灰色理论在煤矿安全评价中的应用研究
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摘要
本文首先分析了我国煤炭工业在国民经济发展中的重要基础地位,指出了煤矿安全是煤矿工业健康、可持续发展的关键问题。而对煤矿进行系统全面的安全评价,是改善煤矿安全问题的重要手段,煤矿生产系统中,影响安全的因素很多不能完全确定,具有“灰色特性”,所以本文利用灰色系统理论来研究煤矿安全生产系统中各种因素之间的联系,应用灰色系统理论原理对煤矿进行安全评价。
通过研究目前现有的安全评价方法和应用情况,利用灰色系统理论知识、灰熵理论和层级分析法,建立煤矿安全评价模型。在由人—机—环境—管理所组成的煤矿系统中,各要素之间存在着紧密的联系和相互作用,煤矿之所以发生事故,是系统内各要素相互作用的结果。只有找出煤矿子系统中影响煤矿安全的人—机—环境—管理四要素中,影响安全的主要因素,才能采取相应措施,提高矿山整体安全性。因为各个因素赋权的合理与否,直接关系到分析结论的可靠性,所以本文对影响因素赋权方法进行研究,通过调查研究了解到,我国的安全评价赋权大多为完全的专家系统主观赋值,考虑到太多采用这种方法赋权会导致因为分析人员的不同而产生不同的权重分配方案,影响最终的评价结果,所以本文煤矿安全评价整体采用层次分析方法进行主观与客观相结合的赋权,而评价安全生产子系统的影响因素权重时则采用专家赋值法。
通过实例,研究某煤矿实际生产状况,对该煤矿采用灰熵和灰色系统理论的分析方法,对该矿进行了整体安全评价,并首次提出安全重要度概念,来比较煤矿子系统的安全性。因为采用的是定量评价方法,灰色系统理论在煤矿安全评价中的应用提高了安全评价的有效性,能有效的指导煤矿安全生产,减少事故的发生,提高煤矿的安全生产水平。
This article first analysis that China's Coal Idustry plays an important foundation status in national economic development and pinting out the coalmine safety is the key issue of coal industry health and sustainable development. However, carrying out a overall evaluation on coalmine safety is an important means to improve coalmine security issues. In coalmine production system, there are many factors that effect the security ,which can not be completely identified with "grey characteristics". Therefore, using grey system theory to study the links among a variety of factors in the coalmine safety production system and the application of grey system theory principle to evaluate the coalmine safety. Through studying the existing safety evaluation methods and the application, using the knowledge of grey system theory, grey entropy theory and the anlalytic hierarchy process to establish the coalmine safety evaluation model. In the composition of the person - machine - environment -management coalmine system, there are close collaboration and interaction among the various elements. The reason why there are coalmin incident is the result of the interaction of various elements. Only to find out the main factors affecting safety in the coalmine safety subsystem person - machine - environment - management, can we take appropriate measures to improve the overall safety of the mine, Empowering the various factors as reasonable or not, is directly related to the analysis of the reliability of conclusions, so this article makes some research on empowering methods, which are the affecting factors. Through investigation and study , we know that most of safety assessments of empowering in our country are fully subjective assignment of the expert system. Taking too much this approach to empower into account will lead to different weight distributions because of different analysts and will affect the final results of the evaluation, so the overall evaluation of coalmine safety in this article uses the level analysis method enabling the combination of subjective and objective empowering . However , when evaluate the weight factors of the safety production system, we use experts assignment method.
Through examples to study the actual production of a coalmine, using entropy method and grey system theory to analysis the coalmine , carried out the overall safety assessment of this coalmine and the first time , brought the concept of safety importance to compare the safety of coalmine subsystem. Because of using the quantitative evaluation method, grey system theory used in coalmine safety evaluation improved the effectiveness of the safety evaluation and it also be effective in guiding the production of coalmine safety , reduce accidents and improve the safety of coal production levels.
