模糊綜合評判法在礦山爆破飛石中的應用

吳洪波，李 迎，2

(1.貴州新聯爆破工程集團有限公司, 貴州貴陽 550000；2.貴州大學礦業學院, 貴州貴陽 550004)

模糊綜合評判法在礦山爆破飛石中的應用

吳洪波1，李 迎1，2

(1.貴州新聯爆破工程集團有限公司, 貴州貴陽 550000；2.貴州大學礦業學院, 貴州貴陽 550004)

爆破飛石是礦山施工過程中最常見的事故，針對礦山爆破飛石傷人事故進行安全評價分析，根據多個爆區作業的實際情況，應用模糊綜合評判法，建立模糊數學理論模型，通過專家賦權把爆破飛石因素定量化，構建一個多因素多層次爆破飛石安全評價體系，再對模糊綜合評判結果進行處理，得出礦山爆破飛石傷人事故的安全評價等級。結果表明:礦山爆破飛石傷人事故安全評分為74.47，具有好的安全級別。

模糊綜合評判；爆破飛石；安全等級

0 前 言

爆破施工過程中,爆破飛石是著重控制的爆破危害之一。一般情況下,不同施工環境對爆破飛石的安全距離各有要求,特別是復雜環境下城鎮中深孔、淺孔爆破,實際安全距離遠不能達到《爆破安全規程》有關規定。據統計,在露天開采爆破中,由于飛石造成的人員傷亡、毀壞廠房和住宅、砸壞機器設備等爆破事故,占到整個爆破事故的60%左右[1-2],且一旦超過安全范圍危害極大,砸落人畜身上死亡率極高。所以控制爆破飛石的重要性及其重要,但是對爆破飛石的安全狀況進行評價的最大難題就是多指標性[3]。針對這一問題,利用模糊綜合評判法將導致爆破飛石作業安全狀況定量化,分為主因素和子因素,并通過專家打分將定性的問題定量化,分析后找出主要事故原因,以便有效降低這種傷亡事故的發生,確保工程順利進行和完工。

1 模糊綜合評判法基本步驟

模糊綜合評價法根據模糊數學的隸屬度理論將問題從定性關心轉化為定量關系。以爆破飛石為背景,將導致爆破飛石的多種制約因素從兩層隸屬等級關系進行綜合評判[4]。

(1)綜合評價爆破飛石的因素集。先建立影響爆破飛石的各主因素即為一級因素集:B＝{B1,B2, B3},其中Bi(i＝1,2,3)表示影響飛石的第i個因素,此層次中i的大小與因素重要度無關,本文中B1為爆破操作,B2為安全管理,B3為警戒管理。再建立爆破飛石一級因素下的各子因素。

(2)建立爆破飛石權重集。各一級因素下級又有多個子因素綜合作用且作用程度不同,需確定各子因素權重,構成權重集Ai,根據各主要因素分層確定各自權重影響值。

(3)建立爆破飛石評判集和模糊關系矩陣。評價集是爆破行業專業人員對爆破飛石各因素給出各種評價結果的集合；采用單因素模糊評價法組成模糊綜合評判矩陣R。

(4)賦予每個因素相應的權重,即得到模糊綜合評判模型W＝A?R＝{w1,w2,…,wn},其中,“?”表示綜合評判合成算子；根據模糊綜合評判模型分析爆破作業安全狀況[3]。

2 模糊綜合評價法應用

2.1 模糊綜合評價模型的建立

在爆破設計與施工中都對爆破飛石安全距離值有說明,有的是用《爆破安全規程》規定,也有的通過經驗公式推導。無論是哪種方法,在確定安全距離值時都需要考慮到施工工藝和安全技術管理這兩個方面進行分析。本文從這兩個方面建立了礦山爆破飛石傷人事故的模糊綜合評價模型[5](如圖1所示)。

2.2 確定各層因素的權重分配集

專家根據多年實踐經驗以及相關理論的學習對各子因素之間作用關系進行主觀判斷賦權。在爆破操作B1中,綜合專家對爆破操作的5個因素權重大小的主觀評價,將結果進行歸一化處理可知,早爆事故權重最大,緊接著炸藥單耗過大,網路連接問題最小(見表1),安全管理B2中各子因素權重值,起爆前看管不當問題略高于起爆信號問題和起爆前操作問題也遠高于防護措施問題(見表2)；警戒管理B3中各子因素權重值中各因素的重要度排列,警戒線設置問題遠高于警戒人員作業不當問題(見表3)。

