彭珊珊 PENG Shan-shan；張辛亥 ZHANG Xin-hai

（①西安科技大學(xué)能源學(xué)院，西安 710054；②西部礦井開采及災(zāi)害防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710054）

（①School of Energy Engineering，Xi'an University of Science and Technology，Xi'an 710054，China；②Key Laboratory of Mining and Disaster Prevention of Western Coal Mine Ministry of Education，Xi'an 710054，China）

0 引言

煤礦瓦斯爆炸事故具有很強(qiáng)的破壞性、突發(fā)性，是煤礦重大災(zāi)害事故之一。預(yù)防、控制瓦斯爆炸事故，是實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。隨著安全系統(tǒng)工程的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，人們對煤礦安全評價(jià)的研究越來越重視，并取得很多重要的研究成果。采煤的危害大多來源于瓦斯爆炸，所以就需要運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理進(jìn)行識別和分析潛在的危險(xiǎn)因素。這樣能夠及時(shí)指導(dǎo)瓦斯爆炸的管理工作等，能夠針對現(xiàn)場實(shí)際問題進(jìn)行合理措施，對保護(hù)工作面的安全具有重要的意義[1]。

1 礦井概況

下峪口煤礦于1970年建礦，1975年投產(chǎn)，年生產(chǎn)能力120萬噸，并建有年入洗原煤120萬噸的選煤廠，依礦井設(shè)計(jì)能力尚可服務(wù)80余年。原煤產(chǎn)量最高達(dá)133萬噸/年，洗精煤產(chǎn)量最高達(dá)80.6萬噸/年。先開采的2＃煤層平均厚度為1.0m，屬低中灰、低硫、低磷、高發(fā)熱量的國內(nèi)稀缺煤種；首先工作面為2－3采區(qū)的23201的采煤工作面，埋藏深度為200m，工作面走向長度為160m，傾向長600m，煤層平均傾角7°，最大傾角20°，回采方法為單一走向（傾斜）長壁式采煤方法；礦井總排風(fēng)量為13781m3/min，礦井有效風(fēng)量為12109m3/min，有效風(fēng)量率為87.87%；礦井通風(fēng)方式為分區(qū)混合抽出式通風(fēng)，礦井主要通風(fēng)機(jī)為KZS－NO30；礦井瓦斯相對涌出量31.72m3/t，屬于煤與瓦斯突出礦井；2號煤層煤塵爆炸指數(shù)為17.5%，煤塵有爆炸危險(xiǎn)；經(jīng)測定，屬于不易自燃煤層。

2 采煤工作面瓦斯爆炸綜合評價(jià)

2.1 構(gòu)建安全評價(jià)指標(biāo)體系 通過對下峪口煤礦采煤工作面可能出現(xiàn)的瓦斯爆炸的因素進(jìn)行分析，構(gòu)建合理的瓦斯爆炸危險(xiǎn)性安全評價(jià)指標(biāo)體系，見表1。

2.2 確定指標(biāo)權(quán)重 針對本層次中一些有關(guān)指標(biāo)因素之間相對重要度進(jìn)行比較，然后選擇重要性較高的數(shù)值表示出來，并且寫出矩陣形式即判斷矩陣[2]。判斷矩陣中各元素的取值和含義見表2。

表1 煤礦安全評價(jià)指標(biāo)體系

表2 1～9標(biāo)度的含義

通過計(jì)算，確定各指標(biāo)因素的權(quán)重系數(shù)后，再進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，直到滿足一致性的程度CR<0.1要求為止，若CR≥0.1，應(yīng)對判斷矩陣做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整[3]。因此得到指標(biāo)權(quán)重，見表3。

表3 評價(jià)模型指標(biāo)的權(quán)重

2.3 綜合評價(jià) 由各種評價(jià)指標(biāo)然后打分的基本標(biāo)準(zhǔn)的各灰數(shù)及白化權(quán)函數(shù)[4]的特點(diǎn)，進(jìn)而確定相應(yīng)的區(qū)間，從而得到根據(jù)綜合評價(jià)結(jié)果建立等級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，見表4。

表4 風(fēng)險(xiǎn)等級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

對Bi的綜合評價(jià)結(jié)果記為Yi，則Yi=Wi·Ri

以F中對B1作綜合評價(jià)為例：

同理求得F中Y2=(0.374,0.391,0.228,0)；Y3=(0.340,0.403,0.245,0.009)；Y4=(0.369,0.410,0.220,0)。

因此對目標(biāo)層進(jìn)行綜合評價(jià)，有

Y=WR=(0.367,0.386,0.241,0.005)

通過計(jì)算，得到相應(yīng)的綜合評價(jià)值為

S=YCT=(0.367,0.386,0.241,0.005)(4,3,2,1)T=3.115

通過對比表中的數(shù)據(jù)，整個(gè)采煤面的綜合評價(jià)結(jié)果為三級，表明煤礦安全狀況良好，即也存在一定的安全隱患，要繼續(xù)加以防范。

另外，根據(jù)最大取值原則來判斷灰色評價(jià)權(quán)向量，也可以發(fā)現(xiàn)處于較高的各因素指標(biāo)占有較大的比重，說明該礦采煤面安全情況良好，與上述方法得到的結(jié)果相同。由此可見，灰色層析分析法對于煤礦安全評價(jià)是可行的，所給出的評價(jià)模型既能用于描述不同層面的安全狀態(tài)，也能對同一層面不同因素的風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行評價(jià)。

3 結(jié)論

①本文應(yīng)用層次分析法對下峪口煤礦的安全形勢進(jìn)行了灰色綜合評價(jià)，建立了4個(gè)評價(jià)準(zhǔn)則、21個(gè)評價(jià)指標(biāo)的煤礦安全指標(biāo)層次結(jié)構(gòu),通過實(shí)例驗(yàn)證表明所建立的評價(jià)模型操作性較好、結(jié)果直觀準(zhǔn)確,通過它可以準(zhǔn)確地預(yù)測煤礦安全狀況，并且可以根據(jù)不同因素指標(biāo)的權(quán)重，進(jìn)而有針對性地加以預(yù)防和監(jiān)控，以采取規(guī)避相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)因素的措施，對煤礦的安全建設(shè)與安全管理具有重要意義。

②瓦斯爆炸事故是可以預(yù)防的。歸納起來有以下幾個(gè)方面：防止瓦斯積聚；防止點(diǎn)火源的出現(xiàn)；加強(qiáng)瓦斯的檢查和檢測；防止瓦斯爆炸事故的擴(kuò)大。

總之，利用灰色理論綜合評價(jià)模型進(jìn)行煤礦安全評價(jià)，提高了其影響因素分析和綜合評價(jià)結(jié)論的科學(xué)性、可靠性，能夠更好地指導(dǎo)安全生產(chǎn)，更有效地貫徹“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”主導(dǎo)思想。

[1]王魁軍,曹林.我國煤礦瓦斯災(zāi)害事故頻發(fā)的原因分析[J].中國煤炭,2003,29(7):9－11.

[2]袁梅,李希建，吳桂義.AHP在煤礦安全現(xiàn)狀評價(jià)中的應(yīng)用[J].煤礦安全，2009，35(1)：72-74.

[3]趙珊珊.煤礦安全評價(jià)指標(biāo)體系的層次分析法研究[J].煤炭科技,2008(4)：28-29.

[4]謝乃明,劉思峰.灰色層次分析法及其定位求解[J].江南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2004,3(1):87－89.