通过研究目前现有的安全评价方法和应用情况,利用灰色系统理论知识、灰熵理论和层级分析法,建立煤矿安全评价模型。在由人—机—环境—管理所组成的煤矿系统中,各要素之间存在着紧密的联系和相互作用,煤矿之所以发生事故,是系统内各要素相互作用的结果。只有找出煤矿子系统中影响煤矿安全的人—机—环境—管理四要素中,影响安全的主要因素,才能采取相应措施,提高矿山整体安全性。因为各个因素赋权的合理与否,直接关系到分析结论的可靠性,所以本文对影响因素赋权方法进行研究,通过调查研究了解到,我国的安全评价赋权大多为完全的专家系统主观赋值,考虑到太多采用这种方法赋权会导致因为分析人员的不同而产生不同的权重分配方案,影响最终的评价结果,所以本文煤矿安全评价整体采用层次分析方法进行主观与客观相结合的赋权,而评价安全生产子系统的影响因素权重时则采用专家赋值法。
通过实例,研究某煤矿实际生产状况,对该煤矿采用灰熵和灰色系统理论的分析方法,对该矿进行了整体安全评价,并首次提出安全重要度概念,来比较煤矿子系统的安全性。因为采用的是定量评价方法,灰色系统理论在煤矿安全评价中的应用提高了安全评价的有效性,能有效的指导煤矿安全生产,减少事故的发生,提高煤矿的安全生产水平。
This article first analysis that China's Coal Idustry plays an important foundation status in national economic development and pinting out the coalmine safety is the key issue of coal industry health and sustainable development. However, carrying out a overall evaluation on coalmine safety is an important means to improve coalmine security issues. In coalmine production system, there are many factors that effect the security ,which can not be completely identified with "grey characteristics". Therefore, using grey system theory to study the links among a variety of factors in the coalmine safety production system and the application of grey system theory principle to evaluate the coalmine safety. Through studying the existing safety evaluation methods and the application, using the knowledge of grey system theory, grey entropy theory and the anlalytic hierarchy process to establish the coalmine safety evaluation model. In the composition of the person - machine - environment -management coalmine system, there are close collaboration and interaction among the various elements. The reason why there are coalmin incident is the result of the interaction of various elements. Only to find out the main factors affecting safety in the coalmine safety subsystem person - machine - environment - management, can we take appropriate measures to improve the overall safety of the mine, Empowering the various factors as reasonable or not, is directly related to the analysis of the reliability of conclusions, so this article makes some research on empowering methods, which are the affecting factors. Through investigation and study , we know that most of safety assessments of empowering in our country are fully subjective assignment of the expert system. Taking too much this approach to empower into account will lead to different weight distributions because of different analysts and will affect the final results of the evaluation, so the overall evaluation of coalmine safety in this article uses the level analysis method enabling the combination of subjective and objective empowering . However , when evaluate the weight factors of the safety production system, we use experts assignment method.
Through examples to study the actual production of a coalmine, using entropy method and grey system theory to analysis the coalmine , carried out the overall safety assessment of this coalmine and the first time , brought the concept of safety importance to compare the safety of coalmine subsystem. Because of using the quantitative evaluation method, grey system theory used in coalmine safety evaluation improved the effectiveness of the safety evaluation and it also be effective in guiding the production of coalmine safety , reduce accidents and improve the safety of coal production levels.
