基于模糊綜合評(píng)價(jià)法的煤礦礦井通風(fēng)方案選擇

王麗萍

摘要：礦井通風(fēng)系統(tǒng)直接影響煤礦安全生產(chǎn)和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，為此給出了一種基于模糊綜合評(píng)價(jià)的通風(fēng)方案選擇方法。建立了通風(fēng)方案模糊綜合評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型，根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)提出的通風(fēng)方案進(jìn)行了綜合技術(shù)評(píng)價(jià)，確定最優(yōu)通風(fēng)方案。實(shí)踐證明，方法有效，有較好的實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)方案；模糊綜合評(píng)價(jià)；煤礦；最佳方案

0 引言

煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的重要內(nèi)容，在進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造時(shí)或新建通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，可以擬定多個(gè)可行但各有優(yōu)缺點(diǎn)的方案，這就需要決策者對(duì)備選方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，以做出科學(xué)選擇。應(yīng)用較多的通風(fēng)方案綜合評(píng)價(jià)主要有層次分析法、目標(biāo)決策法及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等方法[1-3]，但是由于通風(fēng)系統(tǒng)工作狀況的復(fù)雜多變，其影響因素多且擁有模糊性、灰色性特征[4]，在傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法中可能會(huì)因?yàn)榭紤]不全影響評(píng)價(jià)結(jié)果。模糊綜合評(píng)價(jià)法被廣泛地應(yīng)用于評(píng)價(jià)具有多因素影響的事物[5]，可有效克服傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法的缺陷。因此應(yīng)用模糊綜合評(píng)價(jià)法選擇通風(fēng)方案是一種有效的方法。

1 煤礦礦井通風(fēng)方案的模糊綜合評(píng)價(jià)法

1.1 建立方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)集

（1），式（1）中，xi（i=1，2，…，n）—通風(fēng)方案的各種評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.2 建立通風(fēng)方案評(píng)價(jià)集

（2），式（2）中，uj（j=1，2，…，m）—備選通風(fēng)方案各種可能的總的評(píng)價(jià)結(jié)果。

1.3 建立通風(fēng)方案評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重集

為充分反映各評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要程度，對(duì)備選通風(fēng)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，要對(duì)每項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)賦予權(quán)系數(shù)。

由各權(quán)系數(shù)組成的權(quán)重集 （3），式（3）中， ，各權(quán)重應(yīng)滿足非負(fù)性要求。

1.4 構(gòu)造通風(fēng)方案的綜合評(píng)價(jià)矩陣

對(duì)備選的通風(fēng)方案，確定評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)評(píng)價(jià)集中各元素的隸屬程度，構(gòu)造模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣。

1.5 通風(fēng)方案的模糊綜合評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)矩陣R和權(quán)重集W確定后，通過模糊合成運(yùn)算B=W·R=（b1，b2，…，bm），求得模糊決策集B，“·”為算子符號(hào)。此為第一層次各評(píng)價(jià)指標(biāo)的單因素評(píng)價(jià)結(jié)果，如果給這些評(píng)價(jià)指標(biāo)賦予權(quán)重W，就可進(jìn)行第二層次的綜合評(píng)價(jià)C=W·R，同理，可繼續(xù)進(jìn)行更多層次的綜合評(píng)價(jià)。根據(jù)備選方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的具體情況得到總體評(píng)價(jià)結(jié)論。

2 通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)實(shí)例

某煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)（以文獻(xiàn)[6]實(shí)例為研究對(duì)象）存在一定問題，需要對(duì)其通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，初步選擇后，制定了擴(kuò)巷、臥底改造、新拓并聯(lián)巷道、煤倉(cāng)改造等4種改造方案，現(xiàn)對(duì)這4種方案進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。

根據(jù)礦井實(shí)際情況建立方案評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并聘請(qǐng)專家對(duì)每項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分，再根據(jù)層次分析法[7]確定權(quán)重，待評(píng)方案評(píng)級(jí)指標(biāo)體系得分即權(quán)重詳見表1。

2.1 第一層次評(píng)定

2.1.1 安全可靠性

通過對(duì)每個(gè)改造方案的礦井抗災(zāi)能力、用風(fēng)點(diǎn)風(fēng)流穩(wěn)定性、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性3項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，可得通風(fēng)系統(tǒng)改造方案的安全可靠性綜合評(píng)價(jià)：

2.1.2 技術(shù)可行性

通過對(duì)每個(gè)改造方案的礦井風(fēng)量、礦井風(fēng)壓、礦井風(fēng)量供需比、礦井風(fēng)積孔4項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，可得通風(fēng)系統(tǒng)改造方案的技術(shù)可行性綜合評(píng)價(jià)：

2.1.3 經(jīng)濟(jì)合理性

通過對(duì)每個(gè)改造方案的風(fēng)機(jī)效率、風(fēng)機(jī)功率、服務(wù)年限凈現(xiàn)值3項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，可得通風(fēng)系統(tǒng)改造方案的經(jīng)濟(jì)合理性綜合評(píng)價(jià)：

2.2 第二層次評(píng)定

安全可靠性、技術(shù)可行性及經(jīng)濟(jì)合理性等第二層次指標(biāo)的權(quán)重W=（0.3，0.4，0.3），根據(jù)第一層次綜合評(píng)價(jià)的式（5）、式（6）、式（7）可得通風(fēng)系統(tǒng)第二層次模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣：

第二層次評(píng)價(jià)結(jié)果：

2.3 結(jié)果討論

根據(jù)式（9）分析分析最終的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，可得如下結(jié)論：

（1）4種方案的總體評(píng)價(jià)的優(yōu)劣順序?yàn)榉桨?、方案2、方案4、方案1，因此確定方案3即新拓并聯(lián)巷道方案為通過風(fēng)系統(tǒng)改造方案。所得最佳選擇方案與文獻(xiàn)[6]評(píng)價(jià)結(jié)果一致，但方案優(yōu)劣順序不完全相同。

（2）得到最終評(píng)價(jià)結(jié)果的同時(shí)，也可以分析第一層次評(píng)價(jià)結(jié)果，易知每種通風(fēng)系統(tǒng)改造方案的安全可靠性、技術(shù)可行性及經(jīng)濟(jì)合理性等哪個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)最優(yōu)，為決策者提供參考。

3 結(jié)語

基于模糊綜合評(píng)價(jià)法提出了一種煤礦礦井通風(fēng)方案選擇方法，將定性分析與定量分析相結(jié)合，綜合考慮了各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)通風(fēng)方案的影響，建立了模糊綜合評(píng)價(jià)模型。實(shí)踐證明，方法可以有效的對(duì)煤礦礦井通風(fēng)方案進(jìn)行優(yōu)選，且操作簡(jiǎn)單，易于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。

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