基于动态模糊理论的煤矿安全综合评价研究.pdf

分类号 I 旦2 窆 UDC 6 2 2 密级 公珏 单位代码1 0 2 1 9 ●_ _ _ - _ _ - 。_ 。。。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ●_ - - 一 基于动态模糊理论的煤矿安全 综合评价研究 硕士研究生邵长安 指导教师吴强教授 学位级别硕士学位 学科、专业安全技术及工程 论文提交日期2 0 1 0 年4 月 论文答辩日期2 0 1 0 年6 月 学位授予单位黑龙江科技学院 7 ～ - AD i s s e r t a t i o nf o rt h eD e g r e eo f M ．E n g T h eR e s e a r c ho nS a f e t yC o m p r e h e n s i v e E v a l u a t i o no fC o a lM i n eBa s e do nD y n a m i c F u z z yT h e o r y e o C a n d i d a t e S h a oc h a n g a n S u p e r v i s o r P r o f ．W uq i a n g S p e c i a l i t y S a f e t yT e c h n o l o g ya n dE n g i n e e r i n g H e i l o n g i i a n gI n s t i t u t eo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y H a r b i n ，P ．R ．C h i n a ，150 0 2 7 A p r i l 2 0 1 0 { l l U l ll lll l U l t ll l l l l lt l lt l l l l l 。 Y 17 8 4 5 11 ‘ 黑龙江科技学院学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得黑龙江科技学 院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名聋拯凌 日 黑龙江科技学院学位论文使用授权声明 黑龙江科技学院、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人 所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的 保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 包括刊登 论文的全部或 部分内容。论文的公布 包括刊登 授权黑龙江科技学院研究生处办理。 研究生签名写躲师签名旌日 ● 一 9 摘要 本文综述国内外煤矿安全评价理论与方法的研究现状，根据目前国内外 煤矿安全评价研究正在积极和其他学科交叉与融合，许多数学方面的理论与 方法 如复杂系统理论，模糊数学理论、非线性理论等 都在煤矿安全评价 中得以应用这样的发展趋势，为弥补现有煤矿安全评价研究中存在的缺少对 煤矿生产系统的动态性、模糊性、复杂性等特征的深入探索这一不足，设计 规划了本文的研究。 本文研究的主要内容有以下几个方面 1 本文在文献研究与调查研究的基础上，进行煤矿安全评价的理论研 究和方法的探索。 2 在对煤矿生产系统进行定性与定量的分析的基础上，研究煤矿安全 生产影响因素，设计煤矿安全综合评价的指标体系。 3 探索动态模糊评价方法在煤矿安全评价中的应用，构建基于动态模 糊的煤矿安全综合评价模型。 4 进行基于动态模糊的煤矿安全综合评价的实证研究，检验动态模糊 综合评价方法在煤矿安全评价中应用的科学性与可行性。 本文研究主要目的是积极探索科学的、有效的煤矿安全评价方法，理 论与实证相结合，研究应用动态模糊综合评判方法进行煤矿安全评价，克服 传统方法中静态评判的局限性，对煤矿安全生产的动态模糊性进行定量化的 分析，为煤矿事故产生这一动态的“积累”过程提供一种有效的数学描述。 本文深化和拓展了基于动态模糊的煤矿安全评价方法的理论及应用研 究，为煤矿企业应用动态模糊综合评判方法对煤矿生产安全状况进行综合评 价提供了理论依据和实证支持。 关键词煤矿安全；安全评价；评价指标体系；动态模糊；评价模型 a l u a t i o ni nc o a l m i n e w e r es u m m a r i z e di nt h i sp a p e r ．A c c o r d i n gt ot h ec u r r e n tr e s e a r c ho nt h e s a f e t y e v a l u a t i o no ft h eh o m ea n da b r o a dc o a l m i n e sa r ea c t i v e l yi n t e r s e c t i n ga n dm i x w i t ho t h e rs u b j e c t s ，m a n yt h e o r i e sa n dm e t h o d so fm a t h e m a t i c s e ．g ．c o m p l e x s y s t e m st h e o r y , f u z z ym a t h e m a t i c a lt h e o r y , n o n l i n e a rt h e o r ye t c ． a r eu t i l i z e di n t h ec o a l m i n es a f e t ye v a l u a t i o n ，d e s i g nt h er e s e a r c ht oc o m p e n s a t ef o rt h el a c ko f d i s c u s s i o no nt h ec h a r a c t e r i s t i c so fd y n a m i c ，f u z z ya n dc o m p l e x i t yi nc o a l m i n e p r o d u c t s y s t e mi nc u r r e n tr e s u l t s ． T h em a i nc o n t e n t so ft h i sp a p e rf o c u so nt h ef o l l o w i n ga s p e c t s 1 T h ep a p e ro nt h eb a s i so fr e f e r e n c ea n ds u r v e yr e s e a r c ht od i s c u s st h e t h e o r i e sa n dm e t h o d se v a l u a t i o no fc o a lm i n e ． 2 B a s e do nt h ea n a l y s i so fq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v eo nt h ep r o d u c t i o no f c o a l m i n et os t u d yt h es a f e t yp r o d u c t i o nf a c t o r so fc o a l m i n e ，a n dt o d e s i g nt h e i n d i c a t o rs y s t e mo fc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni nc o a l m i n es a f e t y ． 3 E x p l o r et h ea p p l i c a t i o no fd y n a m i cm 乙z ye v a l u a t i o nm e t h o d si nc o a l m i n e s a f e t ye v a l u a t i o n ；i ti sb a s e do nd y n a m i cf u z z yt oc o n s t r u c tt h ec o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o nm o d e lo fc o a l m i n es a f e t y ． 