李建龍 張慧朋

(應(yīng)急管理科學(xué)研究院，河北 石家莊 050081)

0 引言

隨著我國采礦技術(shù)與工藝的不斷發(fā)展，非煤礦山生產(chǎn)逐漸趨于科學(xué)化和規(guī)模化，同時(shí)礦用設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用也使職工的勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低，從而有效提高了礦山生產(chǎn)的安全性。但由于地質(zhì)賦存條件的多樣化和生產(chǎn)水平的差異化，非煤礦山仍整體表現(xiàn)出風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高、事故率高、危險(xiǎn)程度高的“三高”特點(diǎn)[1-3]。為準(zhǔn)確分析礦山生產(chǎn)中存在的安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)類別，針對性制定隱患排查和風(fēng)險(xiǎn)管控措施，保障礦山生產(chǎn)安全高效有效進(jìn)行，有必要對礦山安全生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行分析與評價(jià)。

定性評價(jià)更多基于經(jīng)驗(yàn)對評價(jià)對象進(jìn)行“質(zhì)”的描述，缺少相關(guān)數(shù)據(jù)佐證；而定量分析雖完成量化性的對象評價(jià)，并可在一定程度上揭示其發(fā)展趨勢，但需進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的去偽、選擇和統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行全方位的定量評價(jià)基本無法實(shí)現(xiàn)。為克服以專家評判為主的定性評價(jià)方法和基于大量數(shù)據(jù)處理分析的定量評價(jià)方法的局限性，本文采用層次分析法和模糊綜合評價(jià)法相結(jié)合的評價(jià)方法，通過層次分析法對安全影響因素定性指標(biāo)定量化，并基于模糊數(shù)學(xué)方法考慮人為判斷特點(diǎn)，從而定性定量地對礦山安全影響因素進(jìn)行合理的評價(jià)[4]，為礦山安全管理提供指導(dǎo)建議。

1 模糊綜合評價(jià)方法概述

1.1 方法概述

影響事件發(fā)展的因素通常不止一個(gè)，如果對事件各因素進(jìn)行剝離獨(dú)立分析，就會因忽視各因素間的密切關(guān)聯(lián)性造成評價(jià)結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，對事件的評價(jià)過程就要對所涉及的若干因素或指標(biāo)進(jìn)行綜合評判。模糊綜合評價(jià)法是在綜合評判的基礎(chǔ)上，引入模糊數(shù)學(xué)中關(guān)于最大隸屬原則理論，將被評價(jià)事件的相關(guān)因素在考慮人為判斷標(biāo)準(zhǔn)和定性描述的基礎(chǔ)上進(jìn)行量化分析，進(jìn)而對其進(jìn)行綜合評價(jià)的方法[5]。

模糊綜合評判法的基本原理是：在對某事件或問題進(jìn)行評價(jià)前，首先由業(yè)內(nèi)專家經(jīng)分析討論確定影響事件或問題的關(guān)鍵因素或指標(biāo)，然后對因素集合設(shè)立評價(jià)尺度。通過專家問卷調(diào)查打分的方式確定因素間關(guān)于評判尺度的隸屬度判斷矩陣R，然后結(jié)合層次分析法確定因素權(quán)重，最終得到該事件或問題的綜合評價(jià)結(jié)果E。模糊綜合評價(jià)法雖然也有專家主觀判斷的影響，但通過因素對比量化的方式弱化了評判的主觀性，評價(jià)結(jié)果能夠有效反映事件絕對性。

1.2 步驟流程

以河北某金屬礦山安全生產(chǎn)評價(jià)為例，依據(jù)模糊綜合評價(jià)法對其安全狀況進(jìn)行評價(jià)分析，其具體評價(jià)流程如圖1所示。

2 礦山安全影響因素分析

進(jìn)行金屬礦山安全評價(jià)的首要步驟是進(jìn)行安全影響因素分析。由于金屬礦山生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜性，其安全影響因素也比較繁雜，即使是同一評價(jià)方法，也會因指標(biāo)體系的不同造成評價(jià)結(jié)果差異較大。為準(zhǔn)確建立評價(jià)模型，科學(xué)合理確定評價(jià)指標(biāo)，從國內(nèi)發(fā)生的金屬級非金屬礦山安全事故中分析事故原因，并根據(jù)礦山各類安全檢查中存在的基本安全隱患，分選出影響礦上生產(chǎn)安全的關(guān)鍵因素，并進(jìn)行整理分類，以此構(gòu)建合理的評價(jià)指標(biāo)體系。

以河北某金屬礦山為例，根據(jù)事故和各類隱患的發(fā)生頻率，以及存在的風(fēng)險(xiǎn)源影響程度，確定地質(zhì)條件、管理狀況、技術(shù)水平、作業(yè)環(huán)境、事故處理、職工狀態(tài)和安全教育等7個(gè)主因素作為一級評價(jià)指標(biāo)，并以此建立了如圖2所示的多因素多層次指標(biāo)的結(jié)構(gòu)評價(jià)模型。