引文
[1]国家安全成产监督管理总局编,《安全评价(上)》,煤炭工作出版社,2005年;
[2]国家安全成产监督管理总局编,《安全评价(下)》,煤炭工作出版社,2005年;
[3]周敏文,《灰色理论在非煤矿山安全预测、安全评价中的应用研究》,广西大学硕士学位论文;
[4]傅立,《灰色系统理论及其应用(第二版)》,科学技术文献出版社,1992年;
[5]刘思峰、郭天榜等,《灰色系统理论及其应用(第三版)》,科学出版社,1999年;
[6]于不凡、王佑安编著,《煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册》,煤炭工业出版社,2000年;
[7]Xiao Xinping,On Parameters in Grey Models,The Journal of Grey System,2000.11
[8]王佑安主编,《煤矿安全手册(第二篇)》,煤炭工业出版社,1995年;
[9]邓聚龙,《灰色控制系统》,华中工学院出版社,1985;
[10]邓聚龙,《灰色系统》,国防工业出版社,1985;
[11]Deng Julong,Grey Hazy Sets,The Journal of Grey System,1992.2
[12]邓聚龙,《灰色预测与决策》,华中工学院出,1985;
[13]肖有才、张秀成、王宏艳,灰色理论在预测深埋型矿井涌出量中的应用,《辽宁工程技术大学学报》,2004年4月
[14]曹庆奎、蔡振禹、段晓惠,煤层顶板稳定性的加权灰关联评价模型,《河北建筑科技学院学报》,2004年6月;
[15]Zhu Changqing,Grey Prediction Modeling via Grey Relational Weighting,The Journal of Grey System,2001.3
[16]伍爱友、肖红飞等,煤与瓦斯突出控制因素加权灰色关联模型的建立与应用,《煤炭科学技术》,2005年2月;
[17]全国注册安全工程师职业资格考试辅导教材编审委员会编,《安全生产技术》,煤炭工业出版社,2004年;
[18]Liu Sifeng & Wang Zhanying,Entropy of Grey Evaluation Coefficient Vector,The Journal of Grey Systems,2000.3
[19]张国枢,《通风安全学》,科中国矿业大学出版社,2000年;
[20]韩根秀,熵和熵的应用,《内蒙古师范大学学报》,2001年8月:
[21]肖鹏,灰色系统理论在安全系统中的应用,《陕西煤炭》,2006年;
[22]何文章、郭鹏,关于灰色关联度中的几个问题的探讨,《数理统计管理》,1999年3月;
[23]王小林、张宝山、唐智勇,灰色理论在煤矿安全中的应用,《中国煤炭工业》,2007年5月;
[24]邓聚龙,灰色关联空间,《模糊数学》,1985年5月;
[25]Zhou Chaoshun & Deng Julong,The Stability of Grey Linear System,Int.J.Control,1986.1
[26]李学全,经济系统决策中的灰色模型方法,《中南工业大学学报》,1998年4月;
[27]郭洪,灰色关联度分辨系数,《模糊数学》,1985年2月;
[28]郝庆升,论灰色系统方法的特色及问题,《吉林农业大学学报》,1998年4月;
[29]Deng Julong,Grey Uints,The Journal of Grey System,1992.1
[30]Deng Julong,Grey Inclusion in Set,The Journal of Grey System,1992.3
[31]何勇,灰色多层次综合评判模型及应用,《系统工程理论与实践》,1994年4月;
[32]李万绪,连续过程的关联度,《华中理工大学学报》,1991年3月;
[33]刘思峰、徐忠祥主编,《灰色系统研究新进展》,华中理工大学出版社,1996年;
[34]Lin Yi& Liu Sifeng,Regional Economic Planning Based on Systemic Analysis of Small Samall(Ⅰ ),Problems of Nonlinear Analysis in Engineering Systems,1999.2
