本文關(guān)鍵詞：同煤集團(tuán)煤礦安全預(yù)警與應(yīng)急救援能力評價(jià)方法研究　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)(北京)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：中國是世界上發(fā)生煤礦事故較多的國家之一,每年不僅造成大量人員傷亡,而且也給國家及煤炭企業(yè)帶來高達(dá)百億元的經(jīng)濟(jì)損失。因此,研究煤礦安全預(yù)警對提前預(yù)防、減少煤礦事故及最大程度上降低災(zāi)害損失意義重大,目前普遍采用模糊理論、集對分析理論及灰色預(yù)測理論等方法來研究煤礦各類災(zāi)害預(yù)警方法,但由于煤炭行業(yè)的特殊性,即自然地質(zhì)條件復(fù)雜多變、生產(chǎn)工作環(huán)境惡劣、礦壓與瓦斯等不確定性因素較多,導(dǎo)致各個(gè)指標(biāo)因素?zé)o法合理準(zhǔn)確量化為具體數(shù)值,而往往為一個(gè)范圍值,因此常用數(shù)學(xué)方法構(gòu)建的預(yù)警模型實(shí)用性較差。一旦事故發(fā)生,應(yīng)急救援能力就尤為重要,它直接關(guān)系到災(zāi)害發(fā)生后是否能夠及時(shí)有效的進(jìn)行救援,是否能夠保證礦工傷亡和財(cái)產(chǎn)損失降到最低。因此,事先了解各個(gè)煤礦企業(yè)應(yīng)急救援能力大小對決策部門今后有效開展救援工作具有重要參考價(jià)值。本文以同煤集團(tuán)為研究背景,充分考慮到煤礦安全管理過程中涉及到的影響因素較多,且數(shù)據(jù)普遍具有一定的模糊性、隱蔽性和復(fù)雜性,同時(shí)可能還存在缺失信息情況。因此,在收集整理同煤集團(tuán)及相關(guān)礦井安全管理資料后,借助MATLAB7.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖對比分析,借助FAHP法、可拓理論、熵權(quán)理論及梯形Vague集理論分別對同煤集團(tuán)安全預(yù)警和煤礦應(yīng)急救援能力等決策問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要完成了如下幾方面的工作:1、同煤集團(tuán)現(xiàn)行安全管理體系與模式分析(1)通過搜集、整理及分析同煤集團(tuán)相關(guān)資料,簡要介紹了同煤集團(tuán)概況,包括礦區(qū)建設(shè)、礦井瓦斯及水文地質(zhì)情況、近五年來產(chǎn)量及百萬噸死亡率情況,以及目前所采用的安全管理模式,即針對煤礦生產(chǎn)企業(yè)采用集團(tuán)、分公司(或子公司)、礦井的三級管理體系,逐層明確責(zé)任和義務(wù),為便于安全管理,明確給出了考核內(nèi)容及保障措施,并建立了安全管理領(lǐng)導(dǎo)組織機(jī)構(gòu)。(2)整理匯總了同煤集團(tuán)應(yīng)急救援物資儲(chǔ)備及大型救援機(jī)械設(shè)備保有情況。同時(shí)通過查閱資料及調(diào)研分析也表明,為預(yù)防和減少突發(fā)事件給集團(tuán)公司帶來的危害,提高事故前預(yù)防監(jiān)控能力,以及事故后應(yīng)急處置能力,同煤集團(tuán)制定了完整的應(yīng)急預(yù)案。2、針對二區(qū)域套及三區(qū)間套下不確定型初等關(guān)聯(lián)函數(shù)的構(gòu)造方法進(jìn)行了擴(kuò)展研究(1)介紹了可拓學(xué)中點(diǎn)到區(qū)間的距、區(qū)間到區(qū)間的距、位置值、二區(qū)間套和三區(qū)間套下確定型初等關(guān)聯(lián)函數(shù)等概念及性質(zhì),并指出確定型初等關(guān)聯(lián)函數(shù)具有應(yīng)用方面上的局限性。(2)為了提高煤礦安全預(yù)警模型的可靠性,針對初等關(guān)聯(lián)函數(shù)進(jìn)行了擴(kuò)展研究,考慮到將指標(biāo)測量值由點(diǎn)值推廣為區(qū)間值或區(qū)域值,更加符合工程實(shí)際需要。