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摘要：根據(jù)模糊數(shù)學(xué)理論，結(jié)合實際案例，在遵循可比性、科學(xué)性、統(tǒng)一性、適用性原則的前提下，充分考慮了各種煤礦安全因素，結(jié)合專家打分法，進行了基于模糊綜合評價的煤礦安全評價，最終得出煤礦安全等級，取得了良好的評價效果。

關(guān)鍵詞：煤礦安全評價；模糊綜合評價；安全因素分析

近年來，由于中國部分煤礦企業(yè)從裝備設(shè)置到安全管理、從人員專業(yè)到人員安全意識都存在問題，煤礦事故依舊是中國工業(yè)生產(chǎn)中大量人員傷亡的最重要原因[1]，因此如何減少煤礦事故，保證煤礦人員安全，穩(wěn)定社會發(fā)展成為了最迫切的問題。目前，國內(nèi)外對煤礦安全評價已獲得了一些研究成果。CHENGL等[2]基于復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)理論，采用多智能體建模與仿真方法，構(gòu)建了煤礦安全系統(tǒng)的動態(tài)演化模型，對影響煤礦安全的各個指標(biāo)進行了評價。WANGY等[3]建立了煤礦安全生產(chǎn)預(yù)警指標(biāo)體系，采用附加動量法、自適應(yīng)學(xué)習(xí)率、粒子群優(yōu)化算法、變權(quán)法和異步學(xué)習(xí)因子等改進措施對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進行優(yōu)化。畢娟等[4]運用層次分析法、熵權(quán)法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法單獨計算出各個指標(biāo)的權(quán)重，建立了基于博弈論組合賦權(quán)耦合灰靶決策的煤礦安全評價模型。李希建等[5]將物元可拓分析法引入到煤礦安全評價中，同時利用熵權(quán)法確定評價指標(biāo)權(quán)重，構(gòu)建基于熵權(quán)物元可拓的煤礦安全評價模型。基于以上研究成果，采用模糊綜合評價法能對影響煤礦安全的要素進行定性和定量分析，清晰掌握存在的問題，及時提出對策從而更好地預(yù)防安全事故。本文采用模糊綜合評價的方法，對影響煤礦安全的各個因素進行評價，確定安全等級。

1煤礦安全評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

1.1安全因素分析

煤礦企業(yè)相對于其他企業(yè)來說具有特殊性，中國還無法完全控制災(zāi)害事故不再發(fā)生，每年仍然會發(fā)生一些重特大事故，因此對評價煤礦安全水平十分重要。影響煤礦安全的因素很多，下面從五個方面來分析。a)安全事故控制。煤礦安全風(fēng)險最直接的表現(xiàn)就是事故情況發(fā)生的頻率及危害程度。安全事故控制可分為個人負(fù)傷率、職業(yè)病發(fā)病率及百萬噸死亡率3種評價指標(biāo)。b)人為因素。在生產(chǎn)過程中，人是操作生產(chǎn)工具的關(guān)鍵，也是形成許多生產(chǎn)事故的關(guān)鍵一環(huán)。要實現(xiàn)生產(chǎn)安全，降低生產(chǎn)事故發(fā)生的概率，就必須從“人”著手抓好安全工作，從源頭上盡可能地消除事故隱患。安全隱患的存在與人的行為有著相當(dāng)緊密的聯(lián)系，并且人員的專業(yè)素質(zhì)與心理素質(zhì)都會對安全形成較大的影響。因此加強人員培訓(xùn)和宣傳教育，增強人的安全意識，是確保煤礦安全的重要措施。人為因素分為員工技術(shù)級別、文化水平及心理健康3種評價指標(biāo)。c)技術(shù)設(shè)備。煤礦生產(chǎn)過程涉及機械與電氣的裝置設(shè)備，如提升、挖掘、支護、運輸?shù)葯C械設(shè)備，電力供應(yīng)、安全檢測等電氣設(shè)備以及關(guān)乎煤礦安全的瓦斯抽放設(shè)備等。這些設(shè)備的完備性、其所使用材料的強度、設(shè)備運行情況等，都會對煤礦生產(chǎn)的安全形成極大的影響[6]。2012年4月23日內(nèi)蒙古烏拉特前旗興亞煤礦所發(fā)生的一起瓦斯煤塵爆炸事故的調(diào)查報告顯示，其發(fā)生爆炸的位置未設(shè)置瓦斯電閉鎖裝置，導(dǎo)致局部通風(fēng)管理不到位。技術(shù)措施可以采用煤塵安全技術(shù)措施、瓦斯安全技術(shù)措施、水災(zāi)安全技術(shù)措施、火災(zāi)安全技術(shù)措施4種技術(shù)措施指標(biāo)來反映。d)安全管理。對于煤礦企業(yè)而言，安全管理是一個永恒的主題。一般的煤礦企業(yè)只有一兩個抓安全的領(lǐng)導(dǎo)是不夠的。不安全的領(lǐng)導(dǎo)行為、管理組織的缺失、安全管理機制的不完善、人員的選擇和使用不當(dāng)及教育培訓(xùn)不夠都會影響到煤礦安全[7]。安全管理分為安全管理與值班制度、健康監(jiān)護與檢查及宣傳教育3種評價指標(biāo)。e)自然環(huán)境。事故發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)是充滿安全隱患的環(huán)境，這也是直接引發(fā)事故的原因。而在自然環(huán)境中，一般異常存在于各類環(huán)境條件的惡劣變異，它是無法變化和更改的風(fēng)險因素[8]，如水文、地質(zhì)、氣象與巖石等方面的風(fēng)險因素。自然環(huán)境分為瓦斯級別、礦井涌水量及火災(zāi)條件3種評價指標(biāo)。