圖2 礦山安全評價(jià)指標(biāo)結(jié)構(gòu)模型

3 工程應(yīng)用實(shí)例

3.1 構(gòu)建判斷矩陣

根據(jù)層次分析法的基本原理，判斷矩陣各元素值取自兩因素的對比重要性大小，取值范圍為1～9或其倒數(shù)，如B1比B2重要，則取值大于1，重要程度越高，值越大，反之亦然。通過對一級因素進(jìn)行重要程度對比，得出一級指標(biāo)的判斷矩陣如表1所示。

表1 一級指標(biāo)判斷矩陣

3.2 權(quán)重確定

對一級指標(biāo)的判斷矩陣進(jìn)行數(shù)據(jù)分析計(jì)算，得出其最大特征值λmax和歸一化特征向量W分別為：

λmax=7.56；

W=(0.027 0.404 0.093 0.058 0.253 0.040 0.125)。

通過一致性檢驗(yàn)，得出其隨機(jī)一致性比值CR1為0.071，值小于0.1，說明該判斷矩陣具有較高的可靠性。

同上，對二級指標(biāo)的進(jìn)行逐一對比，確定對應(yīng)的判斷矩陣，并采用Matlab軟件處理二級指標(biāo)判斷矩陣，得出其權(quán)重結(jié)果如表2所示。

表2 二級因素綜合權(quán)重

經(jīng)過上述計(jì)算結(jié)果可知，一級因素指標(biāo)層中，B2管理狀況、B5職工行為和B7安全教育的指標(biāo)權(quán)重值分別為40.4%，25.3%和12.5%。二級指標(biāo)中C5安全體系建設(shè)、C20違章作業(yè)和C7規(guī)章制度落實(shí)的權(quán)重分別為19.03%、12.55%和11.06%，由此可知，該金屬礦在安全生產(chǎn)過程中，安全管理狀況是影響金屬礦山安全生產(chǎn)最關(guān)鍵的因素。

3.3 綜合評價(jià)

為進(jìn)一步分析該礦山在實(shí)際生產(chǎn)過程中的安全狀態(tài)，將安全狀態(tài)劃分成五個(gè)等級，其中一級為危險(xiǎn)，級數(shù)越高，安全等級也越高。根據(jù)該礦實(shí)際情況對二級指標(biāo)層中的各單因素指標(biāo)分別打分，并通過歸一化處理得到相對于一級指標(biāo)因素的隸屬度矩陣，根據(jù)層次分析法確定的權(quán)重向量，采用模糊綜合評判法，即可得出一級模糊綜合評價(jià)結(jié)果。具體計(jì)算結(jié)果如下：

根據(jù)綜合評價(jià)向量結(jié)果，一級因素評價(jià)向量中元素最大值代表該因素的安全狀態(tài)，地質(zhì)條件、作業(yè)環(huán)境、技術(shù)裝備、管理狀況、事故處理和職工行為處于較安全狀態(tài)，安全教育狀況為安全，在后續(xù)施策環(huán)節(jié)中需加強(qiáng)對上述“較安全狀態(tài)”因素的管理，完成礦山安全生產(chǎn)閉環(huán)管理提升。

4 結(jié)語

以河北某金屬礦山為背景，通過層次分析法和模糊綜合評判法相結(jié)合的方式對礦山安全生產(chǎn)狀況進(jìn)行評價(jià)，得出以下結(jié)論：

1)根據(jù)礦山的實(shí)際生產(chǎn)情況及存在的風(fēng)險(xiǎn)源影響程度，建立了包含7個(gè)一級評價(jià)因素和30個(gè)二級評價(jià)因素的多因素多層次結(jié)構(gòu)評價(jià)模型；

2)根據(jù)層次分析法確定的各指標(biāo)權(quán)重值，一級指標(biāo)層中該礦管理狀況、職工狀態(tài)和安全教育的影響程度較大。二級指標(biāo)中安全體系建設(shè)、違章作業(yè)和規(guī)章制度落實(shí)占較大比重，說明安全管理狀況是影響該礦安全生產(chǎn)最關(guān)鍵的因素。結(jié)合專家打分法得到的隸屬度矩陣，得出一級模糊綜合評價(jià)結(jié)果：除安全教育狀況為安全外，其他6個(gè)因素處于較安全狀態(tài)；

3)根據(jù)該礦實(shí)際狀況，綜合評價(jià)結(jié)果符合該金屬礦山實(shí)際安全狀況，并準(zhǔn)確分析了礦山安全的主要影響因素，通過面向特定對象的編程引導(dǎo)數(shù)據(jù)輸入，可以快速進(jìn)行礦山安全評價(jià)，進(jìn)而提高其對管理人員進(jìn)行礦山安全狀況分析和礦山安全管理的指導(dǎo)意義。