鄭亮

華晉焦煤有限責(zé)任公司 山西呂梁 033300

我國有九成的煤礦資源都是在地下進(jìn)行的開采的，在這種情況下，隨時(shí)都有可能發(fā)生災(zāi)害，威脅井下作業(yè)安全。目前常見的災(zāi)害類型只要有五種，分別為煤塵、瓦斯、火災(zāi)、水災(zāi)和冒頂，其中，瓦斯、煤塵和火災(zāi)比較嚴(yán)重，可能會(huì)毀掉整個(gè)礦井。為防止這些災(zāi)害，做好通風(fēng)是基礎(chǔ)所在，在安全生產(chǎn)中，一通三防為重中之重。對(duì)一通三防進(jìn)行的安全評(píng)價(jià)實(shí)際上就是將保證生產(chǎn)安全作為出發(fā)點(diǎn)，采用層次分析及模糊綜合評(píng)價(jià)等方法確定礦井所處安全狀況，以此為現(xiàn)實(shí)問題的分析提供參考依據(jù)，保證所選安全措施的針對(duì)性和有效性，從而減少或徹底消除危險(xiǎn)，增強(qiáng)礦井自身抗災(zāi)、防災(zāi)能力。

1 評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)體系

1.1 評(píng)價(jià)方法

就目前來看，很多方法都能在綜合評(píng)價(jià)中使用，這些方法中較為合理也較為適用的主要包括以下幾種：一是德爾菲法；二是層次分析法；三是模糊綜合評(píng)價(jià)法。本次將后兩者結(jié)合到一起，通過數(shù)學(xué)模型的建立對(duì)一通三防實(shí)施綜合評(píng)價(jià)，以此確定其安全狀況[1]。

1.2 指標(biāo)體系

借助層析分析法，按照是否存在共有特征，把一通三防囊括的所有安全因素都聚集成組，然后將存在的共同特征作為系統(tǒng)新層次包含的因素；同時(shí)這些因素也根據(jù)另一組具有的特性被重新組合，以此形成層次更高一個(gè)等級(jí)的因素，直至得到單一最高因素，最終形成完整的模型。

該系統(tǒng)將指標(biāo)體系共分成四層，其中最高層記作A，中間兩層記作B和C，最底層記作D。其中，A是指總系統(tǒng)可靠性及安全性，B包括4個(gè)指標(biāo)，即通風(fēng)系統(tǒng)、防塵系統(tǒng)、防瓦斯系統(tǒng)及防火系統(tǒng)的可靠性及安全性，C包括8個(gè)指標(biāo)，分別為通風(fēng)系統(tǒng)、局部通風(fēng)、通風(fēng)設(shè)施、瓦斯、突出、安全監(jiān)控、滅火系統(tǒng)及火區(qū)管理，D包括48個(gè)指標(biāo)，如通風(fēng)系統(tǒng)合理性、礦井供需風(fēng)量比、礦井通風(fēng)能力核定、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)、采掘面串聯(lián)通風(fēng)發(fā)生率、礦井通風(fēng)等積孔、采掘工作面與硐室配風(fēng)、礦井外部漏風(fēng)率、礦井有效風(fēng)量率、井巷風(fēng)速、輔助通風(fēng)、通風(fēng)系統(tǒng)圖、局部通風(fēng)機(jī)裝備達(dá)標(biāo)率、瓦斯排放與巷道貫通、通風(fēng)設(shè)施安全合格度、通風(fēng)巷道失修率、通風(fēng)儀表完好率、主要通風(fēng)機(jī)安裝和使用、自救器配備率、反風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)合格度等，在此不一一贅述。

2 安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)

