薛仲卿， 李贺力， 张车华， 张喜亮， 陈银刚
(1.太原工业学院，山西 太原 030008；2.山西江淮重工有限责任公司，山西 晋城 048026；3.湖北三江航天红林探控有限公司，湖北 孝感 432000)
为了保证矿山井下火药库的安全运行，根据矿山井下火药库实际安全管理及评价经验建立了井下火药库安全评价指标的递阶层次结构。利用模糊法对井下火药库进行了系统性评价，得到了影响井下火药库系统安全的各影响因素及系统整体的安全评价结果。通过实例进一步说明了评价的步骤和方法。
井下火药库，安全评价，模糊法
矿山火药库的安全一直是矿山管理部门及企业非常重视的安全问题之一。随着矿山生产规模及开采能力的不断提升，井田面积不断增加，使得原有地面火药库或是已有的井下火药库库容均无法满足实际使用的需求。因此，我国多数大型煤矿开始陆续在井下新建火药库。随之而来的是，专项安全验收评价工作逐渐展开。
目前，矿山整体及五大灾害专项的安全分析及研究工作已较为丰富[1-8]，而针对火药库验收及专项评价工作的开展还较为滞后。实际的评价工作多数基于火药库设计规范及标准进行一一核对，并针对其爆炸危险性进行评估[9-10]，而对于各因素自身危险性的大小及其对系统影响作用的大小无法进行综合分析。针对这一问题，建立井下火药库安全评价指标的递阶层次结构，并利用模糊法对矿山井下火药库安全性进行评价。
1 建立数学模型1.1 评价对象因素集及评语集的确定对矿山井下火药库进行安全评价时，根据该井下火药库的主要危险有害因素和井下综合因素，建立评价因素集U，即U={人为因素A1，机、物因素A2，环境因素A3}。具体层次如图1所示。
图1 井下火药库评价多指标多层次体系模型
由于各矿实际情况不同，指标层以下的分级内容在此不具体给出。但要深入细致地反映企业的真实情况,就必须进行更多层次、更详细的分级工作。如果对某一因素进行下一级划分，就要保证各层因素间以及上下层因素间既不能有遗漏,也不能有重叠。具体计算方法可同理进行。
确定评价等级及其相应标准，由专家、技术人员和企业管理者组成评判小组，根据企业实际情况和各指标包含的具体评价要求，给出评语集V={v1,v2,v3,v4,v5,v6}={优秀，良好，一般，差，危险，极度危险}，评价等级分为6级。其中，[90，100)为优秀(可以接受)，[80，90)为良好(需要进一步完善)，[70，80)为一般(需要注意)，[60，70)为差(需要整改)，[40，60)为危险(需要立即整改)，[0，40)为极度危险(不能继续作业)。并根据评判小组分析，结合企业的实际情况，取等级参数列向量为：V=(90,80,70,60,40,0)T。
1.2 构造评判矩阵若共有n项影响因素，p类发生事故的情况，将第i个准则层单因素模糊评价集Ri的隶属度为行，可组成单因素评价矩阵，并写成n×p阶的模糊矩阵R，如式(1)。
(1)
1.3 确定各指标权重在实际的安全评价工作中，不同的危险有害因素对总评价目标所起的作用有所不同，系统评价结果也不完全取决于各因素风险的高低，而且在很大程度上还依赖于各因素在综合评价系统中所占权重的大小。因此，需要对各因素之间的权重，根据一定的实际经验和理论方法进行合理分配。确定权重的方法很多，例如，Delphi法、加权平均法、层次分析法、专家评分法等。通过权重的确定即可得到指标层评价权重矩阵，如式(2)。
(2)
式中：h为准则层元素个数，k为某一准则层元素所包含指标层元素个数。
1.4 构建二级模糊综合评判模型一是，进行一级模糊综合评判，利用已经建立的隶属度矩阵R和权重向量W进行运算，Bi=Wi×Ri=(b1,b2,K,bk)T；同时，根据评价等级得到一级评价指标结果Qi=Bi×V。
二是，对其结果进行定量化处理，得到总的评价向量A=W×B；根据评价等级得到最终评价结果为Q=A×V。
2 评价举例安全工作主要根据实际情况进行现场打分评价。有时认为比较容易控制及防范的危险有害因素，由于管理疏忽、客观缺陷或环境影响，其危险等级就有可能大幅度提升，这就需要专家根据经验和实际检查结果突出其危险程度。应尽量避免由于评价方法选取的不同，人为削弱特殊值对评价结果的影响。
根据图1，从人—机(物)—环境3个方面建立模糊综合评价系统，对井下火药库系统进行全面评价。确定指标权重的方法采用专家评分法，并进行平均及归一化处理，如表1所示。其中，目标层为井下火药库系统安全评价体系。准则层：A1人为因素；A2机、物因素；A3环境因素，且权重向量为WA=[0.37 0.35 0.28]。
表1 指标层权重及隶属度评分集