1.2構(gòu)建評價指標(biāo)體系

根據(jù)煤礦安全所涉及的范圍，從安全事故控制、人為因素、技術(shù)措施、安全管理及自然環(huán)境幾方面總結(jié)了上述16個指標(biāo)。通過以上指標(biāo)建立了煤礦安全評價指標(biāo)體系，如表1所示，并根據(jù)專家打分對指標(biāo)權(quán)重進行賦值。

2模糊綜合評價的步驟

模糊綜合評價是以模糊數(shù)學(xué)為理論基礎(chǔ)的分析方法，針對有很多因素影響的對象，通過隸屬度來將定性問題轉(zhuǎn)化成定量問題[9]。以下是模糊綜合評價的步驟。a)步驟1，建立模糊綜合評價的因素集。因素集中含有各類因素，其都能對待評價對象的評價結(jié)果產(chǎn)生影響。一般而言，因素集多用U表示，U=(u1，u2，u3，…，um)，元素ui表示影響評價對象的第i個因素（i=1，2，3，…，m）。b)步驟2，建立模糊綜合評價的評價集。評價集一般用V來表示，V=(v1，v2，v3，…，vn)，其中vj代表第j種評價結(jié)果（j=1，2，3，…，n），各個等級都能與1個模糊子集相互對應(yīng)。c)步驟3，進行模糊評價，獲得評價矩陣。在構(gòu)造了評價集后，要逐個對被評事物從每個因素上進量化，即確定從單因素來看被評事物對評價集的隸屬度[10]，進而得到模糊關(guān)系矩陣R：式(1)中，rmn為某個被評事物um從因素來看對vn等級模糊子集的隸屬度。d)步驟4，確定權(quán)向量。在模糊綜合評價中確定評價因素的權(quán)向量，一般采用A進行表示，A=(a1，a2，a3，…，an)。e)步驟5，確定模糊綜合評價模型E[11]：式(3)中，E1×n為被評事物從整體上看對vn等級模糊子集的隸屬程度；S1×n為相應(yīng)因素的級分。