2.1 數(shù)學(xué)模型

根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系綜合分析結(jié)果，借助層次分析法評(píng)判所有評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的權(quán)重，再借助模糊數(shù)學(xué)法完成綜合評(píng)價(jià)。以結(jié)構(gòu)模型為依據(jù)，結(jié)合單指標(biāo)多對(duì)象等實(shí)際特點(diǎn)，可將其分成四個(gè)等級(jí)來綜合評(píng)價(jià)。其中，第一級(jí)是D層指標(biāo)對(duì)包含的所有評(píng)價(jià)對(duì)象實(shí)施綜合評(píng)價(jià)；第二級(jí)是C層的所有子目標(biāo)對(duì)包含的所有指標(biāo)實(shí)施綜合評(píng)價(jià)；第三級(jí)是B層的所有子目標(biāo)對(duì)包含的所有指標(biāo)實(shí)施綜合評(píng)價(jià)；第四級(jí)是A層對(duì)含有的四個(gè)子目標(biāo)實(shí)施綜合評(píng)價(jià)[2]。

2.2 軟件實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)以Delphi為前臺(tái)，以SQL Server為后臺(tái)進(jìn)行開發(fā)。其主要功能為通過確定指標(biāo)體系，構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，然后采用數(shù)學(xué)方法來確定其安全性。系統(tǒng)共有以下三個(gè)一級(jí)菜單：其一，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；其二，指標(biāo)測算；其三，目標(biāo)評(píng)價(jià)。其中，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)還包含兩個(gè)二級(jí)菜單，即指標(biāo)與目標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在這些菜單的支持下能對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)予以管理；在指標(biāo)測算菜單中還包含三個(gè)二級(jí)菜單，即指標(biāo)測量數(shù)據(jù)、指標(biāo)分類整理與顯示整理結(jié)果，能對(duì)某時(shí)間范圍內(nèi)實(shí)際測量數(shù)據(jù)予以動(dòng)態(tài)記錄；在目標(biāo)評(píng)價(jià)中，包含A、B、C三個(gè)層次的目標(biāo)評(píng)價(jià)，此外還包括評(píng)價(jià)的結(jié)果與結(jié)果顯示，在執(zhí)行存入的命令以后，系統(tǒng)會(huì)議指標(biāo)實(shí)際值為依據(jù)，采用公式代碼對(duì)三級(jí)評(píng)價(jià)值進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算[3]。

2.3 學(xué)習(xí)樣本選擇

因煤礦安全評(píng)價(jià)具有很高的復(fù)雜性，在進(jìn)行安全評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)先以安全評(píng)價(jià)因素為依據(jù)，結(jié)合相關(guān)資料確定檢查項(xiàng)目，通過對(duì)項(xiàng)目的逐個(gè)檢查，可確定子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)結(jié)果，最后借助層次分析及綜合模糊評(píng)價(jià)兩種方法確定系統(tǒng)安全狀態(tài)。以某局為例，其5個(gè)礦的檢查結(jié)果如表1所示，將其中4個(gè)視作訓(xùn)練樣本。

表1 煤礦安全評(píng)價(jià)結(jié)果

2.4 BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和評(píng)價(jià)

網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)率確定為0．85，動(dòng)量系數(shù)確定為0．20，訓(xùn)練誤差不超過10-5，迭代次數(shù)確定為2．0×104，將S形函數(shù)作為傳遞函數(shù)。網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程中，在迭代次數(shù)達(dá)到20000以后，網(wǎng)絡(luò)誤差已經(jīng)可以達(dá)到不超過10-4的水平，雖然并沒有達(dá)到要求的誤差，但網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)可以達(dá)到要求。通過網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)，待評(píng)價(jià)煤礦結(jié)果為0．9097，可良好反映出煤礦真實(shí)安全狀態(tài)。由此可以看出，借助之前的樣本對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施訓(xùn)練以后，可在煤礦安全評(píng)價(jià)過程中使用，完全可以滿足預(yù)期要求。

3 結(jié)語

綜上所述，以ANN為基礎(chǔ)對(duì)煤礦進(jìn)行的安全評(píng)價(jià)，能為煤礦安全評(píng)價(jià)工作提供全新思路，以此從根本上改善安全評(píng)價(jià)。然而，因BP網(wǎng)絡(luò)自身存在一定局限性，而且煤礦系統(tǒng)往往比較復(fù)雜，所以在煤礦安全評(píng)價(jià)中的應(yīng)用還需要不斷的改進(jìn)和提高，特別時(shí)在和模糊綜合評(píng)價(jià)相結(jié)合的方面，需要進(jìn)一步的分析探討。