摘 要

煤矿是我国经济的主要来源，近年来，矿山安全事故的频发给国家造成了巨大的经济损失。为了保证其安全性，需要进一步加强对矿山安全的信息化管理和其潜在的危险性判别。模糊教学法充分考虑了个体判断的模糊性，更能体现主观判断的模糊性。

本文运用模糊层次分析法建立了矿山安全评价体系，它由目标层、准则层和指标层组成，包括生产设备、人员素质、安全教育、经营环境和安全管理等26个指标构成。

其次进行模糊数学模型的建立，选取了以江西某煤矿为实例，对该煤矿的安全状况进行评估，且最后得出的结论是：关于该煤矿安全状况的综合评价分数为81.5分，风险等级评价为V2，属于“较安全”，此结论与实际情况相符合，验证了本文提出的评价方法，最终证明了模型的可靠性，为煤矿安全管理提供了重要参考和决策指导。

关键词：模糊层次法；分析法；矿山；安全综合评价方法

Abstract

Coal mine is the main source of economy in China. In recent years, the frequent occurrence of mine safety accidents has caused huge economic losses to the country. In order to ensure its safety, it is necessary to further strengthen the information management of mine safety and its potential hazard discrimination. Fuzzy teaching method fully considers the fuzziness of individual judgment and can reflect the fuzziness of subjective judgment.

In this paper, a mine safety evaluation system is established by using fuzzy analytic hierarchy process. It consists of target layer, criterion layer and index layer, including 26 indexes, such as production equipment, personnel quality, safety education, management environment and safety management.

Secondly, the fuzzy mathematical model is established, and a coal mine in Jiangxi province is selected as an example to evaluate the safety situation of the coal mine. The conclusion is that the comprehensive evaluation score of the safety condition of the coal mine is 81.5 points. The evaluation of risk grade is V2, which belongs to "relatively safe". This conclusion is in accordance with the actual situation, which verifies the evaluation method proposed in this paper, and finally proves the reliability of the model, which provides an important reference and decision guidance for coal mine safety management.

Keywords: Fuzzy hierarchy method,Analysis method, mine, comprehensive evaluation method of safety

目录

第一章 绪论 1

1.1目的意义 1

1.2研究现状 1

1.3研究内容 3

1.4研究方法及技术路线图 3

1.4.1研究方法 3

1.4.1技术路线 4

第二章 煤矿安全风险评价指标体系 5

2.1煤矿安全风险评价指标的构建目的与设计原则 5

2.1.1煤矿安全风险评价指标体系的构建目的 5

2.1.2煤矿安全风险指标体系的设计原则 5

2.1.3煤矿安全影响因素的分析 6

2.2煤矿安全评价指标体系的构建 6

2.2.1煤矿安全风险评价指标体系的构成 6

2.2.2煤矿安全风险评价指标的说明 6

第三章 矿山开采安全评价模糊数学模型 9

3.1模型建立的基本思想 9

3.2评价模型类型概述 9

3.2.1模型种类 9

3.3 层次分析法确定权重 10

3.3.1 构建判断矩阵 10

3.3.2 计算权重向 10

3.3.3 判断矩阵的一致性检验 11

3.4模糊数学模型建立 11

第四章 应用案例 13

4.1煤矿的简介 13

4.2风险评价指标的测度计算 13

4.2.1调查结果 13

4.2.2权重计算 13

4.2.3 综合评价 14

4.3风险管理措施 15

第五章 结论及展望 17

5.1研究结论 17

5.2展望 17

参考文献 18

致谢 19

第一章 绪论

1.1目的意义

煤矿安全是煤矿生产中最关键的任务，要求矿山技术和管理部门在生产过程中对其安全进行风险评价，通过安全评价确定生产系统的危险状态，采取适当的预防和控制措施，以最少的投资实现基本安全。因此，如何建立有效的评价理论和方法，并评估煤矿生产系统的风险程度是需要亟待解决的新课题。模糊数学的方法充分考虑个人判断的模糊性，因而能更好地反映主观判断的模糊性。通过引入模糊数学，克服了层次分析法的局限性和人类思维的主观性，这种方法被称为模糊层次分析法。 在前人研究的基础上，基于模糊层次分析法（FAHP），建立矿井安全评价模型并进行案例分析。