圖1 礦山爆破飛石傷人事故的模糊綜合評價模型

表1 爆破操作B1中各子因素權重值

表2 安全管理B2中各子因素權重值

2.3 評判矩陣的建立

系統評價的評判集由專家對實際施工過程中造成爆破飛石傷人事故的各因素打分,每個影響因素分成5個等級(見表4)。

2.4 建立模糊關系矩陣

隸屬函數的準確確定是運用模糊數學解決爆破飛石的決定步驟,專家先對各因素分別評價(優、良、中等、較差、差)打分,再將各等級評分專家數除以5(專家總數)便得出綜合打分結果。如評價因素炸藥單耗過大B11,5位專家中3人打分“優”,占專家總人數的0.6,1位專家打“良”,1位專家打“中等”。因此“炸藥單耗過大”的隸屬度為:r1＝(0.6, 0.2,0.2,0,0),同理,r2＝(0.4,0.4,0.2,0,0)；r3＝(0,0.4,0.2,0.4,0)；r4＝(0.2,0.2,0.6,0,0)；r5＝(0.2,0.4,0.4,0,0)。

表3 警戒管理B3中各子因素權重值

表4 各因素權重值及評判結果

單因素模糊評價矩陣＝權重集?初級評判矩陣:B1＝A1R1＝(0.226,0.332,0.332,0.108,0),同理可得,B2＝(0.26,0.26,0.25,0,0),B3＝(0.2,0.2, 0.4,0.2,0),歸一化處理可得到“爆破操作”,“安全管理”,“警戒管理”的評價結果分別為:B1＝(0.226, 0.332,0.332,0.108,0)；B2＝(0.34,0.34,0.32,0,0)；B3＝(0.2,0.2,0.4,0.2,0)。

2.5 確定模糊綜合評判矩陣

在初級評價的基礎上,進行二級評價,由“爆破操作”、“安全管理”、“警戒管理”構成二級評價矩陣:

2.6 總評價

確定礦山爆破飛石傷人事故的安全程度總得分,如對各等級都按百分制給分如表5,再對應相應的安全等級見表6,用二級評價結果分別乘以安全等級百分制分數,便可以得到礦山爆破飛石傷人事故安全評分,對應也可知該模型處于哪個安全等級。

表5 爆破飛石安全等級百分制

表6 爆破飛石安全級別

因此,礦山爆破飛石傷人事故安全評分為74.47,安全級別屬于“好”。

3 結 語

本文把模糊綜合評判法應用到礦山爆破飛石事故的安全評價中,根據模糊數學理論建立模型,再通過專家打分、數據處理得到建立的安全評價模型安全級別處于“好”的狀態。由模型權重可知操作規程中早爆事故導致爆破飛石傷人可能性權重最高,安全管理中是起爆前看管不當最高,警戒管理中警戒線設置最高,成功找出各因素的不同重要度,為工程管理人員提供管理著重點,確保爆破安全甚至取得良好爆破效果。但也應用模糊評價法時同樣也存在一些問題:第一,專家評分法的主觀因素會影響實際的評價結果；第二,定性或定量分析時的各個因素都看作是相互獨立的,而實際操作中,各個因素之間也存在一定的影響；第三,本次模糊評價中只考慮了人行為因素對爆破安全的影響,對環境及物的因素的分析并沒有深刻體現。

[1]高文樂,畢衛國.爆破飛石致人死亡案例分析[J].爆破,2002, 19(3):53-55.

[2]劉振雄,郭學彬.巖石淺孔爆破飛石的控制[J].爆破,1996,13 (3):23-25.

[3]賈玉潔,馬欣等.基于層次分析法的礦山爆破飛石傷人事故風險分析[J].安全與環境工程,2011,18(1):41-44.

[4]王 旭,霍德利.模糊綜合評價法在煤礦安全評價中的應用[J].中國礦業,2008,17(5):76-78.

[5]楊軍偉,林大能,張 鵬,等.基于事故樹理論的爆破事故致因分析[J].采礦技術,2007,17(3):49-50.

[6]王玉杰,黃平路,張惠聚.土巖爆破作業安全的模糊評價[J].武漢理工大學學報,2004,26(8):67-69.

2015-01-30)