3基于模糊綜合評價法的煤礦安全評價

以A煤礦的實際情況來看，結(jié)合模糊綜合評價和專家打分法一同對該煤礦進行安全評價。通過咨詢收集10位專家的意見，并根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)信息來對各個因素的安全保障程度進行計算[12]。將評價結(jié)果劃分為5個等級，并將其歸入評價集中，即V={v1，v2，v3，v4，v5}={優(yōu)秀，較好，中等，較差，很差}，并將專家的評價結(jié)果填入其中，形成對應(yīng)的評價結(jié)果矩陣。例如10位專家對百萬噸死亡率進行投票，其中2個人認(rèn)為優(yōu)秀，3個人認(rèn)為較好，4個人認(rèn)為中等，1個人認(rèn)為較差，無人認(rèn)為很差，則w13的模糊評價向量為（0.2，0.3，0.4，0.1，0）。A煤礦安全評價的專家打分如表2所示。通過表2可得到單因素模糊綜合評價矩陣，并結(jié)合各個指標(biāo)的權(quán)重對各個二級指標(biāo)進行復(fù)合運算：E1=[0.2，0.3，0.4，0.1，0.07]，歸一化后E1=[0.187，0.281，0.374，0.093，0.065]；E2=[0.1，0.2，0.3，0.3，0.2]，歸一化后E2=[0.091，0.182，0.272，0.272，0.183]；E3=[0.2，0.4，0.3，0.2，0.1]，歸一化后E3=[0.167，0.333，0.250，0.167，0.083]；E4=[0.2，0.4，0.3，0.1，0.1]，歸一化后E4=[0.182，0.363，0.273，0.091，0.091]；E5=[0.2，0.22，0.4，0.15，0.1]，歸一化后E5=[0.187，0.206，0.374，0.140，0.093]（E1為安全事故的評價矩陣，E2為人為因素的評價矩陣，E3為技術(shù)設(shè)備的評價矩陣，E4為安全管理的評價矩陣，E5為自然環(huán)境的評價矩陣）。通過二級指標(biāo)運算得到一級指標(biāo)模糊評價矩陣，通過一級指標(biāo)權(quán)重結(jié)合模糊評價矩陣得到復(fù)合運算：E=[0.187，0.281，0.374，0.140，0.093]，歸一化后E=[0.174，0.262，0.348，0.130，0.086]（E為煤礦安全系統(tǒng)的評價矩陣）。最終得到的復(fù)合運算E只是代表了5個等級每個等級的比例，卻不能直觀地給出1個數(shù)值來評價這個煤礦的安全等級。為了更加方便直觀地看出結(jié)果，需要得到1個具體數(shù)值。下面對各等級都按百分制給分，通過比例來確定數(shù)值。評價結(jié)果與評價等級分?jǐn)?shù)對照如表3所示。每個等級取1個中間值，90優(yōu)秀，70較好，50中等，30較差，10很差，則列向量C=(90，70，50，30，10)T，與之前的比例進行運算，最終得出該煤礦的安全評價分值M=56.16，等級為中等。共選取了16個因素來構(gòu)建了1個煤礦安全評價體系，通過模糊綜合評價及專家打分的方法確定了模糊評判指標(biāo)的隸屬度，最終得出了煤礦的安全等級，由此可找出安全上的優(yōu)勢和劣勢，并加以改進。

4結(jié)語

將模糊數(shù)學(xué)理論應(yīng)用到安全評價中對煤礦安全因素進行了安全評價，從安全事故控制、人為因素、技術(shù)措施、安全管理和自然環(huán)境五大方面系統(tǒng)詳細地析了礦井事故發(fā)生的因素及安全隱患，在遵循可靠性、科學(xué)性、統(tǒng)一性、適用性原則的前提下充分考慮并構(gòu)建了安全評價體系[13]。采用模糊綜合評價的方法結(jié)合專家打分確定煤礦安全評價等級，更能客觀地評價煤礦安全的綜合水平。不過還有進一步要研究的問題：首先評價指標(biāo)不夠全面和客觀，需要進一步的優(yōu)化；其次是體系不夠全面，還要進一步完善煤礦安全評價體系。煤礦安全評價是一項非常復(fù)雜和非常有特殊性的工程，影響因素非常多，因此要不斷地研究與積累，找到更合適的簡單的方法。

作者:劉思嘉 單位:河北工程大學(xué)管理工程與商學(xué)院