[35]Lin Yi& Liu Sifeng,Regional Economic Planning Based on Systemic Analysis of Small Samall(Ⅱ),Problems of Nonlinear Analysis in Engineering Systems,2000.11
[36]罗庆成、徐国新,《灰色关联分析与应用》,江苏科学技术出版社,1989年;
[37]吴和琴、岳常安,《灰色数学引论》,河北人民出版社,1990年;
[38]张歧山、郭喜江、邓聚龙,灰关联熵分析方法,《系统工程理论与实践》,1996年8月;
[39]肖新平,关于灰色关联度量化模型的理论研究与评论,《系统工程理论与实践》,1997年8月;
[40]Deng Julong,Negative Power AGO in Grey Theory,The Journal of Grey System,2001.3
[41]林柏泉、周延、刘贞堂编,《安全系统工程》,中国矿业大学出版社,2005年;
[42]高建宁,灰熵模型在煤矿安全评价中的应用,《煤矿安全》,2008年8月;
[43]杨玉中、吴立云、张强,综采工作面安全性多层次灰熵综合评价,《煤炭学报》,2005年10月
[44]杨晴晴、王晶禹、屈鹏,安太堡露天煤矿事故伤亡率影响因素的灰色关联分析研究,《煤矿安全》,2006年11月;
[45]李学全,灰色关联度量化模型的进一步研究,《系统工程》,1995年11月;
[46]陈晓坤、欧阳博文、马超、任波,灰色关联度在煤矿通风安全评价中的应用,《煤炭科学技术》,2006年3月;
[47]孙广民、郝全明,灰色理论及季节变动在原煤产量预测中的应用研究,《煤矿现代化》,2006年6月;
[48]杨晴晴、王晶禹、屈鹏,安太堡露天煤矿事故伤亡率影响因素的灰色关联分析研究,《煤矿安全》,2006年11月;
[49]李学全,灰色关联度量化模型的进一步研究,《系统工程》,1995年11月;
[50]沈连山编著,《数值分析及其应用》,东北大学出版社,1996年;
[51]俞启香,《矿井瓦斯防治》,中国矿业大学出版社,1992年;
[52]林柏泉、张建国编著.《矿井瓦斯抽放理论与技术》,中国矿业大学出版社;
[53]焦作矿业学院瓦斯地质研究室编著,《瓦斯地质概论》,煤炭工业出版社,1990年8月;
[54]张铁岗,《矿井瓦斯综合治理示范工程》,煤炭工业出版社,2004;
[55]吕锋,《灰色关联度之分辨系数的研究》,系统工程理论与实践,1997年6月;
[56]李学全、李松仁、韩旭里,《灰色系统理论研究:灰色关联度》,系统工程理论与实践,1996年11月;
[57]孙广义、马云东,《回采工作面支护设计可靠性研究》,辽宁工程技术大学学报,2002年8月;
[58]李堂军、冯陈雷、孙承爱,《基于灰色关联度的矿井内因火灾危险性模糊评价模 型》,煤矿灾害事故预测预警及控制技术学术研讨会论文集;
[59]王从陆、尹长林,《基于GM(1,1)模型的安全管理目标值确定方法》,中国安全科学学报,2005年8月;
[60]田瑞云、张永吉,《神东矿区开采矿井的安全程度及抗灾能力评价》,辽宁工程技术大学学报,2002年8月;
[61]刘建慧,《拓展的灰关联熵方法》,农业系统科学与综合研究,1997年;
[62]路振广、曹祥华、李慎群,《系统模糊优选熵权模型在节水灌溉项目综合评价中的应用》,灌溉排水,2001年9月;
[63]艾德春、韩可琦、刘利国,《影响综放产量因素的灰色关联度分析》,煤炭技术,2006年9月;
[64]付成祥,《用灰色关联分析对老采空区渗水水源的判别》,水力采煤与管道运输,2006年7月;
[65]马云歌、吕品,《上隅角瓦斯浓度灰色动态预测模型的研究与应用》,煤矿现代化,2006年1月;
[66]施式亮,《矿井安全非线性动力学评价模型及应用研究》,中南大学博士学位论文;
[67]顾秀根、刘过兵,《安全学科发展方向及定位研究》,美中教育评论,2005年;
[68]王琳,《基于层次分析法的水安全评价》;
[69]张先起、梁川,《基于熵权的模糊物元模型在水质综合评价中的应用》,水利学报,2005年9月;
