模糊综合评判法在矿山爆破飞石中的应用

吴洪波，李 迎，2

(1.贵州新联爆破工程集团有限公司, 贵州贵阳 550000；2.贵州大学矿业学院, 贵州贵阳 550004)

模糊综合评判法在矿山爆破飞石中的应用

吴洪波1，李 迎1，2

(1.贵州新联爆破工程集团有限公司, 贵州贵阳 550000；2.贵州大学矿业学院, 贵州贵阳 550004)

爆破飞石是矿山施工过程中最常见的事故，针对矿山爆破飞石伤人事故进行安全评价分析，根据多个爆区作业的实际情况，应用模糊综合评判法，建立模糊数学理论模型，通过专家赋权把爆破飞石因素定量化，构建一个多因素多层次爆破飞石安全评价体系，再对模糊综合评判结果进行处理，得出矿山爆破飞石伤人事故的安全评价等级。结果表明:矿山爆破飞石伤人事故安全评分为74.47，具有好的安全级别。

模糊综合评判；爆破飞石；安全等级

0 前 言

爆破施工过程中,爆破飞石是着重控制的爆破危害之一。一般情况下,不同施工环境对爆破飞石的安全距离各有要求,特别是复杂环境下城镇中深孔、浅孔爆破,实际安全距离远不能达到《爆破安全规程》有关规定。据统计,在露天开采爆破中,由于飞石造成的人员伤亡、毁坏厂房和住宅、砸坏机器设备等爆破事故,占到整个爆破事故的60%左右[1-2],且一旦超过安全范围危害极大,砸落人畜身上死亡率极高。所以控制爆破飞石的重要性及其重要,但是对爆破飞石的安全状况进行评价的最大难题就是多指标性[3]。针对这一问题,利用模糊综合评判法将导致爆破飞石作业安全状况定量化,分为主因素和子因素,并通过专家打分将定性的问题定量化,分析后找出主要事故原因,以便有效降低这种伤亡事故的发生,确保工程顺利进行和完工。

1 模糊综合评判法基本步骤

模糊综合评价法根据模糊数学的隶属度理论将问题从定性关心转化为定量关系。以爆破飞石为背景,将导致爆破飞石的多种制约因素从两层隶属等级关系进行综合评判[4]。

(1)综合评价爆破飞石的因素集。先建立影响爆破飞石的各主因素即为一级因素集:B＝{B1,B2, B3},其中Bi(i＝1,2,3)表示影响飞石的第i个因素,此层次中i的大小与因素重要度无关,本文中B1为爆破操作,B2为安全管理,B3为警戒管理。再建立爆破飞石一级因素下的各子因素。

(2)建立爆破飞石权重集。各一级因素下级又有多个子因素综合作用且作用程度不同,需确定各子因素权重,构成权重集Ai,根据各主要因素分层确定各自权重影响值。

(3)建立爆破飞石评判集和模糊关系矩阵。评价集是爆破行业专业人员对爆破飞石各因素给出各种评价结果的集合；采用单因素模糊评价法组成模糊综合评判矩阵R。

(4)赋予每个因素相应的权重,即得到模糊综合评判模型W＝A∗R＝{w1,w2,…,wn},其中,“∗”表示综合评判合成算子；根据模糊综合评判模型分析爆破作业安全状况[3]。

2 模糊综合评价法应用

2.1 模糊综合评价模型的建立

在爆破设计与施工中都对爆破飞石安全距离值有说明,有的是用《爆破安全规程》规定,也有的通过经验公式推导。无论是哪种方法,在确定安全距离值时都需要考虑到施工工艺和安全技术管理这两个方面进行分析。本文从这两个方面建立了矿山爆破飞石伤人事故的模糊综合评价模型[5](如图1所示)。

2.2 确定各层因素的权重分配集

专家根据多年实践经验以及相关理论的学习对各子因素之间作用关系进行主观判断赋权。在爆破操作B1中,综合专家对爆破操作的5个因素权重大小的主观评价,将结果进行归一化处理可知,早爆事故权重最大,紧接着炸药单耗过大,网路连接问题最小(见表1),安全管理B2中各子因素权重值,起爆前看管不当问题略高于起爆信号问题和起爆前操作问题也远高于防护措施问题(见表2)；警戒管理B3中各子因素权重值中各因素的重要度排列,警戒线设置问题远高于警戒人员作业不当问题(见表3)。

