摘要：本文利用系统工程中层次分析法，针对山西某一矿井的通风系统做出三级评价体系，根据每级的各项指标，建立隶属函数，尽量将评价系统的指标量化。从安全性、经济性、可靠性三个方面分析，对每级各指标进行权重赋值。通过最终决策结果评判通风系统的合理性，进而提出矿井通风系统的优化方案，为煤矿生产做到利益最大化。
关键词：层次分析；系统工程；通风系统；方案优化
1三级评价体系的建立
1.1通风系统一级指标
选取评价指标时，应当遵守科学性与直接性，评价指标能够在一定程度上决定着通风系统结构。因此，根据灰色系统的特征分析及通风系统的模糊性，基本确定评价指标应能系统地反映矿井通风系统结构安全和各方面的综合质量。在上述原则的基础上，本文选取的一级指标为共七个方面，分别是：矿井通风动力，矿井通风网络，矿井通风设施，矿井通风质量，矿井防灾减灾能力，矿井通风科学管理，矿井通风经济合理。
1.2通风系统二级指标
矿井通风系统优劣评价需要科学的技术方案，考虑到矿井通风系统的模糊性，笔者认为层次分析法适用于通风系统的评价。前人对矿井通风系统二级指标体系的已建立的大量资料，笔者结合前人结论，依据层次分析法，从建立的七个准则层一级指标细分为33个二级指标，对其每一项都进行定量与定性分析。（1）矿井通风动力。经过类比分析确定矿井通风动力共有5项评价指标，包括：矿井通风风压、矿井通风等积孔、主要通风机运转稳定性、矿井外部漏风率、主要通风机工况点。（2）矿井通风网络。评价矿井通风系统的指标一般认为有5项，分别是：矿井通风网络复杂程度、用风段串联通风发生率、矿井通风网路独立回路数、矿井通风网路角联分支数、用风区风流小稳定角联分支数。其中，最重要的是通风网络复杂程度，与矿井通风系统稳定性与抗灾能力关系紧密。（3）矿井通风设施。矿井通风设施的评价指标有5项：矿井通风调节设施合格率、局部通风设备与设施可靠性、矿井通风调节设施合理性、矿井风网调节合理度、矿井通风阻力分布合理性。（4）矿井通风质量。矿井通风质量的评价指标有5项：矿井风量供需比、矿用风地点风量合格率、用风地点风质合格率、用风地点温度合格率、用风地点粉尘浓度合格率。（5）矿井防灾减灾能力。矿井防灾减灾能力的评价指标有6项：通风方式与方法可靠性、矿井防灾设施安装达标率、矿井反风系统灵活度、矿井反风系统可靠度、通风系统防火阻燃系统合格度、避灾路线通行时间。（6）矿井通风安全管理。矿井通风系统安全管理的评价指标有4项：矿井通风监测监控介格率、井下通风安全状况检测率、通风设备质量合格率、通风系统规章制度执行达标率。（7）矿井通风经济管理。矿井通风经济管理的评价指标有3项：矿井吨煤主要通风机电费、主要通风机综合效率、矿井有效风量率。
2通风系统各评价指标权重值确定
评价通风系统的优越性关键环节是将评价指标体系中各项指标科学地赋予权重值，这一环节直接决定了最终最优通风系统方案的确定。影响矿井通风系统存在多种因素，在众多因素中对方案选取的影响程度存在差异，因此为了在建立评价体系的基础上能够科学的反应各项指标的影响程度，本文选取利用权重值大小量化影响程度。这对于最优通风系统的确定直接明了，更保证了通风系统的安全性与经济性。
层次分析法最突出的优点是能够将矿井通风系统的中的模糊性特征进行量化处理，将多个影响因素、评价指标综合在一个特征指标上反映，这种评价方法对于老矿井及复杂通风系统的矿井具有重要意义。依据影响指标形成的矿井通风评价体系，在体系分析过程中运用层次分析法，每项影响指标都有对应的判断矩阵，每个矩阵产生后对其应当进行一致性检验，而对于层次分析法的评价特征逐项逐层的验证判断矩阵的一致性十分必要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在建立矿井通风系统评价体系的基础上，应用层次分析法对体系内每项指标进行量化，这种量化过程对评价结果起到决定性效果，构造出各层次上的判断矩阵。经层次分析法程序计算，得出满意的权重分配方案。
3 通风系统优化案例
3.1 矿井通风系统介绍
矿井通风方式为中央边界式，通风方法为抽出式。进风井 4 个，即主斜井、副斜井、立井及西风井，其中立井及西风井为辅助进风井；回风井 1 个，即东风井。
3.2评价工程分析
依据系统工程的分析过程，结合矿井通风系统的特征，在建立评价体系的基础上，需要对每项评价指标进行定性与定量分析，整个工程分析涉及到通风系统中危险源的辨识、分析、判断，运用层次分析法评价通风系统的优劣，对存在的问题提出可行性整改措施。
3.3存在问题与方案优化
矿井中存在的主要问题是局部地下巷道的变形以及阻力异常，井下局部地点风速超限。矿井浅部资源开采殆尽，矿井开采逐渐向深部延伸，面临着“三高”问题严重，其中地温升高，通风路线增长，矿井开拓用风地点增多，矿井需风量增大，因而当前需要增大矿井总进风量，根据矿井实际生产需求，总进风量要进一步提高，巷道进风量进行重新分配，改善施工地点的作业环境，保证安全生产。矿井选择新型号风机是最直接的解决办法，为此根据矿井生产实际，增加矿井进风量的同时，也要考虑到巷道内降低风阻的方案，并依据远期通风容易时期和困难时期的生产部署进行了风机选型研究，为风机的提供一些基础的参数与工况值。为配合矿井生产，通风系统的改造提出了三种可行方案，依据本文提出的通风系统评价指标，最终计算结果最高的为最优方案。三种方案分别是：方案一：增加风机个数，与现有风机并联运行，并联运行方式为集中并联。方案二：立井作回风井用，改变通风线路。方案三：重启西风井通风作用，缩短通风线路。利用通风系统评价指标及权重，三个方案中第三方按的综合指标值最高，值为79.1，有计算结果可知方案三为最优通风系统。
4结论
（1）通过对矿井通风影响因素的研究，依据灰色系统中层次分析法，建立了多层通风系统方案评价体系，评价体系各项指标均能够科学反应对通风系统的影响作用效果。（2）提出通风系统评价体系，整个评价体系分为一级指标与二级指标，其中一级指标确定为：矿井通风动力、通风网络、通风设施、通风质量、防灾抗灾能力、通风科学管理、通风经济合理。（3）针对山西某矿井的通风系统改造，依据通风系统层次分析法的程序，通过指标权重的计算，对比各通风方案，确定系统总指标值最大的通风方案为最优方案。
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论文作者:刘晓伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/5/31
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