陸續(xù)給出了二區(qū)域套下區(qū)域之間的距、側(cè)距及位置值等概念,并探討了它們的性質(zhì),構(gòu)造了二區(qū)域套下不確定型初等關(guān)聯(lián)函數(shù)。(3)在系統(tǒng)介紹三區(qū)間套下確定型初等關(guān)聯(lián)函數(shù)的構(gòu)造方法基礎(chǔ)上,給出了三區(qū)間套下的可拓距、側(cè)距及位置值等概念,并探討了其相關(guān)性質(zhì)。提出了三區(qū)間套下最優(yōu)點(diǎn)在中心處及任意點(diǎn)處的不確定型初等關(guān)聯(lián)函數(shù)的構(gòu)造方法,探討了關(guān)聯(lián)函數(shù)在不同區(qū)間外部、內(nèi)部及邊界點(diǎn)所具有的性質(zhì)并給出證明,這些理論成果將對完善可拓評價(jià)及預(yù)測模型具有重要的促進(jìn)作用,尤其是在模型適用性方面將更加廣泛。3、建立了基于三區(qū)間套下不確定型初等關(guān)聯(lián)函數(shù)的可拓安全預(yù)警模型,并在同煤集團(tuán)忻州窯礦進(jìn)行了應(yīng)用(1)通過對同煤集團(tuán)多次調(diào)研,查閱相關(guān)資料得到近五年來煤炭產(chǎn)量及百萬噸死亡率情況,以及目前所采用的安全管理模式,即針對煤礦生產(chǎn)企業(yè)采用集團(tuán)、分公司(或子公司)、礦井的三級管理體系,整體屬于崗位責(zé)任管理模式。(2)構(gòu)建了符合同煤集團(tuán)實(shí)際情況的安全預(yù)警指標(biāo)體系。根據(jù)指標(biāo)構(gòu)建原則得到初級預(yù)警指標(biāo)體系,再根據(jù)同煤實(shí)際情況(只存在高瓦斯礦井,不存在煤與瓦斯突出礦井)進(jìn)行篩選得到最終安全預(yù)警指標(biāo)體系,即由人的因素、設(shè)備因素、工作環(huán)境因素、地質(zhì)環(huán)境因素、管理因素和信息因素6個(gè)一級指標(biāo)及管理人員綜合水平、技術(shù)人員綜合水平、技術(shù)人員占有率、人員違章作業(yè)比率、人員違章指揮比率、人員違反勞動(dòng)紀(jì)律比率、員工月平均培訓(xùn)時(shí)間、員工平均受教育水平、員工的平均工齡、員工的工資水平、安全檢查人員比率、支護(hù)設(shè)備損耗率、通風(fēng)設(shè)備損耗率、防塵設(shè)備損耗率、消防設(shè)備損耗率、供電設(shè)備損耗率、機(jī)電設(shè)備損耗率、排水設(shè)備損耗率、通訊設(shè)備損耗率、運(yùn)輸設(shè)備損耗率、瓦斯抽放設(shè)備損耗率、平均風(fēng)速大小、巷道最小行人高度、巷道最小行人寬度、礦井內(nèi)的溫度、礦井內(nèi)的粉塵濃度、巷道合格率、平均斷層落差、煤層自然發(fā)火期、煤層厚度變化、相對瓦斯涌出量、瓦斯爆炸指數(shù)、工作面的含水量、頂?shù)装宓目煽砍潭取踩芾碇贫韧陚涑潭�、組織協(xié)調(diào)能力、管理的有效性、管理的時(shí)效性、應(yīng)急機(jī)制完備率、安全檢查落實(shí)率、隱患整改合格率、設(shè)備的信息化程度、信息的辨識程度、信息處理能力、安全信息溝通有效性等45個(gè)二級指標(biāo)組成。(3)借助三區(qū)間套下不確定型初等關(guān)聯(lián)函數(shù)建立了可拓安全預(yù)警模型。由二區(qū)間推廣為三區(qū)間使得問題描述更加細(xì)膩,指標(biāo)值由點(diǎn)值推廣為區(qū)間值使得模型更加符合工程需要,同時(shí)模型中各級指標(biāo)權(quán)重采用模糊層次分析法確定,將有效降低人為因素的影響,最后利用可拓集成方法進(jìn)行綜合評價(jià)。(4)利用可拓安全預(yù)警模型對忻州窯礦進(jìn)行了實(shí)例分析。根據(jù)忻州窯礦的實(shí)際情況,經(jīng)過查閱相關(guān)資料和咨詢專家得到45個(gè)二級指標(biāo)對應(yīng)預(yù)警級別的第一區(qū)間和第二區(qū)間對應(yīng)的經(jīng)典域和節(jié)域。同時(shí)確定了待評物元的指標(biāo)區(qū)間值,然后按照三區(qū)間套下不確定型初等關(guān)聯(lián)函數(shù)求出與各預(yù)警級別的可拓關(guān)聯(lián)度。