2.1 初级模糊评价根据表1数据及计算公式Bi=Wi×Ri，分别对B1、B2、B3进行一级模糊综合评价，计算可得式(3)～式(5)。
B1=[0.073 0.146 0.326 0.326 0.129 0]
(3)
B2=[0.476 0.275 0.149 0.1 0 0]
(4)
B3=[0.153 0.168 0.257 0.295 0.127 0]
(5)
根据公式Qi=Bi×V，得到一级评价结果分值：Q1=65.79,Q2=81.27,Q3=67.98。
2.2 二级模糊综合评价由总评价向量公式U=Ai×B得综合评价结果,如式(6)。
U=[0.237 0.197 0.245 0.238 0.083 0]
(6)
根据公式Q=U×V，得到二级综合评价结果分值：Q=71.84。
单项评价结果显示，人为因素及环境因素属于“差”水平，而机、物因素属于“良好”水平。综合评价结果显示，本矿井井下火药库安全状况属于“一般”水平。
2.3 建议措施1) 进一步强化领导安全意识，加强对员工的安全培训和教育，严格执行各项规章制度，从思想上提高安全工作的重要性，不断完善事故应急救援设施及装备，定期开展事故应急预案的演练，提高预防和处理突发性事故的能力，以实现安全经营。
2) 进一步强化安全管理部门监督权力，完善或规范与管理制度内容相对应的执行记录，所有的记录或表格应能体现对本项工作的可追溯性。
3) 所有涉爆人员必须熟悉和掌握爆破器材性能和操作规程，且经技术培训和考核合格，持证上岗。
3 结束语利用模糊综合评价法建立多层次评价模型，使得多因素影响的井下火药库评价系统的隶属关系更加合理化、清晰化。同时，灵活使用不同的确定权重的方法，使得评价结果能较好地反应各因素对目标系统不同的影响作用。尤其是准则层、指标层的选取，更符合井下火药库安全工作的现状，过程简便准确。并且根据矿井的实际情况，可进一步进行方案层的细化工作，以达到更为精准的评价结果。可以看出，运用模糊综合评价法对矿山进行火药库的安全评价是可行的。
[1] 张禹,蒋仲安,孙佳.矿井综合防治系统的模糊评价[J].中国矿业,2006,14(12):43-45.
[2] 张自政,杨勇,田立娇,等.模糊评价分类模型在矿井底板突水判别中的应用[J].矿业安全与环保,2010,37(6):41-43.
[3] 程云岗,刘程,窦仲四.软分层对煤层厚度及煤与瓦斯突出影响的研究[J].工业安全与环保,2013(6):42-45.
[4] Yang L, Song M. Coal mine safety evaluation with V-fold cross-validation and bp neural network[J]. Journal of Computers,2010,5(9):1364-1371.
[5] Jia R, Sun H, Zhang C, et al. A new safety evaluation model of coal mine roof based on multi-sensor fusion in case of information confliction[J].Journal of Computers,2012,7(2):499-506.
[6] 刘东旭,卢明银,汪伟忠,等.SPA在矿工本质安全程度动态评价中的应用[J].工业安全与环保,2013(11):29-31.
[7] Wei C, Pei Z, Li H. An induced OWA operator in coal mine safety evaluation[J]. Journal of Computer and System Sciences,2012,78(4):997-1005.
[8] Yu-kun G, Na B, Ying-hua Z, et al. Research on index system of rock slope safety evaluation for open pit mine[J]. Procedia Engineering,2011,26:1692-1697.
[9] 孙建华,李珺,魏春荣,等.爆炸数学模型分析法在煤矿火药库评价中的应用[J].山西建筑,2015(5):121.
[10]Baker W E, Cox P A. Explosion hazards and evaluation[J]. Combustion and Flame,1983,62(1):103-104.
