我國90%的煤礦是地下開采，煤塵、瓦斯、火、水、冒頂?shù)葹?zāi)害時(shí)刻威脅著井下安全。五大災(zāi)害中最為嚴(yán)重的是瓦斯災(zāi)害，嚴(yán)重時(shí)會(huì)摧毀整個(gè)礦井。據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督局統(tǒng)計(jì):2005年，煤礦瓦斯事故發(fā)生405起，死亡2157人，同比雖然減少28起，卻多死亡178人，分別減少6.5%和上升9.09，其中，一次死亡10人以上特大事故SS起、死亡1739人，同比增加15起、多死亡695人，分別上升34.9%和66.6%,并且在這58起特大事故中，瓦斯事故40起，占69%。由此可見，瓦斯事故仍然是威脅煤礦安全的重大災(zāi)害。為了有效遏制災(zāi)害事故，保護(hù)礦工生命安全，國家煤炭主管部門制定了有針對性的措施，加大煤礦安全檢查力度。部分省區(qū)通過每年進(jìn)行的煤礦安全現(xiàn)狀綜合評價(jià)，對礦井的自然安全條件、“一通三防”、頂板、機(jī)電和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)進(jìn)行定性打分，劃分安全等級(jí)，達(dá)不到要求的礦井要求立即停產(chǎn)整頓或關(guān)井。

　　本文是以層次分析法為理論基礎(chǔ)來建立礦井瓦斯安全評價(jià)指標(biāo)體系。礦井瓦斯安全等級(jí)為目標(biāo)層，影響礦井瓦斯安全的主要因素為措施層，如通風(fēng)安全、防塵防火安全、防瓦斯安全以及瓦斯安全管理等。各種因素按其隸屬關(guān)系和權(quán)重排序，其評價(jià)因子權(quán)重的確定是以層次分析法的比較矩陣為理論基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)的。

　　1礦井瓦斯事故影響因素分析

　　根據(jù)近幾來在礦井瓦斯事故防治以及瓦斯安全方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，研究表明影響礦井瓦斯安全的因素是多方面的，不僅與礦井瓦斯賦存的地質(zhì)條件有關(guān)，而且還與礦井通風(fēng)、礦井的防塵防火、瓦斯防治以及礦井的安全管理等條件有關(guān)。為便于分析評價(jià)，it化各指標(biāo)，易于操作，主要考慮如圖1的幾個(gè)方面的影響因素:

　　1.1礦并通風(fēng)

　　礦井通風(fēng)系統(tǒng)是利用通風(fēng)動(dòng)力向井下各用風(fēng)地點(diǎn)提供大量的新鮮空氣，稀釋并排出煤礦不斷涌出的瓦斯及有毒有害氣體，排出井下生產(chǎn)所產(chǎn)生的煤塵，能夠有效的防止瓦斯事故的發(fā)生，是煤礦瓦斯安全的重要因素之一。影響礦井通風(fēng)的因素很多，主要包括通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、礦并通風(fēng)能力、通風(fēng)設(shè)施安裝、自救與反風(fēng)系統(tǒng)四個(gè)方面。

　　1.2防塵

　　煤礦在掘進(jìn)、輸送過程中積聚了大量的煤塵，如果不及時(shí)進(jìn)行除塵，一旦機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生的摩擦火花或者是由于爆破引起火花導(dǎo)致瓦斯、煤塵爆炸，將對礦井造成毀滅性的災(zāi)害。煤礦防塵主要包括綜合防塵措施，防爆隔爆措施，防塵灑水系統(tǒng)，定期沖刷巷道四個(gè)方面。

　　1.3防火

　　煤礦火災(zāi)事故造成的傷亡很嚴(yán)重，同時(shí)火又是礦井瓦斯事故的根源。礦井防火主要包括消防管路系統(tǒng)，火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，火區(qū)密封與啟封管理三個(gè)方面。

　　1.4瓦斯防治

　　瓦斯事故是最常見、最頻繁的，造成的傷亡也是最嚴(yán)重的。瓦斯防治主要包括瓦斯突出鑒定，瓦斯抽放系統(tǒng)，瓦斯安全監(jiān)測系統(tǒng)三個(gè)方面。

　　1.5安全管理

　　礦井安全管理，是煤炭企業(yè)安全科學(xué)管理的一個(gè)重要組成部分。大量的事故調(diào)查分析表明，煤礦安全管理問題是目前造成安全事故的主要原因，約占80%以上。所以，提高煤礦安全管理水平，是控制事故發(fā)生的重要手段之一。礦井安全管理主要包括規(guī)章制度健全有效，管理機(jī)構(gòu)完善協(xié)調(diào)，職工安全意識(shí)及定數(shù)培訓(xùn)，事故控制有效及時(shí)反饋處理四個(gè)方面。

　　2 應(yīng)用AHP法確定礦井瓦斯事故影響因素的權(quán)值

　　2.1 層次分析法

　　2.1.1 基本原理

　　層次分析法(analytical hierarchy proocess,AHP)是20世紀(jì)70年代由美國運(yùn)籌學(xué)家Saaty提出的，經(jīng)過多年的發(fā)展現(xiàn)已成為一種較為成熟的方法。基本原理是:將評價(jià)系統(tǒng)的有關(guān)替代方案的各種要素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行定性和定量分析。這種方法是在對復(fù)雜的決策問題的本質(zhì)、影響因素及其內(nèi)在關(guān)系等進(jìn)行深人分析的基礎(chǔ)上，利用較少的定量信息把決策者的思維過程數(shù)學(xué)化，從而為多目標(biāo)、多準(zhǔn)則或無結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問題提供簡便的決策手段。