根據(jù)模糊層次分析法確定了6個(gè)一級指標(biāo)及45個(gè)二級指標(biāo)權(quán)重,按照可拓預(yù)警模型方法求出人的因素(X_1)、設(shè)備因素(X_2)、工作環(huán)境因素(X_3)、地質(zhì)環(huán)境因素(X_4)、管理因素(X_5)和信息因素(X_6)關(guān)于無警、輕警、中警及重警的可拓關(guān)聯(lián)度依次為K(X_1)=(0.165,0.067,-0.384,-0.559),K(X_2)=(0.081,0.085,-0.377,-0.598),K(X_3)=(0.069,-0.032,-0.54,-0.505),K(X_4)=(0.076,-0.146,-0.293,-0.360),K(X_5)=(0.179,0.182,-0.508,-0.714),K(X_6)=(0.177,0.194,-0.476,-0.620)。最后根據(jù)綜合可拓加權(quán)評價(jià)法計(jì)算得到同煤集團(tuán)忻州窯礦隸屬于各預(yù)警級別的關(guān)聯(lián)度為K(X)=(0.073,0.081,-0.042,-0.581)。按照最大關(guān)聯(lián)度原則,可以判斷忻州窯礦的安全預(yù)警等級為輕警。(5)可拓安全預(yù)警模型能夠?qū)ν杭瘓F(tuán)的安全生產(chǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控,并為安全決策提供科學(xué)依據(jù)。4、針對Vague熵及梯形Vague數(shù)集成運(yùn)算進(jìn)行了改進(jìn)研究(1)考慮到模糊性和直覺性在熵度量中的作用可以互補(bǔ),提出了Vague熵的公理化定義,并給出了一個(gè)具體的熵公式,同時(shí)也指出了該公式滿足公理化定義的所有條件。該項(xiàng)研究為后續(xù)決策模型中的專家及指標(biāo)權(quán)重的確定方法,即熵權(quán)法奠定了理論基礎(chǔ)。(2)在已有梯形Vague數(shù)定義的基礎(chǔ)上,給出了得分值、精確值、距離、不確定度、實(shí)際效用函數(shù)及機(jī)會(huì)效用函數(shù)等概念。利用實(shí)際效用函數(shù)和機(jī)會(huì)效用函數(shù)定義了梯形Vague數(shù)的效用函數(shù),并以此來衡量不同方案具備價(jià)值的大小。(3)利用已有的兩種不同梯形Vague數(shù)運(yùn)算法則,分別提出了梯形Vague數(shù)BM算子和加權(quán)算術(shù)平均算子,使得集成運(yùn)算后的結(jié)果仍為梯形Vague數(shù),同時(shí)得到了若干結(jié)論并利用數(shù)學(xué)歸納法給予了證明。研究表明梯形Vague數(shù)BM算子具有冪等性、置換不變性、單調(diào)性、有界性等良好的運(yùn)算性質(zhì),而加權(quán)算術(shù)平均算子由于引入指標(biāo)權(quán)重且運(yùn)算易于編程將具有更為廣闊的應(yīng)用。5、建立了基于梯形Vague集理論的煤礦應(yīng)急救援能力評價(jià)模型,并在同煤集團(tuán)相關(guān)礦井進(jìn)行了應(yīng)用(1)以同煤集團(tuán)為研究對象,探討了煤礦應(yīng)急救援能力評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建應(yīng)遵循的原則。并按照上述原則構(gòu)建了適合同煤集團(tuán)的煤礦應(yīng)急救援能力評價(jià)指標(biāo)體系,即由礦井安全生產(chǎn)系統(tǒng)、危險(xiǎn)監(jiān)測能力、應(yīng)急準(zhǔn)備能力、應(yīng)急處置與減控能力、事后恢復(fù)能力等5個(gè)一級指標(biāo)及氣象與地理位置、預(yù)防災(zāi)害的能力、通風(fēng)能力、所涉及的危險(xiǎn)物質(zhì)和生產(chǎn)性質(zhì)、巷道系統(tǒng)、監(jiān)測設(shè)備、安全檢查、辨識與控制危險(xiǎn)源、監(jiān)測煤礦重大危險(xiǎn)源、事故隱患與預(yù)警能力、信息報(bào)告與處置、相關(guān)規(guī)章制度、應(yīng)急預(yù)案的制定、應(yīng)急培訓(xùn)與演練、應(yīng)急場所及設(shè)施、救援隊(duì)伍、應(yīng)急指揮、應(yīng)急救援物資、有關(guān)宣傳與教育、應(yīng)急避難場所、災(zāi)情的識別與分析、應(yīng)急預(yù)案的實(shí)施、救援人員的響應(yīng)、應(yīng)急響應(yīng)能力、醫(yī)療救護(hù)能力、專家技術(shù)支持、事故控制的能力、實(shí)際減災(zāi)能力、善后處理、恢復(fù)生產(chǎn)、事故調(diào)查與總結(jié)、應(yīng)急預(yù)案修訂、災(zāi)害事故的影響控制等33個(gè)二級指標(biāo)組成。