摘要：針對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全狀況難以評(píng)價(jià)問題，建立了基于信息熵的礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)模型，采用Visual Basic語言，運(yùn)用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法，并編制了礦井通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)軟件，該評(píng)價(jià)模型可作為煤礦企業(yè)安全管理信息系統(tǒng)的子模塊單獨(dú)使用。

　　關(guān)鍵詞：通風(fēng)系統(tǒng)；指標(biāo)體系；信息熵；軟件開發(fā)

　　0 引 言

　　煤炭自燃、瓦斯、粉塵、有害氣體等是引起煤礦事故頻發(fā)的主要原因，這些災(zāi)害事故所占煤礦事故比例較高，危害較大，究其原因可能是礦井通風(fēng)系統(tǒng)不完善，通風(fēng)管理制度不健全，通風(fēng)設(shè)施安設(shè)不合理等多方面原因造成的，因此，在事故發(fā)生前及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)做出科學(xué)合理的評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)存在的事故隱患并解決它，以抑制事故的發(fā)生就成為防范的關(guān)鍵。以往對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)大多采用安全檢查表和專家打分法，安全檢查表屬于定性評(píng)價(jià)，不能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全性給出確定的結(jié)果，專家打分法雖然屬于定量評(píng)價(jià)，但專家各自的權(quán)重很難確定，操作起來也較為困難。本文提出的基于信息熵的評(píng)價(jià)法，指標(biāo)權(quán)重由系統(tǒng)的熵值確定，非常適用于評(píng)價(jià)類似于礦井通風(fēng)系統(tǒng)這種動(dòng)態(tài)的、模糊的、隨機(jī)的、復(fù)雜的龐大系統(tǒng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由通風(fēng)動(dòng)力及其裝置、通風(fēng)井巷網(wǎng)絡(luò)、風(fēng)流監(jiān)測與控制設(shè)施等組成。其任務(wù)是利用通風(fēng)動(dòng)力，以最經(jīng)濟(jì)的方式，向井下各用風(fēng)地點(diǎn)提供優(yōu)質(zhì)量足的新鮮空氣，以保證井下作業(yè)人員的生存、安全和改善勞動(dòng)環(huán)境的需要；在發(fā)生災(zāi)變時(shí)，能

　　有效、及時(shí)地控制風(fēng)向及風(fēng)量，并配合其它措施，防止災(zāi)害的擴(kuò)大。評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性的目的在于及時(shí)發(fā)現(xiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)中存在的問題和安全隱患，調(diào)整和改造系統(tǒng)；優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確編制事故預(yù)防與處理方案，同時(shí)，指導(dǎo)現(xiàn)場通風(fēng)安全管理。

　　1礦井通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

　　1.1 指標(biāo)體系的建立

　　根據(jù)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的內(nèi)涵與所涉及的范圍，可以從許多不同的側(cè)面提出反映該系統(tǒng)安全可靠性的指標(biāo)。本文在大量調(diào)研、文獻(xiàn)檢索、統(tǒng)計(jì)分析和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出了影響礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性的主要因素指標(biāo)集，共5大類，22個(gè)小項(xiàng)，。上述指標(biāo)均為定量指標(biāo)，可通過具體的公式獲得。

　　1.2指標(biāo)隸屬度的確定

　　上述22項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)中，風(fēng)質(zhì)合格率、溫度合格率、通風(fēng)機(jī)反風(fēng)靈活性& 項(xiàng)指標(biāo)具有一票否決權(quán)，即只要不滿足就判定為通風(fēng)系統(tǒng)不合格礦井，其余19項(xiàng)指標(biāo)根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和煤礦生產(chǎn)實(shí)踐確定其隸屬度，如外部漏風(fēng)率、通風(fēng)機(jī)效率和通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性隸屬度分別如表1、表2所示。

 

　　2 評(píng)價(jià)模型的建立及求解

　　信息熵是系統(tǒng)紊亂程度的測度。如果一個(gè)系統(tǒng)處于隨機(jī)、混亂、無秩序狀態(tài)，則此系統(tǒng)的信息熵就很大。反之，一個(gè)系統(tǒng)的信息熵就很小。因此，可以把信息熵引申為描述事物集合中一些相互關(guān)系的量度，即無序與有序、隨機(jī)性與確定性、散漫性與組織性、雜亂無章性與規(guī)則性以及多樣性與簡明性等相互對(duì)立關(guān)系的度量。為此，我們可以把信息熵的概

　　念應(yīng)用于安全領(lǐng)域的研究。

　　在礦井通風(fēng)系統(tǒng)正常運(yùn)作過程中，系統(tǒng)的各個(gè)部分都以一定的組織性、多樣性處于一定的穩(wěn)定狀態(tài)，并通過各部分相互作用、相互調(diào)節(jié)，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定。因此，對(duì)于通風(fēng)系統(tǒng)相應(yīng)地有一個(gè)描述它穩(wěn)定的多樣性和組織性的信息熵值。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生變化或其它異常現(xiàn)象時(shí)，系統(tǒng)的狀態(tài)將發(fā)生變化，信息熵將增加或減少。由此，我們可以判斷系統(tǒng)的安全性能是趨向惡化，還是趨向好轉(zhuǎn)。該模型的具體建立過程如下：

　　（1）將上述22項(xiàng)指標(biāo)中除風(fēng)質(zhì)合格率、溫度合格率、通風(fēng)機(jī)反風(fēng)靈活性$ 項(xiàng)指標(biāo)外的其它指標(biāo)按隸屬度構(gòu)造數(shù)列aij，即：

 

　　另外根據(jù)待評(píng)價(jià)礦井各個(gè)指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果建立一組參評(píng)數(shù)據(jù)序列，記為：

　　3. 評(píng)價(jià)軟件系統(tǒng)研究

　　本軟件采用上面提出的評(píng)價(jià)模型，利用Visual Basic6.0 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理分析功能，并結(jié)合MAT-LAB靈活的矩陣計(jì)算和圖形生成功能，使軟件能自動(dòng)完成危險(xiǎn)辨識(shí)、危險(xiǎn)評(píng)價(jià)計(jì)算、危險(xiǎn)后果預(yù)測及提出安全對(duì)策措施的全過程。

 
 
 

　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)以《煤礦安全規(guī)程》所規(guī)定的數(shù)據(jù)以及煤礦安全管理人員的有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立礦井通風(fēng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息庫，以該信息庫為數(shù)據(jù)提取源，以數(shù)據(jù)計(jì)算和結(jié)果顯示為目的，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)錄入和結(jié)果輸出界面，使系統(tǒng)成為一個(gè)以實(shí)現(xiàn)安全評(píng)價(jià)功能為核心，輔以決策建議、信息查詢、結(jié)果統(tǒng)計(jì)等一系列附加功能的應(yīng)用軟件。

　　4. 結(jié)論

　　本文采用的礦井通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法和開發(fā)的安全評(píng)價(jià)軟件，通過實(shí)際應(yīng)用，收到了較好的效果，從而有利于提高煤礦安全技術(shù)水平，值得普遍推廣應(yīng)用。