图1 矿山爆破飞石伤人事故的模糊综合评价模型

表1 爆破操作B1中各子因素权重值

表2 安全管理B2中各子因素权重值

2.3 评判矩阵的建立

系统评价的评判集由专家对实际施工过程中造成爆破飞石伤人事故的各因素打分,每个影响因素分成5个等级(见表4)。

2.4 建立模糊关系矩阵

隶属函数的准确确定是运用模糊数学解决爆破飞石的决定步骤,专家先对各因素分别评价(优、良、中等、较差、差)打分,再将各等级评分专家数除以5(专家总数)便得出综合打分结果。如评价因素炸药单耗过大B11,5位专家中3人打分“优”,占专家总人数的0.6,1位专家打“良”,1位专家打“中等”。因此“炸药单耗过大”的隶属度为:r1＝(0.6, 0.2,0.2,0,0),同理,r2＝(0.4,0.4,0.2,0,0)；r3＝(0,0.4,0.2,0.4,0)；r4＝(0.2,0.2,0.6,0,0)；r5＝(0.2,0.4,0.4,0,0)。

表3 警戒管理B3中各子因素权重值

表4 各因素权重值及评判结果

单因素模糊评价矩阵＝权重集∗初级评判矩阵:B1＝A1R1＝(0.226,0.332,0.332,0.108,0),同理可得,B2＝(0.26,0.26,0.25,0,0),B3＝(0.2,0.2, 0.4,0.2,0),归一化处理可得到“爆破操作”,“安全管理”,“警戒管理”的评价结果分别为:B1＝(0.226, 0.332,0.332,0.108,0)；B2＝(0.34,0.34,0.32,0,0)；B3＝(0.2,0.2,0.4,0.2,0)。

2.5 确定模糊综合评判矩阵

在初级评价的基础上,进行二级评价,由“爆破操作”、“安全管理”、“警戒管理”构成二级评价矩阵:

2.6 总评价

确定矿山爆破飞石伤人事故的安全程度总得分,如对各等级都按百分制给分如表5,再对应相应的安全等级见表6,用二级评价结果分别乘以安全等级百分制分数,便可以得到矿山爆破飞石伤人事故安全评分,对应也可知该模型处于哪个安全等级。

表5 爆破飞石安全等级百分制

表6 爆破飞石安全级别

因此,矿山爆破飞石伤人事故安全评分为74.47,安全级别属于“好”。

3 结 语

本文把模糊综合评判法应用到矿山爆破飞石事故的安全评价中,根据模糊数学理论建立模型,再通过专家打分、数据处理得到建立的安全评价模型安全级别处于“好”的状态。由模型权重可知操作规程中早爆事故导致爆破飞石伤人可能性权重最高,安全管理中是起爆前看管不当最高,警戒管理中警戒线设置最高,成功找出各因素的不同重要度,为工程管理人员提供管理着重点,确保爆破安全甚至取得良好爆破效果。但也应用模糊评价法时同样也存在一些问题:第一,专家评分法的主观因素会影响实际的评价结果；第二,定性或定量分析时的各个因素都看作是相互独立的,而实际操作中,各个因素之间也存在一定的影响；第三,本次模糊评价中只考虑了人行为因素对爆破安全的影响,对环境及物的因素的分析并没有深刻体现。

[1]高文乐,毕卫国.爆破飞石致人死亡案例分析[J].爆破,2002, 19(3):53-55.

[2]刘振雄,郭学彬.岩石浅孔爆破飞石的控制[J].爆破,1996,13 (3):23-25.

[3]贾玉洁,马欣等.基于层次分析法的矿山爆破飞石伤人事故风险分析[J].安全与环境工程,2011,18(1):41-44.

[4]王 旭,霍德利.模糊综合评价法在煤矿安全评价中的应用[J].中国矿业,2008,17(5):76-78.

[5]杨军伟,林大能,张 鹏,等.基于事故树理论的爆破事故致因分析[J].采矿技术,2007,17(3):49-50.

[6]王玉杰,黄平路,张惠聚.土岩爆破作业安全的模糊评价[J].武汉理工大学学报,2004,26(8):67-69.

2015-01-30)