基于特尔斐求权法的矿山安全等级评估模型
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基于特尔斐求权法的矿山安全等级评估模型
0 前言
矿山开采是我国资源的主要开发方式，然而安全生产事故时有发生，给人民生命财产及国家经济带来严重损失。
随着矿山开采强度的增加，各种安全事故和隐患也呈现出多样性和不确定性。
根据国内外矿业发展的经验，通过先进的风险评估模式实现矿山安全环境评估及针对评估结果采取相应的预防措施，是减少矿山事故的重要方式之一。
为此，本文对矿山灾害因素进行了分类，定权、分级，建立了安全等级评估模型，用于指导灾害预防、安全管理、措施制定等工作。
其评估过程简介如下：
（1）分析影响矿山安全的因素；
（2）确定各因素的权重；
（3）计算各因素的指标值和作用分；
（4）计算待评定矿区各因素分值，加权求和计算总分值；
（5）按总分的高低，划分安全级别。
1 影响矿山安全的因素
矿山灾害主要包括矿震、矿尘、地面沉陷、地裂缝、矿井冒顶、突水、底鼓、煤层自燃、瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出等。
影响矿山安全的因素很多，评估应重点选择对安全起控制和主导作用的因素作为参评因素并突出这些因素对安全等级的影响。
因素选择原则为：①因素指标值变化对安全等级有较显著的影响；②因素指标值有较大的变化范围。
因此归纳选取以下6种安全因素：
（1）地表塌陷。
由于浅部空区或较大范围的采动影响，在近地表的岩移活动中，有可能对地表建筑和道路等构成一定危害，有些甚至引起山体滑移。
地表塌陷在矿山较为普遍，造成危害较大。
（2）采场冒顶。
冒顶事故是地下矿山最为普遍也是事故率最高的灾害之一。
冒顶包括块体冒落、不良地层塌落以及由于采矿和地质结构引起的各种垮塌。
特别是矿岩稳定性差的软弱夹层，易发生冒顶事故。
（3）深部岩爆。
近年，部分矿山进入了1000m以下深部开采，高应力条件下往往会发生岩爆，井巷工程严重破坏，给生产造成危害。
（4）地下水穿透和突发涌水。
突发性大量涌水与采矿作业密切关联，一旦接近积水的巷道和采空区，或遇到溶洞和地下暗河等，在隔离岩层突然失稳的情况，易造成灾害。
（5）瓦斯爆炸。
瓦斯爆炸的必要条件：①矿井里面氧气浓度>l2%；②爆炸的下限为瓦斯浓度不超过5%～6%，上限为14%～16%；③高温火源的存在。
（6）非正常生产引起的灾害事故。
违反规程、不遵循客观条件、乱采乱挖、不处理空区、打乱开采顺序、破坏隔离和保安矿柱等引发的灾害事故。
2 影响因素权重确定
影响矿山安全的因素很多且其影响作用力各不相同，为此评估模型对每个影响因素赋予一定权重，影响因素权重的确定采用特尔斐法：
（1）设计权重征询表；
（2）选择相关地质、采矿、安全专家；
（3）告知安全等级评估的目的、意义、原则及相关要求；
（4）由专家根据经验对每项因素的权重进行打分；
（5）根据打分结果，计算各因素的平均权重和权重的偏离度：如果偏离度超出可以接受的范围，则将结果反馈给专家重新打分，直至偏离度降到某一限值以下；
（6）根据最终打分结果确定各因素权重。
3 矿山安全等级评估
矿山安全风险评估需要进行作用分值计算、总分求和和等级评定等，具体过程如下：
（1）指定各因素的指标值和作用分
对上述每个安全因素进行分级并指定其作用分。
如对采场冒顶作用分指定如表1。
表1 采场冒顶分级与作用分指定表
（2）计算待评定矿区每个因素作用分
参照表1，对待评定矿区的每个因素计算其作用分。
（3）对待评定矿区所有影响因素的作用分加权求和计算总分值：
Score=■W■S■
其中，Score为安全等级总得分；W■为第i种影响因素权重；S■为计算的第i种影响因素作用分；n为影响因素数目。
假设某矿山影响因素权重以及经过计算得到的作用分如表2。
表2 某矿山影响因素权重与作用分
其安全等级总得分：Score=■W■S■
=0.25*66.66+0.2*100+0.2*33.3+0.15*100+0.1*66.6+0.1*33.3=68.3
（4）安全等级评定。
获得安全总分后，可以对照安全等级分级表评估矿区安全等级：
表3 安全等级分级表
如上述某矿得分为68.3则划为安全等级为中性（下转第279页）（上接第273页）类矿区。
4 结语
通过建立基于特尔斐求权法的矿山安全等级评估模型，使矿山安全管理由被动转化为主动，实现了安全管控的超前性、有效性。
该模型在应用中取得了一定成效，对矿山安全措施制定和管理具有借鉴意义。
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