煤礦"一通三防"安全狀況的模糊綜合評價解析

鄭亮

華晉焦煤有限責任公司 山西呂梁 033300

我國有九成的煤礦資源都是在地下進行的開采的，在這種情況下，隨時都有可能發生災害，威脅井下作業安全。目前常見的災害類型只要有五種，分別為煤塵、瓦斯、火災、水災和冒頂，其中，瓦斯、煤塵和火災比較嚴重，可能會毀掉整個礦井。為防止這些災害，做好通風是基礎所在，在安全生產中，一通三防為重中之重。對一通三防進行的安全評價實際上就是將保證生產安全作為出發點，采用層次分析及模糊綜合評價等方法確定礦井所處安全狀況，以此為現實問題的分析提供參考依據，保證所選安全措施的針對性和有效性，從而減少或徹底消除危險，增強礦井自身抗災、防災能力。

1 評價方法和指標體系

1.1 評價方法

就目前來看，很多方法都能在綜合評價中使用，這些方法中較為合理也較為適用的主要包括以下幾種：一是德爾菲法；二是層次分析法；三是模糊綜合評價法。本次將后兩者結合到一起，通過數學模型的建立對一通三防實施綜合評價，以此確定其安全狀況[1]。

1.2 指標體系

借助層析分析法，按照是否存在共有特征，把一通三防囊括的所有安全因素都聚集成組，然后將存在的共同特征作為系統新層次包含的因素；同時這些因素也根據另一組具有的特性被重新組合，以此形成層次更高一個等級的因素，直至得到單一最高因素，最終形成完整的模型。

該系統將指標體系共分成四層，其中最高層記作A，中間兩層記作B和C，最底層記作D。其中，A是指總系統可靠性及安全性，B包括4個指標，即通風系統、防塵系統、防瓦斯系統及防火系統的可靠性及安全性，C包括8個指標，分別為通風系統、局部通風、通風設施、瓦斯、突出、安全監控、滅火系統及火區管理，D包括48個指標，如通風系統合理性、礦井供需風量比、礦井通風能力核定、采區通風系統、采掘面串聯通風發生率、礦井通風等積孔、采掘工作面與硐室配風、礦井外部漏風率、礦井有效風量率、井巷風速、輔助通風、通風系統圖、局部通風機裝備達標率、瓦斯排放與巷道貫通、通風設施安全合格度、通風巷道失修率、通風儀表完好率、主要通風機安裝和使用、自救器配備率、反風系統反風合格度等，在此不一一贅述。

2 安全評價系統

2.1 數學模型

根據評價指標體系綜合分析結果，借助層次分析法評判所有評價指標對應的權重，再借助模糊數學法完成綜合評價。以結構模型為依據，結合單指標多對象等實際特點，可將其分成四個等級來綜合評價。其中，第一級是D層指標對包含的所有評價對象實施綜合評價；第二級是C層的所有子目標對包含的所有指標實施綜合評價；第三級是B層的所有子目標對包含的所有指標實施綜合評價；第四級是A層對含有的四個子目標實施綜合評價[2]。

2.2 軟件實現

系統以Delphi為前臺，以SQL Server為后臺進行開發。其主要功能為通過確定指標體系，構建相應的數據庫，然后采用數學方法來確定其安全性。系統共有以下三個一級菜單：其一，基礎數據；其二，指標測算；其三，目標評價。其中，基礎數據還包含兩個二級菜單，即指標與目標基礎數據，在這些菜單的支持下能對評價指標予以管理；在指標測算菜單中還包含三個二級菜單，即指標測量數據、指標分類整理與顯示整理結果，能對某時間范圍內實際測量數據予以動態記錄；在目標評價中，包含A、B、C三個層次的目標評價，此外還包括評價的結果與結果顯示，在執行存入的命令以后，系統會議指標實際值為依據，采用公式代碼對三級評價值進行自動計算[3]。

2.3 學習樣本選擇

因煤礦安全評價具有很高的復雜性，在進行安全評價時，應先以安全評價因素為依據，結合相關資料確定檢查項目，通過對項目的逐個檢查，可確定子系統對應的評價結果，最后借助層次分析及綜合模糊評價兩種方法確定系統安全狀態。以某局為例，其5個礦的檢查結果如表1所示，將其中4個視作訓練樣本。

表1 煤礦安全評價結果

2.4 BP網絡訓練和評價

網絡學習率確定為0．85，動量系數確定為0．20，訓練誤差不超過10-5，迭代次數確定為2．0×104，將S形函數作為傳遞函數。網絡訓練過程中，在迭代次數達到20000以后，網絡誤差已經可以達到不超過10-4的水平，雖然并沒有達到要求的誤差，但網絡已經可以達到要求。通過網絡評價，待評價煤礦結果為0．9097，可良好反映出煤礦真實安全狀態。由此可以看出，借助之前的樣本對網絡實施訓練以后，可在煤礦安全評價過程中使用，完全可以滿足預期要求。

3 結語

綜上所述，以ANN為基礎對煤礦進行的安全評價，能為煤礦安全評價工作提供全新思路，以此從根本上改善安全評價。然而，因BP網絡自身存在一定局限性，而且煤礦系統往往比較復雜，所以在煤礦安全評價中的應用還需要不斷的改進和提高，特別時在和模糊綜合評價相結合的方面，需要進一步的分析探討。