4 B a s e do nd y n a m i cf u z z yt od ot h e e m p i r i c a l r e s e a r c ho nt h e c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no fc o a l m i n es a f e t y , t e s td y n a m i cf u z z yc o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o nm e t h o d sf o rt h es c i e n t i f i ca n df e a s i b i l i t yo ft h ea p p l i c a t i o ni nc o a l m i n e s a f e t ye v a l u a t i o n ． T h em a i np u r p o s eo ft h e p a p e ri s t o e x p l o r es c i e n t i f i ca n de f f e c t i v e e v a l u a t i o nm e t h o d so fc o a l m i n es a f e t y , c o m b i n et h e o r yw i t he m p i r i c a l ．U s i n gt h e d y n a m i cf u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o d st oe v a l u a t ec o a l m i n es a f e t y , o v e r c o m et h el i m i t a t i o no fs t a t i ce v a l u a t i o ni nt r a d i t i o n a lm e t h o d s ，q u a n t i t a t i v e l y a n a l y z et h ed y n a m i cf u z z yo fs a f e t yp r o d u c t i o ni nc o a l m i n e ，i tp r o v i d e da l l e f f e c t i v em a t h e m a t i c a ld e s c r i p t i o nf o rt h ed y n a m i c “a c c u m u l a t i o n ”i nc o a l m i n e a c c i d e n t s ． T h i sp a p e rd e e p e n e da n dd e v e l o p e dt h et h e o r i e sa n d a p p l i e dr e s e a r c ho f c o m p r e h e n s i v es a f e t ye v a l u a t i o no fc o a l m i n ew h i c hi sb a s e do nd y n a m i cf u z z y ．I t p r o v i d e dt h e o r e t i c a lb a s i sa n de m p i r i c a ls u p p o r tf o rt h ea p p l i c a t i o nd y n a m i c I l 产 ● ● I c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o na n dt h es a f e t yo f c o a l m i n ee n t e r p r i s e ． K e y w o r d s c o a l m i n es a f e t y ；s a f e t ye v a l u a t i o n ；e v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m ； d y n a m i cf u z z y ；e v a l u a t i o nm o d e l I I I ● ， ⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯．⋯．．．1 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 ．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．⋯．． ； ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．{ ； 1 ．5 研究方法及思路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8 1 ．5 ．1 研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 1 ．5 ．2 研究思路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 第2 章基于动态模糊的煤矿安全综合评价的相关理论研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 2 ．1 煤矿安全评价相关理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l O 2 ．1 ．1 煤矿生产系统的内涵及特征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 0 2 ．1 ．2 煤矿安全评价的目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 2 ．1 ．3 煤矿安全评价的内容及程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 2 ．2 动态模糊的基本理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．2 ．1 动态模糊集⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 2 ．2 ．2 动态模糊数据运算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 4 2 ．2 ．3 动态模糊关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．16 2 ．2 ．4 动态模糊综合评价模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 7 2 ．3 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 第3 章基于动态模糊的煤矿安全综合评价方法研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 0 I 3 ．1 煤矿安全评价方法的确定原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 3 ．2 煤矿安全评价方法的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 3 ．3 煤矿安全动态模糊综合评价方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 3 ．3 ．1 动态模糊综合评价方法的概念⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 3 ．3 ．2 动态模糊综合评价的基本程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 3 3 。4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 第4 章基于动态模糊的煤矿安全综合评价的模型构建⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 0 4 ．