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摘要：层次分析法作为一种定性与定量分析方法相结合的综合性评价方法, 在安全和环境研究的多个领域得到广泛应用。煤矿生产是伴随一系列危险因素的高危生产活动，煤矿安全事故的发生也往往是多个致灾因素综合作用的结果。在对煤矿安全进行评价时须兼顾多个方面进行综合性考量。灰色层次分析法(GAHP)研究的对象是“部分信息已知，部分信息未知”的“贫信息”不确定系统，因此可以考虑用于煤矿安全评价。
关键词：层次分析法；安全；评价
层次分析法作为一种综合性的安全评价方法, 在工业生产企业安全、矿山安全、交通安全、公共安全等安全研究的多个领域得到应用。对层次分析法、改进的层次分析法、模糊层次分析法、可拓模糊层次分析法和灰色层次分析法在安全科学领域的应用。安全评价是通过对系统存在的危险性进行定性和定量分析, 确认系统发生危险的可能性及其严重程度, 提出必要的措施, 以寻求最低的事故率、最小的事故损失和最优的安全投资效益。安全评价方法有很多种, 每种方法都有其适用范围和应用条件。当被评价系统同时存在几类危险、有害因素时, 往往需要用几种安全评价方法。
一、层次分析法在安全研究中的应用
工业生产企业的不安全因素很多，而煤矿地下生产作业的不安全因素更多更复杂。煤矿地下作业具有许多不安全的自然因素, 同时煤矿生产中又存在诸多危险因素。据统计, 煤矿事故的发生大多数与矿井的安全状态与安全管理有关。因此, 需要加强煤矿的安全管理并对煤矿进行安全评价。通过安全评价可以进一步加强矿山安全基础工作, 事先预测发生事故的可能性, 确定生产系统的危险状态, 摸清和掌握事故发生规律, 以便采取相应的预防措施。煤矿安全评价中的指标多, 包括定性指标和定量指标。运用层次分析法对煤矿安全进行综合评价, 建立相应的指标体系, 运用专家打分来确定评价矩阵中的元素, 然后定量确定评价指标体系中各种灾害因素的权重, 可以更客观地反映煤矿的安全生产状况, 而且可以解决检查表法中存在的评价因子权重的确定方法缺乏现实依据和评价结果带有很强的主观性等问题。
综合评价矿井的安全性时可以根据实际情况对层次分析法指数标度及评价进行改进。应用改进的层次分析法, 能够更全面的反映矿井的安全性状况。进行煤矿安全评价时又可将层次分析和模糊综合评价结合起来, 使用层次分析法确定评价指标体系中各指标的权重, 用多级模糊综合评价方法对模糊指标进行评定, 提高了评价的准确性。
煤矿安全生产能力是技术、管理、环境等多种因素作用的结果, 应用层次分析法综合考察影响煤矿安全生产的各种因素, 确立影响煤矿安全生产能力的指标体系, 能较客观地反映煤矿安全生产能力, 从而为煤矿安全评价及管理决策提供依据。荆全忠等用层次分析法研究了煤矿安全生产能力指标体系。
矿山安全事故中安全管理工作具有很大的重要性, 有必要将管理单独作为一个评价类别。何正风等通过数学建模的思想, 用模糊数学以及层次分析法对矿山的安全评价进行建模, 为矿山的安全管理提供参考。层次分析法在矿山安全研究中的应用还包括对瓦斯事故评价模型、煤与瓦斯突出影响因素、煤矿通风及管理制度、石灰石露天矿山台阶深孔爆破、矿井顶板涌水及煤巷锚杆支护等的研究。
二、煤矿安全评价
1、建立煤矿安全评价指标体系
（1）煤矿安全评价体系。安全评价结果是否与实际相符，评价指标的选取至关重要。在众多致因理论中，“人－ 物－ 管－ 环”致因模型根据过去煤矿安全事故的统计分析和安全系统工程理论，能够比较全面反映煤矿事故的发生原因，在煤矿安全评价中广泛采用，因此，利用该模型来构造煤矿安全评价指标体系。评价系统由人的因素、物的因素、管理因素、环境因素等一级评价指标和其相应的16个二级指标构成。
（2）利用层次分析法确定权重。使用(1 /9)标度法，邀请煤矿安全专家根据煤矿安全事故统计数据进行打分，确定一级指标的判断矩阵，再由灰色层次法计算软件yaahp 计算一级指标权值，并经一致性检验合格。同理可得二级指标权值，计算结果如表1 所示。
2、构建灰色层次分析评价模型
（1）构建评价样本矩阵。由于评价指标为定性指标，因此需要制定评分等级标准，对定性指标进行量化处理。根据指标优劣大小分为“优”“良”“中”“差”等级，分别为4，3，2，1 分，介于两等级之间的分别为3． 5，2． 5，1． 5 分。组织煤矿安全评价领的位专家对二级指标进行打分，得到评价样本矩阵。
（2）确定评估灰类。分析评估指标评分的等级标准，决定使用评估灰类。灰类序号为e，e = 1，2，3，4，表示“优”“良”“中”“差”安全等级。相应的灰数和白化权函数计算如表。
之后，对准则层进行综合评估，得到其综合评估结果为B，有B = AＲ = (b1，b2，b3，b4)
根据评估结果B，按照取最大的原则来确定受评的对象所属的灰类等级，即可算出综合评估值S = BCT。式中C 为“灰类水平”向量，本例中C = (4，3，2，1)，最后根据综合评估值S，参考设定的灰类等级对受评对象进行综合评估。以某煤矿为例，由表确定的Ui与Vij的权值，邀请4 位煤矿安全领域专家对该煤矿的二级指标进行打分，得到评价样本矩阵D:根据公式计算得到的综合评价结果为S= 3.1702，根据最大隶属度原则和评价标准知该煤矿的安全等级为“良”，与该煤矿实际情况相符。
对机械安全进行全面、合理、客观的分析和评价是解决机械事故问题的有效途径之一。将模糊数学与层次分析法结合对机械安全进行评价。机械可靠性是可靠性学科的一个重要组成部分, 我国的机械设备可靠性研究起步较晚。将模糊层次分析法应用于机械设备可靠性考核领域, 能定量化、系统化的处理各项指标间的关系, 为设备的可靠性水平提高提供科学的依据。
通过对某煤矿运用灰色层次分析法进行安全评估，量化评估结果为良，与该煤矿的实际安全等级状态基本吻合。说明灰色层次分析法在煤矿的安全评价中具有实用性，而且该评价方法比较简单，可以设计计算机程序辅助计算，也可使用现有商业程序如yaahp 进行分析计算。同时也应注意，评价指标的选取及其权值的确定方法，因煤矿生产的系统性、复杂性而对煤矿安全评价结果的可靠性影响很大，所以在后续的研究中，应进一步研究评价指标确立的科学方法。
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论文作者:陈增法
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/8
标签：煤矿论文; 层次论文; 分析法论文; 评价论文; 安全评价论文; 指标论文; 煤矿安全论文; 《防护工程》2019年9期论文;