層次分析法在爆破飛石傷人事故中的應(yīng)用

王志偉，郭偉平

(中交一公局貴安綜合保稅區(qū)建設(shè)項目部， 貴州 貴陽 550031)

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層次分析法在爆破飛石傷人事故中的應(yīng)用

王志偉，郭偉平

(中交一公局貴安綜合保稅區(qū)建設(shè)項目部， 貴州 貴陽 550031)

在爆破施工事故中，爆破飛石產(chǎn)生的人生傷害事故占整個爆破事故的比率大，對爆破施工現(xiàn)場安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。通過對爆破中飛石傷人事故的分析，建立爆破施工產(chǎn)生飛石傷人事故的層次分析模型。運(yùn)用層次分析法對建立的模型進(jìn)行分析，得出導(dǎo)致巖土爆破飛石事故的主要因素，并提出控制這些因素的有效措施。

層次分析法；爆破飛石；風(fēng)險分析；有效措施

0 前 言

在巖土爆破施工中發(fā)生爆破飛石事故主要有人為和非人為兩因素。人為因素包括：在爆破施工技術(shù)上存在不足及缺陷、現(xiàn)場爆破施工員違規(guī)操作、工程技術(shù)人員理論與現(xiàn)場實際情況不結(jié)合，以及施工經(jīng)驗與應(yīng)變能力不足、相關(guān)現(xiàn)場管理人員把關(guān)不嚴(yán)等。非人為因素則有爆破器材質(zhì)量不合格等。

根據(jù)相關(guān)資料表明，在我國所有爆破施工作業(yè)中產(chǎn)生飛石造成的人員傷亡事故占整個爆破事故的20%左右[1]。因此，通過研究爆破施工作業(yè)中產(chǎn)生飛石原因，并提出有效合理的相關(guān)措施控制爆破飛石產(chǎn)生。為此，根據(jù)飛石造成人身傷害原因建立相應(yīng)層次分析法事故模型，并運(yùn)用層次分析法對其進(jìn)行相關(guān)分析，對爆破現(xiàn)場施工提供相應(yīng)的爆破飛石防護(hù)措施具有一定指導(dǎo)作用。

1 層次分析法

1.1 原 理

層次分析法主要是對構(gòu)建的模型進(jìn)行定性與定量分析相結(jié)合的一種分析方法，而不是只針對定性和定量中的一種分析方法。其原理是通過將一個復(fù)雜問題分解為多個不同層次及不同因素，對其同層次中兩兩因素指標(biāo)的相對重要程度進(jìn)行一個比較判斷。通過兩兩因素判斷比較來建立所對應(yīng)的矩陣，并且分析計算出矩陣中的最大特征值和其對應(yīng)的特征向量，得出模型中不同元素的權(quán)重值，從而來判斷各元素之間的重要性[2-3]。

1.2 判斷矩陣的建立及檢驗

通過對相同層次之間其中一個元素與其他不同元素相對重要性進(jìn)行比較，然后運(yùn)用相應(yīng)規(guī)范的標(biāo)度將它們的重要性用數(shù)字形式表示出來，建立判斷矩陣。矩陣中不同元素的取值大小以及相對應(yīng)含義見表1。

表1 判斷矩陣的取值和含義

根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗及專家意見，現(xiàn)在假定建立的判斷矩陣為A=(aij)n×n，其中：aij>0，aji=1/aij，aii=1。因此，從以上性質(zhì)可看出，建立的判斷矩陣是斜對稱。在填寫矩陣內(nèi)各因素對應(yīng)取值時，一般首先填寫矩陣對稱線上的aii=1部分，后再只需要填寫矩陣中兩個上、下三角形中的元素即可。

1.3 確定權(quán)重

(1)