[70]冯志斌,《煤矿安全评价方法》,中州煤炭,2003年3月。
[2]国家安全成产监督管理总局编,《安全评价(下)》,煤炭工作出版社,2005年;
[3]周敏文,《灰色理论在非煤矿山安全预测、安全评价中的应用研究》,广西大学硕士学位论文;
[4]傅立,《灰色系统理论及其应用(第二版)》,科学技术文献出版社,1992年;
[5]刘思峰、郭天榜等,《灰色系统理论及其应用(第三版)》,科学出版社,1999年;
[6]于不凡、王佑安编著,《煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册》,煤炭工业出版社,2000年;
[7]Xiao Xinping,On Parameters in Grey Models,The Journal of Grey System,2000.11
[8]王佑安主编,《煤矿安全手册(第二篇)》,煤炭工业出版社,1995年;
[9]邓聚龙,《灰色控制系统》,华中工学院出版社,1985;
[10]邓聚龙,《灰色系统》,国防工业出版社,1985;
[11]Deng Julong,Grey Hazy Sets,The Journal of Grey System,1992.2
[12]邓聚龙,《灰色预测与决策》,华中工学院出,1985;
[13]肖有才、张秀成、王宏艳,灰色理论在预测深埋型矿井涌出量中的应用,《辽宁工程技术大学学报》,2004年4月
[14]曹庆奎、蔡振禹、段晓惠,煤层顶板稳定性的加权灰关联评价模型,《河北建筑科技学院学报》,2004年6月;
[15]Zhu Changqing,Grey Prediction Modeling via Grey Relational Weighting,The Journal of Grey System,2001.3
[16]伍爱友、肖红飞等,煤与瓦斯突出控制因素加权灰色关联模型的建立与应用,《煤炭科学技术》,2005年2月;
[17]全国注册安全工程师职业资格考试辅导教材编审委员会编,《安全生产技术》,煤炭工业出版社,2004年;
[18]Liu Sifeng & Wang Zhanying,Entropy of Grey Evaluation Coefficient Vector,The Journal of Grey Systems,2000.3
[19]张国枢,《通风安全学》,科中国矿业大学出版社,2000年;
[20]韩根秀,熵和熵的应用,《内蒙古师范大学学报》,2001年8月:
[21]肖鹏,灰色系统理论在安全系统中的应用,《陕西煤炭》,2006年;
[22]何文章、郭鹏,关于灰色关联度中的几个问题的探讨,《数理统计管理》,1999年3月;
[23]王小林、张宝山、唐智勇,灰色理论在煤矿安全中的应用,《中国煤炭工业》,2007年5月;
[24]邓聚龙,灰色关联空间,《模糊数学》,1985年5月;
[25]Zhou Chaoshun & Deng Julong,The Stability of Grey Linear System,Int.J.Control,1986.1
[26]李学全,经济系统决策中的灰色模型方法,《中南工业大学学报》,1998年4月;
[27]郭洪,灰色关联度分辨系数,《模糊数学》,1985年2月;
[28]郝庆升,论灰色系统方法的特色及问题,《吉林农业大学学报》,1998年4月;
[29]Deng Julong,Grey Uints,The Journal of Grey System,1992.1
[30]Deng Julong,Grey Inclusion in Set,The Journal of Grey System,1992.3
[31]何勇,灰色多层次综合评判模型及应用,《系统工程理论与实践》,1994年4月;
[32]李万绪,连续过程的关联度,《华中理工大学学报》,1991年3月;
[33]刘思峰、徐忠祥主编,《灰色系统研究新进展》,华中理工大学出版社,1996年;
[34]Lin Yi& Liu Sifeng,Regional Economic Planning Based on Systemic Analysis of Small Samall(Ⅰ ),Problems of Nonlinear Analysis in Engineering Systems,1999.2