1.2研究现状

到现在，煤矿安全评价方法^[1]主要有专家评析法、运筹学方法、模糊综合评价法、层次分析法、网络新评价法、灰色评价法、混合法等四大类。每种方法都有其优、缺点和适用范围，据相关研究，层次分析法能够有用地处理主观评价方法中不易用定量方法来综合分析的复杂问题。这样做的目的是比较和判断这两个指标的重要性，这通常很容易实现。然而，层次分析法在构建判断矩阵时不考虑人的判断的模糊性，一致性检验过于复杂，且实用性不高。国外早已探索安全风险管理，研究成果也丰富多彩。自20世纪80年代以来，随着风险分析与控制理论的发展，安全风险管理逐渐发展成为一门独立的学科。主要研究风险发展的本质规律。随着全球化和企业社会责任的出现，提高企业安全管理水平已成为迫切的现实要求。目前，欧美国家安全风险管理发展迅速，一些欧洲国家建立了国家和地区安全风险管理协会。安全风险管理在世界范围内发展迅速。在其他国家中，美国对安全风险管理的研究相对较早，在理论、实践方面的探索和应用较为广泛。而英国在探索安全风险管理方面的理论和经验比美国更成熟，从理论到实践，已经成功地应用于某些大型工程项目中。同时，外国研究人员在大量实验的基础上进行评估，并试图评估煤炭行业的安全性。矿山安全评估主要由概率风险评估确定，它的原则是定义系统的风险程度。矿山生产系统的隐患可能导致事故发生的概率和由隐患引起的危害产物，从统计数据可以知道发生隐患和损害的可能性。因此，这不仅不实际，而且也不是很详细，其中大多数是针对处理统计数据方面的模糊性。还有其他一些方法：澳大利亚的AR Green的矿山安全评估方法，（RV）Romani提出的用Weibull分布确定事故平均周期、每日危险率，安全性指数法，Poland M. Ferry提出了基于“人-机”安全评估和灾难预测，以及日本的隧道安全评估方法^{[1] - [2]}。

根据国外安全评估的相关成果，我国的冶金、电力甚至航空工业开始进行相对容易的安全分析和评价。由于国内外研究人员的积极研究，已有多重方法来评估复杂系统的安全性。本文根据不同的评价方法，依次介绍了各种评价方法及其研究内容。首先，核心方法是采用层次分析法(AHP)。在煤炭建设项目决策当中，余本海等^[2]人对层次分析法进行了探究，解决了有关AHP在多目标决策中难以建立判断矩阵的问题，扩大了层次分析法的应用范围，还运用层次分析法研究了通风系统的影响指标因素，建立了矿井通风系统的安全评价指标体系。根据矿井通风系统的安全程度，定量地描述了矿井通风系统的安全性。同时，大多学者将层次分析法(AHP)应用于矿山安全综合评价当中。袁枚等^[2]人基于层次分析法的理论基础上，按照实际矿井安全检查表的主要内容，提出了一套新的矿井安全评价体系。井全中等人^[2]从系统工程的角度出发，确定矿井安全生产能力指标体系，应用层次分析法(AHP)的一般原理，建立了矿井安全能力的层次分析法(AHP)模型,将两两比较矩阵的特征向量作为矿井安全评价因子的权重，确定了相关因素的影响排序,并根据影响矿山安全的因素，建立了矿井安全评价指标体系。刘雅敬提出了采用定量评价方法对矿山安全进行综合评价，运用层次分析法(AHP)建立矿山安全综合评价模型，最后再通过一个案例对其进行验证的方法^[3]。根据改进的层次分析法(AHP)确定评价因素的权重，翟海娟的实地调查结果表明，它能很好地反映各因素对地下生产系统安全状况的重要性。针对利用遗传算法求解判断矩阵的排序权重，董思辉等^[4]人提出了基于矿井系统安全评价的模糊综合评价方法。模糊综合评价方法因此也逐渐被广泛使用。以西部某中等城市煤炭企业为例，李慧敏从模糊综合评价的视角综合判断各城市煤炭企业的风险状况，基于聚类分析对矿山的风险管理进行等级分化，周清文的煤矿企业项目采矿风险因素主要有三大类，即影响环境保护因素，受益因素和安全因素，并且采用模糊综合评判方法对采矿项目风险进行评估，同时使用基于模糊数学法的基本原理来构造隶属函数的方法。丁霞军^[5]等人利用模糊数学的综合评价方法对某采矿局管辖下的矿山进行安全评价，求得的定量评价结果与实际结果一致。而针对当前矿山安全形势存在的问题，孙佳^[5]等人以矿山安全为研究对象，建立了基于层次分析法和模糊数学方法的矿山“一次三防”安全评价体系模型，同时开发并设计了一个网络计算机评估系统。