1.4 一次性檢驗

(1) 在參考專家意見下利用1～9標(biāo)度法進(jìn)行比較，確定同一層次之間以及不同層次之間因素的重要性，并給該因素相應(yīng)的分值。

(2) 建立相應(yīng)的矩陣，計算其權(quán)向量，并對其進(jìn)行相關(guān)一致性檢驗。

表2 判斷矩陣一致性取值

(3) 運(yùn)用公式(2)～公式(4)計算一致性比例CR并進(jìn)行判斷[4-5]，當(dāng)CR小于0.1時，判斷矩陣的一致性是能夠接受；當(dāng)CR大于0.1時，判斷矩陣一致性要求不符合，必須對重新所建立的判斷矩陣進(jìn)行修正。

(2)

(3)

(4)

2 巖土爆破飛石傷人事故

2.1 層次分析模型建立

全面系統(tǒng)地考慮巖土爆破飛石傷人事故的相關(guān)因素，構(gòu)建了巖土爆破飛石相應(yīng)的層次分析模型，主要包含3個層次(分別為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層)，見圖1。

圖1 巖土爆破飛石傷人事故模型

2.2 建立判斷矩陣及檢驗分析

(1) 建立A-B之間的判斷矩陣并對其進(jìn)行檢驗分析。A-B之間的判斷矩陣如表3，進(jìn)行歸一化處理后權(quán)重W=(w1，w2，w3)=(0.1047，0.6370，0.2583)；最大特征值λmax=3.0386；CI=(λmax-n)/(n-1)=0.0193；CR=CI/RI=0.0371<0.1。因此，該判斷矩陣的一致性是可以接受的。

表3 A-B判斷矩陣

(2) 建立B1-C之間的判斷矩陣并對其進(jìn)行檢驗分析。B1-C之間的判斷矩陣如表4，進(jìn)行歸一化處理后權(quán)重W=(w1，w2，w3，w4，w5)=(0.3772，0.2859，0.1095，0.0830，0.1444)；最大特征值λmax=5.1954；CI=(λmax-n)/(n-1)=0.0489；CR=CI/RI=0.0437<0.1。因此，該判斷矩陣的一致性是可以接受的。

表4 B1-C判斷矩陣

(3) 建立B2-C之間的判斷矩陣并對其進(jìn)行檢驗分析。B2-C之間的判斷矩陣如表5，進(jìn)行歸一化處理后權(quán)重W=(w1，w2，w3，w4)=(0.5205，0.2010，0.0776，0.2010)；最大特征值λmax=4.0624；CI=(λmax-n)/(n-1)=0.0214；CR=CI/RI=0.024<0.1。因此，該判斷矩陣的一致性是可以接受的。

表5 B2-C判斷矩陣

(4) 建立B3-C之間的判斷矩陣并對其進(jìn)行檢驗分析。B3-C之間的判斷矩陣如表6，進(jìn)行歸一化處理后權(quán)重W=(w1，w2，w3，w4)=(0.0659，0.3421，0.1840，0.3421，0.0659)；最大特征值λmax=5.0072；CI=(λmax-n)/(n-1)=0.0018；CR=CI/RI=0.0016<0.1。

2.3 層次總排序

總排序是指矩陣中下一層每個因素對上一層相對應(yīng)因素權(quán)重。其分析是從上至下、一一合成。經(jīng)過分析可得出不同指標(biāo)層及整體權(quán)重數(shù)值，見表7。

表6 B3-C判斷矩陣

表7 層次總排序

通過計算得出總排序的CI=0.0192；RI=0.9735；CR=CI/RI=0.0197<0.1。因此，建立的判斷矩陣其整體一致性是可以接受。

由層次總排序結(jié)果可以表明：各因素層次總排序數(shù)大小關(guān)系為：裝藥量過大(C6)>堵塞長度不夠(C7)=堵塞質(zhì)量差(C9)>覆蓋防護(hù)不夠(C13)=警戒線安全距離不夠(C11)>警戒口無守衛(wèi)(C8)>工作人員警戒不足(C12)>未探明地質(zhì)結(jié)構(gòu)(C1)>抵抗線不合理(C2)>警戒線設(shè)置不全(C10)>設(shè)計起爆順序有誤(C5)>設(shè)計堵塞長度不夠(C3)>設(shè)計單耗過大(C4)。