　　2.1.2 基本步驟

　　第一步建立層次結(jié)構(gòu)模型

　　在深人分析實(shí)際問題的基礎(chǔ)上，分析問題所包含的因素及其相互關(guān)系，將有關(guān)的各個(gè)因素按照不同的屬性自上而下分解成若干層次。同一層次的諸因素從屬于上一層的因素或?qū)ι蠈右蛩赜杏绊�，同時(shí)又支配下一層的因素或受下一層因素的作用。層次結(jié)構(gòu)通�？煞譃槟繕�(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層。

　　第二步構(gòu)建成對比較矩陣

　　從層次結(jié)構(gòu)模型的方案層開始，對于從屬于(或影響)上一層的每個(gè)因素的同一層諸因素進(jìn)行兩兩比較，比較其對于準(zhǔn)則的重要程度，并按事前規(guī)定的標(biāo)度定量化，建立判斷矩陣。如果某一層次元素C，對其下一層次元素aaz ,，二，a.有支配作用，則決策人員把C‘作為準(zhǔn)則，對受其支配的任意2個(gè)元素a, , ai之間的相對重要性作出比較。根據(jù)統(tǒng)一的Saaty判斷矩陣標(biāo)準(zhǔn)度表(見表1)，對各層因素兩兩間進(jìn)行量化比較，形成判斷矩陣。

　　表1  1-9級(jí)標(biāo)準(zhǔn)度的意義標(biāo)度含義

1	表示2個(gè)元素相比，具有同樣重要性
3	表示2個(gè)元家相比，前者比后者稍重要
5	表示2個(gè)元家相比，前者比后者明顯貢要
7	表示2個(gè)元家相比，前者比后者強(qiáng)烈重要
9	表示2個(gè)元素相比，前者比后者極端重要
2、4、6、8	表示上述相鄰判斷的中間值
倒數(shù)	若元素ai與元素aj的重要性之比為Aj那么元索aj與元素ai重要性之比為Aj=1/A

　　第三步 計(jì)算權(quán)向量

　　對每一個(gè)成對比較矩陣，利用求和法計(jì)算最大特征根及對應(yīng)特征向量:

　　 　　　

　　第四步 一致性實(shí)驗(yàn)

　　AHP要求判斷矩陣具有大體的一致性，能使計(jì)算結(jié)果基本上合理。對矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，計(jì)算

　　Rc=I_C/I_R　　　　　　　�。�1）

　　式中RC為一致性比率。當(dāng)Rc＜0.1時(shí)，認(rèn)為不一致程度在容許范圍之內(nèi);而

　　式中:λmax為一致性矩陣的最大特征根，n為成對比較的因子個(gè)數(shù)；I_R為一致性特征數(shù)；I_R幾為隨機(jī)一致性指標(biāo)，其值由表2確定。

　　表1　隨機(jī)一致性指標(biāo)I_R值

n	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
IR	0	0	0.58	0.90	1.12	1.24	1.32	1.41	1.45	1.49	1.51

　　2.2 建立礦并瓦斯事故影響因素的層次結(jié)構(gòu)模型

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　　2.2.1 構(gòu)建判斷矩陣

　　依據(jù)圖1，構(gòu)造各層次的判斷矩陣。判斷矩陣元素的植是根據(jù)許多專家對指標(biāo)的評價(jià)意見，通過采用1～9及其數(shù)的標(biāo)度方法兩兩進(jìn)行比較而被確定的。

　　1)對于A標(biāo)A構(gòu)造的各準(zhǔn)則Bi相對重要性判斷矩陣A-B見表3。

　　2)同理構(gòu)造Cl對Bi的矩陣計(jì)算權(quán)重，見表4、表5、表6、表7、表8。

 

 

 

 

 

 

　　2.2.2 一致性檢驗(yàn)

　　1)先作單排序檢驗(yàn)

　　對A-B矩陣計(jì)算結(jié)果如下:

 

 

　　3 結(jié)束語

　　根據(jù)上述分析結(jié)果，在以礦井瓦斯安全影響因素為標(biāo)準(zhǔn)層的礦井瓦斯安全評價(jià)中，礦井通風(fēng)因素中的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、礦井通風(fēng)能力、自救與反風(fēng)系統(tǒng)三個(gè)方面和安全管理因素的規(guī)章制度健全有效、管理機(jī)構(gòu)完善協(xié)調(diào)兩個(gè)方面影響比較大，它們的權(quán)重之和是0.5573，占全部因素的55.73%，這與經(jīng)驗(yàn)所得結(jié)果相似。為客觀、定量地進(jìn)行煤礦瓦斯安全影響因素的評定提供了依據(jù)。由此表明，層次分析法作為一種將定性問題轉(zhuǎn)化為定量計(jì)算的系統(tǒng)分析與決策方法，適用于難以完全用定量進(jìn)行分析的復(fù)雜問題，具有簡捷、靈活、實(shí)用等特點(diǎn)。