层次分析法软件

侯庆英

[摘 要]本文浅析运用层次分析法评價矿井通风系统安全的技术方法，确定了与建立通风系统安全评价模型，结合实际应用案例进行了分析，并得出了评价的矿井通风安全的程度（量化）。

[关键词]矿井通风系统；层次分析法；安全性评价

中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0348-01

1 综述

矿井通风在煤矿占有十分重要的地位，它等于是煤矿的呼吸道系统，保证其系统的运行安全性就非常重要。然而伴随着煤矿煤炭产量的逐步提高，其井下生产系统也在向前、向深部进行不断延伸，瓦斯的突出量也会加大，给矿井通风安全带来更大的压力。通风系统管理不好，安全事故也会频频发生。在煤矿安全生产上，通风则影响很大，它直接关系着井下作业的安全问题，甚至影响到矿井的生产效率和实际经济效益。所以，要切实保证煤矿作业的安全，对通风系统必须有一套行之有效的评价，以判断通风系统的安全性程度。

2 运用层次分析法评价矿井通风系统安全的技术方法

对于层次分析法而言，它是一种综合定性分析和定量分析相结合的决策办法。通过对复杂决策问题的实质、影响因素和内在关系等方面进行深入的分析，运用数学化决策的思维过程，并利用少量的定量信息对多目标、多准则和无结构特性的复杂决策问题进行有效解决。

2.1 先要确定所要评价的指标

在运用层次分析方法对矿井通风系统进行安全评价时，它的内容重点体现在以下几个方面：①主要通风机效率及其运行的稳定性和安全性；②评价通风网络复杂度、矿井开采集中度，以及开采区通风均衡度等在内的通风网络结构的安全性；③评价矿井风压、等积孔和回风段阻力比在内的通风网络阻力分布的安全性；④评价开采区通风设施数量和开采区内部漏风比率的通风设施的安全性；⑤评价风量供应与需求的综合指数、开采区内风流瓦斯浓度在内的风量和风质的安全性；⑥评价开采区内风流逆转危险程度及安全撤退需要的最少时间在内的防灾救灾系统的安全性；⑦检测通风安全状况漏检率的安全检测系统的安全性评价。

2.2 制定评价系统设计方案

根据系统理论，在煤矿开采的大环境下，其矿井通风系统还包括诸多子系统，而子系统中又包括通风设备子系统和管理子系统等，只有全面考虑矿井通风系统所在的大环境，并结合通风子系统的情况下，才能对通风系统安全做出综合性的评价。按照层次分析法，需要建立安全性指标体系。该体系分为三层，主层为通风安全评价指标体系，其下分为四个部分：①通风系统环境，它包括通风网络结构合理性、风量供需比、有效供风率、风速合格率、矿井漏风率、采煤工作面配风率、局部通风三专两闭锁和等积孔等内容；②通风设施安全性，它包括主要通风机安装要求、局部通风机安装要求、通风巷道维护情况、通风巷构筑物情况和局部通风机风筒阻燃率等内容；③通风系统安全管理，它包括管理机构、人员素质、安全投入、安全管理措施、管理制度和安全监测情况；④易发事故情况，它包括粉尘爆炸、瓦斯聚集等内容。

3 确定与建立通风系统安全评价模型

3.1 建立指标权重数学模型

①我们利用AHP，按照目标层、准则层、指标层及方案层划分指标权重，并建立相应的数学模型。②明确量化标准。通过对两个因素进行比较，确定该两个因素的重要程度。例如1表示两个因素重要性是同等重要，3则表示其中一个因素比另外一个因素稍微重要一点，以此类推，5表示一个因素比另一个因素明显重要，7表示一个因素较另一个因素而言十分重要，9表示一个因素比另一个因素极端重要。此过程中的2、4、6、8等数值，则表示相邻奇数标度值的中值，即2表示1与3之间的中值。③根据量化标准建立矩阵，可设定A=A1，A2…An，A1=a11，a12…a1n，A2=a21，a22…a2n，An= an1，an2…ann。④我们根据矩阵公式，可对权重进行计算，并最终确定，得出结果。若C.I./C.R.<0.1，则就符合一致性要求。

3.2 对评价系统指标隶属度的分析

此层次分析法中，通风安全评价指标的隶属度则是由多方面组成，为避免出现主观性，因此要选取多指标进行比对。可以结合煤矿的实际情况，对风量供需比、管理机构、易发事故等指标进行比对，以实现客观性和多指标性的合理性。

4 结合实际应用案例进行分析

4.1 引入运用实际案例

将安全评价模型投入到某矿之中，其通风安全的评价测试体系赋值就可确定：①其通风系统环境中，有效供风率的权重数值为0.21，风速合格率的权重数值为0.06，矿井漏风率的权重数值为0.12，配风合格率的权重数值为0.21，局部通风情况的权重数值为0.34，等积孔的权重数值为0.06；一级得分则为0.882，二级得分则分别为1.0、1.0、0.4、0.9、0.7、0.8。②在通风安全性中，主要通风机安装情况的权重数值为0.41，局部通风机安装情况的权重数值为0.26，通风巷道维修失修率的权重数值为0.14，通风构筑物情况的权重数值为0.19；一级得分则为0.825，二级得分则分别为0.9，0.9，0.5，0.8。③在易发安全事故中，瓦斯检测系统的权重数值为0.15，瓦斯超限次数的权重数值为0.15，瓦斯监控设备完好率的权重数值为O.20，煤尘爆炸指数的权重数值为0.20，测尘点合格率的权重数值为0.2，瓦斯聚积点数的权重数值为0.2；一级得分则为0.772，二级得分则分别为0.7、0.7、0.8、0.4、0.7、0.3。④在通风系统安全管理中，其人员素质情况的权重数值为0.10，安全投入情况的权重数值为0.10，安全管理情况的权重数值为0.26，管理制度情况的权重数值为0.26，安全监测情况的权重数值为0.28；一级得分则为0.735，二级得分则分别为0.8、0.6、0.6、0.7、0.5。对其煤矿进行评价时，可采用下列评价公式进行计算：F=。式中，n表示评价指标的个数，Cij表示评价指标的隶属度，Nij表示因素的权重，Ni表示准则层的权重。根据通风系统安全评价标准，评价结果中低于0.5属于不安全范畴，在0.5～0.8之间属于基本安全，超过0.8才算是安全。在此投入模型评价中，按上述公式模拟计算结果时，F=0.8054。显然超过了安全标准的要求，说明该煤矿可以确定为通风安全煤矿范畴。

4.2 对实际应用案例的小结

①运用层次分析法对煤矿通风系统进行安全评价，可以满足评价设计的可行性、客观性和多指标性的基本设计原则。②通过对通风系统的具体测试评估，以及对不同因素进行的分析比较，可以得到不同因素的权重。③对通风系统作出具体的评价，还应结合煤矿的具体情形与问题进行分析，从而对评价因素的隶属度作出正确的判断与确定。

5 结束语

矿井通风系统的安全，直接影响着煤矿作业的安全，因此，运用安全评价技术十分必要。其安全评价理论和技术，对研究矿井通风安全具有很大的潜力。而利用层次分析法所研究出的矿井通风系统安全评价模型，就能在实际应用中担当其使命，它对于矿井通风安全系统作出准确评价也具有重要的现实意义。但是，这种评价系统还需要进行不断的完善、探索和研究，以期待更好的发挥作用。

参考文献

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