到了不斷的發展完善。在日常生活中，事物普遍具有模糊性，我們很難界定一個事物完全屬于或不屬于某一個集合，我們只能確定該事物在多大程度上屬于某一個集合。隸屬度就是表示某元素在多大程度上屬于某一集合，其也是模糊數學理論的基礎。層次分析法是由美國運籌學家T.L.Saaty提出的一種定性與定量相結合的多目標決策分析方法。層次分析法可以綜合考慮多種因素對系統安全的影Ⅱ向，根據不同因素間的上下級關系，構造不同的層次的判斷矩陣模型，進而計算出各單因素的權重以及其上一層次的各因素權重。

地下金屬礦山的安全問題受到工作人員、機器設備、工作環境、安全管理等多因素共同作用的影Ⅱ向，這些因素復雜多樣且無法用具體的數值來界定，其本身具確定性。模糊綜合評價就是基于模糊數學理論的系統分析方法，依據最大隸屬度原則和模糊變換原則，綜合考慮各個因素對礦山安全的影響，得出礦山的安全等級的量化值，能清晰的反映出該礦山的安全狀況。

2工程應用實例

某地下銅礦，經過幾十年的開采，現已進入深部開采階段。隨著開采深度的下降，采礦環境也發生變化。各種機械設備，人員都要適應新的環境帶來的各種問題，原先使用的機器設備可能無法適應高溫潮濕的操作環境，原有的規章制度可能不在適合采場的現場情況，原有的操作技術可能無法滿足現在的開采要求，現在需要對其新的安全狀況進行一個合理有效的評價。

2.1確定評價的指標體系

根據層次分析法原理，結合該礦山的實際，選擇將工作人員、設備設施、工作環境、安全管理這四個因素，以及文化素質、技術操作水平、健康狀況、設備老化程度、機械化率、噪聲、有毒有害氣體、安全意識、安全宣傳、安全教育等20個子因素建立模糊綜合評價體系，如圖1所示。

2.2構造判斷矩陣并計算相對權重

構造判斷矩陣之前，要對每一個層次中各因素的相對重要度做出一個準確的判斷，通常采用T.L.Saaty提出的1～9標度法來來比較他們的重要性，并給出一個準確衡量他們關系的數值。

根據表1中的1-9標度法，對影響地下金屬礦山安全的各因素兩兩進行互相比較，構造出X-Y、Y1-Z、Y2-Z、Y3-z、Y4-Z層的五個判斷矩陣表如表2～6所示。

2.3構造安全評價集

根據定性和定量的安全衡量標準，以及以往的經驗，一般認為：確定的評價等級不能過多或過少，過多了容易造成概念重復，使評價造成混亂：過少了又不能發揮評價的功能，沒有產生實際的意義，所以一般取四到五個評價詞，構造評價集。本文構建了五個安全評價等級（非常安全、安全、一般、危險、非常危險），評價量化值（T）采用百分制，如表7所示。

2.4綜合評價

根據所計算的X-Y層權重值和Y-Z層權重值作出判斷矩陣并進行模糊綜合評判，構造評判集如下：

從安全評價結果的量化值來看65.5145∈（60，801，該礦山屬于一般安全范圍，這也說明該礦山存在一定的安全風險，可能會發生安全事故，仍需要進一步改進安全防范措施，加強安全管理工作。

3結論

①對影響某地下金屬礦山安全生產的二十種因素，運用層次分析法構建了安全評價指標體系模型，并運用MATLAB軟件實現了對各單因素權重值的計算。

②構建了5級的安全評價體系，并對各個安全等級加以量化，最后根據模糊綜合評價的結果，得出了某礦山安全評價的量化值65.5145，確定了該礦山的安全評價等級屬于一般安全。

③運用層次分析法與模糊綜合評價法相結合的安全評價方法，是一種定性與定量相結合的方法，對于影響金屬礦山安全的模糊性、不確定性因素，具有較好的分析評價效果，對于促進礦山安全生產具有實際意義。endprint