基于AHP模型的矿井瓦斯抽采现状评价体系研究

刘 捷

（大同大学，山西 大同 037003）

基于AHP模型的矿井瓦斯抽采现状评价体系研究

刘 捷

（大同大学，山西 大同 037003）

瓦斯安全长期制约着矿井生产和发展，瓦斯抽采是实现煤与瓦斯安全高效共采的有效途径。利用AHP模型建立瓦斯抽采现状的相关指标体系，研究并分析体系中影响抽采技术发展的一系列因素，对改善瓦斯抽采现状有一定指导意义。

瓦斯抽采；层次分析法；指标体系

《煤矿安全规程》中对于瓦斯防治提出的“先抽后采、监测监控、以风定产”和“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”等治理方针，表明瓦斯抽采技术是防治瓦斯灾害的有效手段之一。

近几年，随着煤矿对于安全的投入不断增加，煤矿瓦斯抽采技术的不断发展，矿井安全生产管理水平有了大幅度的改善，煤矿事故和瓦斯事故均有了大幅度下降。表1为2004-2013年我国煤矿事故和瓦斯事故总体情况。

但是，随着煤矿开采深度和开采强度的不断加大，瓦斯安全仍然影响着矿井安全生产和管理，如何实现煤与瓦斯高效共采仍然是摆在我们面前的一项难题。

本文采用层次分析法（简称AHP），对煤矿瓦斯的抽采现状进行分析，将其主要影响因素划分为若干个关联指标，对两两指标之间的重要程度作出比较判断，建立判断矩阵，通过计算得出各关联指标的权重，为改善和优化瓦斯抽采工程提供依据。

1 指标体系的建立

随着技术及装备的革新，瓦斯抽采技术的应用得到了快速的发展，瓦斯抽放量呈稳步上升趋势，但是瓦斯抽采效果褒贬不一，诸多因素影响着抽采的效果。表2为2004-2013年瓦斯抽采量。

本文在现场调查及分析的基础上，确定瓦斯抽采现状为总目标层，影响抽采效果的一级评价指标为4个，在每个一级指标下面又分别设若干二级指标。瓦斯抽采现状评价指标体系见图1。

1）抽采系统和装备。主要是指瓦斯抽采过程中抽采管路的布置、抽采设备的选择和抽采配套设施的应用。

2）抽采方法和工艺。所选择的瓦斯抽采方法应适合煤层赋存状况、开采巷道布置、地质条件和开采技术条件，应尽可能提高瓦斯抽采率，降低抽采成本；好的封孔工艺和参数设计直接关系到瓦斯抽采效果。

3）抽采管理。管理模式在现代化矿井框架下占有独特的地位，在瓦斯抽采环节中体现在人员的培训、规章制度的建立及监测监控系统的应用上。

4）抽采条件。影响瓦斯抽采的自然因素，主要包括矿井瓦斯的储量和煤层的透气性。

2 建立AHP评价模型

建立AHP模型的基本思路是：首先将决策的问题看作受多种因素影响的大系统，这些相互关联、相互制约的因素可以按照它们之间的隶属关系排成从高到低的若干层次，然后根据一定客观现实的判断标准，对各因素两两比较重要性，再利用数学方法，对各级指标所有元素层层排序，最后对排序结果进行分析，辅助进行决策。

2.1 确定指标权重

指标权重的确定是瓦斯抽采现状评价体系的一个关键步骤，本文参考多名相关专业的专家和现场技术人员的意见，对各指标相互关系重要程度打分，采用Satty提出的1～9及其倒数的标度方法，对各个指标进行两两比较，构造判断矩阵，最后依据矩阵来计算出各个因素的权重值。其中1-9标度的含义如下：1表示两元素同样重要；3，5，7，9分别表示一个元素比另一个元素稍微重要、明显重要、强烈重要、绝对重要；2，4，6，8表示两个相邻奇数标度的中值。

依据各位专家及现场技术人员对所建立的评价指标体系进行打分，经过两两比较确定了一、二级指标的比较判断矩阵，求出各判断矩阵的最大特征值λmax及其对应的特征向量，然后对特征向量作归一化处理即可得到对应的权重向量。本文利用matlab分别计算出一、二级指标的权值和λmax，如表3-表7所示。

2.2 一致性检验

TD712

A

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.01.003

1672-5050（2015）01-0006-03

2014-11-17

刘捷（1980-），男，山西大同人，硕士，讲师，从事采矿专业教学及研究。