2.4 爆破飛石的控制與防護(hù)措施

根據(jù)層次總排序，可以從以下幾個主要方面進(jìn)行控制與防護(hù)[6-8]。

(1) 嚴(yán)格控制裝藥量。在裝藥過程中，必須嚴(yán)格按設(shè)計要求裝藥，裝藥過多，消耗炸藥，裝藥過少，則可能造成礦石無法爆破下來。

(2) 爆區(qū)覆蓋。對爆破區(qū)域用相關(guān)覆蓋材料進(jìn)行防護(hù)，覆蓋材料必須要求韌性較好、重量大、強(qiáng)度大等，最好是覆蓋材料能相互連接成一個整體，增加其重量及面積?？蓪⑺心苓M(jìn)行覆蓋的防護(hù)材料用鐵絲全部連成一個整體，增加覆蓋強(qiáng)度。

(3) 設(shè)立警戒區(qū)。向爆破區(qū)域四周增大警戒范圍，爆破時在警戒區(qū)域內(nèi)不得無關(guān)人員逗留，爆破警戒人員對警戒區(qū)域內(nèi)進(jìn)行清查，結(jié)束后警戒人員全部撤出爆破警戒區(qū)域。

(4) 加強(qiáng)技術(shù)控制。優(yōu)化爆破參數(shù)、加強(qiáng)地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測、提高堵塞質(zhì)量、設(shè)計合理的抵抗線等措施進(jìn)行技術(shù)控制。

3 結(jié) 語

通過對建立的模型進(jìn)行分析，其結(jié)果可以看出：權(quán)重最大的因素為裝藥量過大(C6)，該因素是導(dǎo)致大多數(shù)爆破飛石傷人事故的最主要原因；堵塞質(zhì)量(C7)以及堵塞長度(C9)在爆破事故中占得比重也較大，略小于裝藥量過大(C6)；其次為覆蓋防護(hù)不夠(C13)以及警戒線安全距離不夠(C11)的問題，其中，不少爆破飛石傷亡事故由于警戒過程中安全警戒距離不夠?qū)е?。通過飛石傷人事故進(jìn)行分析，可得出導(dǎo)致爆破施工產(chǎn)生飛石的每個基本因素所占權(quán)重，為現(xiàn)場實際爆破施工中進(jìn)行高效的安全警戒工作，以及為預(yù)防、減少爆破飛石事故的發(fā)生提供指導(dǎo)作用。

[1]賈玉潔,馬 欣,石金泉,等.基于層次分析法的礦山爆破飛石傷人事故風(fēng)險分析[J].安全與環(huán)境工程,2011,18(1):41-44.

[2]秦書玉.煤礦安全數(shù)學(xué)分析方法與預(yù)測[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2003.

[3]郭金玉,張忠彬,孫慶云.層次分析法的研究與應(yīng)用[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,2008,18(5):148-152.

[4]袁 梅,王作強(qiáng),張義平.基于模糊數(shù)學(xué)—層次分析的露天礦深孔爆破效果評價研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2010,30(10)：81-84.

[5]周 強(qiáng),廟延剛,張智宇,等.工程爆破安全評價指標(biāo)體系及權(quán)重賦值研究[J].采礦技術(shù),2008,8(3)133-135.

[6]任 翔,韋愛勇.爆破飛石的控制與防護(hù)[J].采礦技術(shù),2005,5(1)80-81.

[7]任 翔,郭學(xué)彬.工程爆破飛石及其控制[J].西部探礦工程,2005,12(12):181-182.

[8]具書宇,馮海鵬,王澤剛.土石方工程中防止爆破飛石控制的技術(shù)措施[J].山西建筑,2012,38(9)112-114.(收稿日期：2015-12-03)

王志偉(1983-)男，工程師，主要從事爆破工程管理工作，Email:278272737@qq.com。