[35]Lin Yi& Liu Sifeng,Regional Economic Planning Based on Systemic Analysis of Small Samall(Ⅱ),Problems of Nonlinear Analysis in Engineering Systems,2000.11
[36]罗庆成、徐国新,《灰色关联分析与应用》,江苏科学技术出版社,1989年;
[37]吴和琴、岳常安,《灰色数学引论》,河北人民出版社,1990年;
[38]张歧山、郭喜江、邓聚龙,灰关联熵分析方法,《系统工程理论与实践》,1996年8月;
[39]肖新平,关于灰色关联度量化模型的理论研究与评论,《系统工程理论与实践》,1997年8月;
[40]Deng Julong,Negative Power AGO in Grey Theory,The Journal of Grey System,2001.3
[41]林柏泉、周延、刘贞堂编,《安全系统工程》,中国矿业大学出版社,2005年;
[42]高建宁,灰熵模型在煤矿安全评价中的应用,《煤矿安全》,2008年8月;
[43]杨玉中、吴立云、张强,综采工作面安全性多层次灰熵综合评价,《煤炭学报》,2005年10月
[44]杨晴晴、王晶禹、屈鹏,安太堡露天煤矿事故伤亡率影响因素的灰色关联分析研究,《煤矿安全》,2006年11月;
[45]李学全,灰色关联度量化模型的进一步研究,《系统工程》,1995年11月;
[46]陈晓坤、欧阳博文、马超、任波,灰色关联度在煤矿通风安全评价中的应用,《煤炭科学技术》,2006年3月;
[47]孙广民、郝全明,灰色理论及季节变动在原煤产量预测中的应用研究,《煤矿现代化》,2006年6月;
[48]杨晴晴、王晶禹、屈鹏,安太堡露天煤矿事故伤亡率影响因素的灰色关联分析研究,《煤矿安全》,2006年11月;
[49]李学全,灰色关联度量化模型的进一步研究,《系统工程》,1995年11月;
[50]沈连山编著,《数值分析及其应用》,东北大学出版社,1996年;
[51]俞启香,《矿井瓦斯防治》,中国矿业大学出版社,1992年;
[52]林柏泉、张建国编著.《矿井瓦斯抽放理论与技术》,中国矿业大学出版社;
[53]焦作矿业学院瓦斯地质研究室编著,《瓦斯地质概论》,煤炭工业出版社,1990年8月;
[54]张铁岗,《矿井瓦斯综合治理示范工程》,煤炭工业出版社,2004;
[55]吕锋,《灰色关联度之分辨系数的研究》,系统工程理论与实践,1997年6月;
[56]李学全、李松仁、韩旭里,《灰色系统理论研究:灰色关联度》,系统工程理论与实践,1996年11月;
[57]孙广义、马云东,《回采工作面支护设计可靠性研究》,辽宁工程技术大学学报,2002年8月;
[58]李堂军、冯陈雷、孙承爱,《基于灰色关联度的矿井内因火灾危险性模糊评价模 型》,煤矿灾害事故预测预警及控制技术学术研讨会论文集;
[59]王从陆、尹长林,《基于GM(1,1)模型的安全管理目标值确定方法》,中国安全科学学报,2005年8月;
[60]田瑞云、张永吉,《神东矿区开采矿井的安全程度及抗灾能力评价》,辽宁工程技术大学学报,2002年8月;
[61]刘建慧,《拓展的灰关联熵方法》,农业系统科学与综合研究,1997年;
[62]路振广、曹祥华、李慎群,《系统模糊优选熵权模型在节水灌溉项目综合评价中的应用》,灌溉排水,2001年9月;
[63]艾德春、韩可琦、刘利国,《影响综放产量因素的灰色关联度分析》,煤炭技术,2006年9月;
[64]付成祥,《用灰色关联分析对老采空区渗水水源的判别》,水力采煤与管道运输,2006年7月;
[65]马云歌、吕品,《上隅角瓦斯浓度灰色动态预测模型的研究与应用》,煤矿现代化,2006年1月;
[66]施式亮,《矿井安全非线性动力学评价模型及应用研究》,中南大学博士学位论文;
[67]顾秀根、刘过兵,《安全学科发展方向及定位研究》,美中教育评论,2005年;
[68]王琳,《基于层次分析法的水安全评价》;
[69]张先起、梁川,《基于熵权的模糊物元模型在水质综合评价中的应用》,水利学报,2005年9月;
[70]冯志斌,《煤矿安全评价方法》,中州煤炭,2003年3月。