(2)探討了煤礦應(yīng)急救援能力評價(jià)方法,為提高決策評價(jià)可靠性,建立了基于梯形Vague集理論的得分值、效用值、VIKOR法等三種群決策模型。其中專家和各級指標(biāo)權(quán)重均由本文提出改進(jìn)后的Vague熵進(jìn)行計(jì)算,在此基礎(chǔ)上利用梯形Vague數(shù)加權(quán)算數(shù)平均算子將全部專家給出的二級指標(biāo)Vague數(shù)評價(jià)矩陣進(jìn)行融合,并分別計(jì)算不同方案的得分值、效用值、利益比率值進(jìn)行評價(jià)決策。(3)將上述三種模型依次在同煤集團(tuán)四個(gè)相關(guān)礦井{Y_1,Y_2,Y_3,Y_4}中進(jìn)行應(yīng)用。決策結(jié)果如下:①按照模型一計(jì)算,各個(gè)煤礦應(yīng)急救援能力的梯形Vague數(shù)得分函數(shù)值為s(Y_1)=-0.664,s(Y_2)=0.578,s(Y_3)=2.129,s(Y_4)=0.529。根據(jù)得分值越大越優(yōu)的原則,排序?yàn)閅_3Y_2Y_4Y_1,即Y_3煤礦應(yīng)急救援能力最強(qiáng)。②按照模型二計(jì)算,各個(gè)煤礦應(yīng)急救援能力的梯形Vague數(shù)效用值為m(Y_1)=0.342,m(Y_2)=0.394,m(Y_3)=0.514,m(Y_4)=0.415。根據(jù)效用值越大越優(yōu)的原則,排序?yàn)閅_3Y_4Y_2Y_1,即Y_3煤礦應(yīng)急救援能力最強(qiáng)。③按照模型三計(jì)算,各個(gè)煤礦應(yīng)急救援能力的梯形Vague數(shù)利益比率為Q_1=0.342,Q_2=0.137,Q_3=0,Q_4=0.765。按照利益比率值越小越優(yōu)的原則,排序?yàn)閅_3Y_2Y_4Y_1,即Y_3煤礦應(yīng)急救援能力最強(qiáng)。(4)三種決策模型得到的應(yīng)急救援能力最強(qiáng)和最差煤礦是完全一致的,同時(shí)基于梯形Vague數(shù)得分值和VIKOR法所得煤礦應(yīng)急救援能力排序相同。(5)研究表明,引入基于梯形Vague集的煤礦應(yīng)急救援能力群決策模型更加符合實(shí)際工程背景,采用改進(jìn)后的Vague熵和集成運(yùn)算提高了決策結(jié)果的可靠性。上述研究成果為政府部門及同煤集團(tuán)了解相關(guān)煤礦的應(yīng)急救援能力提供了參考依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD77

【參考文獻(xiàn)】

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2 陳孝國;邊曉菲;母麗華;王存權(quán);;二區(qū)域套下不確定型初等關(guān)聯(lián)函數(shù)的構(gòu)造方法[J];內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2016年03期

3 商振;張虹;;煤礦應(yīng)急救援能力評估指標(biāo)體系構(gòu)建研究[J];華北科技學(xué)院學(xué)報(bào);2016年02期

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10 陳孝國;徐慧;徐源;邊曉菲;;基于直覺模糊集的煤礦應(yīng)急救援能力評價(jià)研究[J];大連大學(xué)學(xué)報(bào);2015年06期

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