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基于灰色关联理论的采面作业人员安全风险评估

文档作者：陈晓永文档来源：冀中能源峰峰集团公司通防管理部		点击数：	更新时间： 2020年11月23日
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煤矿现代化一兰Q!!查箜兰塑垦苎!!Z塑．．
基于灰色关联理论的采面作业人员安全风险评估
陈晓永
(冀中能源峰峰集团公司通防管理部，河北邯郸056107)
摘要针对煤矿瓦斯爆炸事故进行分析，根据瓦斯爆炸机理，采用模糊综合评价数学模型，建立系
统安全评价指标体系。利用层次分析法(AHP)确定权重，专家打分法确定单因素的隶属度，通过模糊
综合决策确定评价等级，得出评价结论，并提出了相应对策措施。
关键词瓦斯爆炸事故；层次分析法；模糊综合评价
中图分类号：TD712 文献标志码：A 文章编号：1009—0797I 2017)02-0055-04
The application of fuzzy comprehensive evaluation in a coal mine gas explosion
Chen Xiaoyong
(Ventilation and Safe Management Department Jizhong Energy Fengfeng Group，Handan 056107，China)
Abstract：In terms of Coal mine gas explosion accident and on the basis of mechanism of gas explosion，this paper estabhshes a systemic se—
curity evaluation index system，using fuzzy comprehensive evaluation mathematical model．Analytic Hierarchy Proc,ess(AHP)is employed to
determine the weight，expert scoring is used to determine a sinSic factor membership rank，and the fuzzy synthetic decision method is used to
determine the evaluation level and draw the evaluation conclusion．At last，some corresponding countermeasures puts
forward．
Keywords：gas explosion accident；AHP；fuzzy comprehensive evaluation
瓦斯爆炸事故是煤矿最为严重的灾害之一【11，
爆炸过程产生高温高压及大量有毒有害气体，容易
引起巷道和设施的破坏，造成大量的人员伤亡。众
所周知，矿井系统错综复杂，造成瓦斯爆炸事故的
因素(人、物、地质等)较多，而且具有一定的模糊
性。模糊综合评价【2J是利用模糊数学的办法将模糊
的安全信息定量化，从而对多因素进行定量评价，
具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模
糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的
解决。基于矿井瓦斯爆炸事故影响因素的特点和模
糊综合评价的优点，通过客观分析，建立评价指标
体系，计算出瓦斯爆炸各因素的权重，最终得出瓦
斯爆炸危险性的等级，以便采取相对应的安全措
施，保证矿井安全生产。
1 煤矿瓦斯爆炸事故模糊综合评价数学模
型13】
1．1 建立原则
实践证明，要建立一套科学、合理、适用的评价
指标体系必须遵循以下原则【4】：
(1)系统性。矿井采煤是一个巨大的系统工程，
影响瓦斯爆炸的因素也可能是相互关联的，因此，
在建立评价指标时，必须围绕预防影响瓦斯爆炸的
各个因素进行建立。
(2)科学性原则。评价指标必须通过客观规律、
理论知识分析获得，形成经验与知识的互补，根据
瓦斯爆炸的实际因素分析，凭人的主观性确定的评
价指标是不可取的。
(3)评价指标体系具有一定的层次结构，这个
结构能清晰的表达各个评价指标之间的隶属关系，
为衡量方案的效果和确定评价指标的权重提供方
便。
(4)采用定性评价指标与定量指标相结合的原
则。
1．2评价集的选取
模糊综合评价涉及到影响评价对象的多种因
素，即评价因素，记为
U={ul，112⋯⋯u。}
式中：11i(i=l，2⋯⋯n)表示影响因素。
1．3瓦斯爆炸事故多级指标体系【5】
将影响因素按照建立体系原则，建立成为体
系。为了达到评价、预防的目的，分析瓦斯爆炸的三
个必要条件【6】，即：瓦斯浓度必须达到5％。16％、高
温热源、充足的氧气。由于充足的氧气这一项因素
在矿井下是很容易满足的，本文着重从瓦斯浓度和
高温热源进行了考虑，对系统安全做出了初步划
分，建立瓦斯爆炸事故指标体系，见表3。
1．4指标权重的确定
·55·
万方数据
指标权重的准确性决定了模糊综合评价结果
的准确性，由美国著名运筹学家沙旦于20世纪70
年代提出的层次分析法(Analytic Hierarchv Process．
AHP)[7-81把定性方法和定量方法有机结合，根据多
层次单目标的两两对比，能够利用数学方法计算出
表达每一层次的全部元素的相对重要性次序的数
值，层次分析法是确定权重最常见的方法。
运用层次分析法时，首先用1-9标度法构造各
级层次指标的判断矩阵，即：
B_-
bll b12
b2l b篮
b2l b笠
⋯bl。
⋯b2II
●●● ●●-
⋯
b2n
式中：bi表示u。与u，的对比结果，且bii>0，bii=1，bi
取值方法见表1。
表1 层次分析法取值方法
标度含义
表示两个指标u．与tl。相比．LI．比11．具有同样重要性
表示两个指标U。与U．相比，U．比11．具有稍微重要
表示两个指标LI．与u．相比，U．比u．具有明显重要
表示两个指标U．与U．相比．U．比U．具有强烈重要
表示两个指标t1．与11．相比，U．比U．具有极端重要
介于以上两相邻状况的标度值
指标u．与U．相比得判断矩阵hi
由于个人对同目标两两因素比较存在主观因
素较大，所以一般采用多名专家同时对同层次各因
素重要度进行评判，最后通过计算得出重要度的计
算结果，然后，从层次结构模型的第l级因素开始，
直到最下层，计算判断矩阵的最大特征值入。和特
征向量，利用平均随机一致性指标(RI)、一致性检
验指标(CI)及一致性比率CR(CR=CI／111)作一致性
检验，若CR

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