1 煤矿安全生产的影响因素分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 0 4 ．2 煤矿安全综合评价的指标体系的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 3 4 ．2 ．1 指标建立的原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 3 4 ．2 ．2 指标体系结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 4 4 ．3 基于动态模糊的煤矿安全综合评价模型的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 8 4 ．3 ．1 评价因素集的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 9 4 ．3 ．2 权重的测得⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 0 4 ．3 ．3 评价结果集⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 4 ．3 ．4 指标的动态模糊评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 7 4 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 第5 章基于动态模糊的煤矿安全综合评价的实证研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。5 0 5 ．1 鸡西东海煤矿安全状况的概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 0 5 ．1 ．1 东海煤矿的概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 0 5 ．1 ．2 东海煤矿主要生产系统特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 1 5 ．2 鸡西东海煤矿安全状况的动态模糊综合评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51 5 ．3 鸡西东海煤矿安全评价结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 l 5 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 第6 章结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 6 6 ．1 论文研究结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 6 6 ．2 论文研究展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 7 I l ，l ● ● 『 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。6 8 墅贮谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 l 研究生期间科研和发表的论文情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 2 附录1 基础数据采集表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3 附录2 指标权重的专家调查问卷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 7 附录3 调研问卷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 7 黑龙江科技学院硕士学位论文 1 ．1 研究背景 第1 章绪论 长期以来，我国煤炭生产企业通过坚持“安全第一，预防为主”的方针、 依靠科学技术进步、推进安全综合治理、重视安全理念教育、强化技术培训 并开展各种各样的安全宣传活动等，在极大程度上促进了煤碳生产行业安全 生产状况的好转。自1 9 9 4 年以后，国有重点煤矿的百万吨死亡率曾连续多年 以接近年平均O ．2 的速度递减，2 0 0 9 年煤矿的百万吨死亡率首次降到1 以下， 达到0 ．8 9 2 的新水平。 但是，受到诸多方面的因素制约和限制，我国煤矿事故多、伤亡重、经 济损失大的状况并没有得到根本扭转，每年煤矿事故死亡人数一直徘徊在三 干人左右，仍位居各行业之首。 国家安全生产监督管理局调度统计司公布的数据显示，2 0 0 6 年全国共发 生一次死亡在1 0 人以上的特大事故9 5 起，死亡人数1 5 6 2 人。其中，煤矿企 业发生了3 9 起，死亡人数7 4 2 人，分别占总数的4 1 ％和4 7 ．5 ％。2 0 0 7 年全 国发生重大生产事故7 9 起，死亡和失踪人数1 1 5 4 人。其中，煤矿企业发生 2 6 起，死亡和失踪3 9 4 人，分别占总数的3 3 ％和3 4 ．1 ％。2 0 0 8 年全国发生重 大事故8 6 起，死亡和失踪1 3 1 5 人，其中煤矿发生3 1 起，死亡和失踪5 0 3 人，分别占总数的3 6 ％和3 8 ．3 ％。煤矿所面临的重大灾害事故形势是非常严 峻的，造成的损失也是极重的。 由于煤矿发生事故多，死亡人数也多，造成煤矿的百万吨死亡率一直居 高不下。特别是煤矿重大及特大瓦斯 煤尘 灾害事故的多发，不仅给职工和 家属带来了巨大痛苦，同时也给国家造成了巨大的经济损失和严重的社会影 响，而且严重地影响到我国的国际声誉。 虽然自2 0 0 7 年以来，煤矿安全事故发生比率同比下降，2 0 0 9 年百万吨 死亡率首次降低到1 以下，但是相对世界发达国家的煤炭生产百万吨死亡率 小于0 ．2 的水平，差距仍然较大，煤矿事故的破坏性很强，仍然是制约生产 的主要问题。 事实上，这类事故的发生并不是偶然的，可以看成是以往煤矿在生产过 程中存在的问题的集中暴露，与许多方面的原因都有关联。既包括自然条件 黑龙江科技学院硕士学位论文 因素、科技研究和投入不足因素，也包括人为方面的因素以及煤矿自身在管 理上的不足，还包括受经济、社会等传统观念的影响导致煤炭生产企业从业 人员的文化素质有待提高等诸多因素。 1 ．2 研究现状述评 1 ．2 ．1 国外煤矿安全评价的研究及发展现状 安全评价技术的起源是在上世纪的三十年代，主要是伴随着保险业的发 展的需要而发展起来的。【1 1 系统安全工程的发展与应用，给预测和预防事故的系统安全评价系统奠 定了坚实可靠的基础。安全评价的现实作用反过来又促进了国家政府、生产 经营单位加强了对安全评价的研究，开发更完善的评价方法，对系统进行事 先和事后的综合评价，提高预测系统的可靠性，尽量避免造成损失。 1 9 7 4 年，英国化工协会制定出优、良、可、劣等级评价法，针对煤矿企 业的安全进行评价，并出台了相应的企业安全活动评价标准，把组织管理、 操作规程、人员选用、灾害事故处理预案等生产活动划分为优、良、可、劣 四个不同等级，依据被评价矿井生产现状作出定性的评价1 2 J 。 1 9 7 6 年，日本隧道工程的安全评价工作中曾使用的矿山工程安全评价方 法开始应用在煤矿企业，而且得到了很大的发展。矿山工程安全评价方法是 对各主要危险源分别给出不同的评价函数，根据情况确定评价函数中评价因 子的取值，然后计算评价函数的函数值，最后根据函数值的大小进行危险分 级，并采取适当的防范措施【j J 。 1 9 7 7 年，美国政府颁布了联邦矿山安全与健康法，以“井下煤矿法定 安全暂行标准使用范围”为主要内容，具体包括煤矿详细的检查指标包括设 计、施工、开工与报废、地面到井下。囊括了掘进、采煤、井下通风、火灾、 水灾、瓦斯与煤尘防治以及环保等诸多方面。在此基础上，各个州政府还依 据各州自身的情况，编制地方法规补充不足，大力强化煤矿的检查力度【4 J 。 欧盟的前身欧共体在1 9 8 2 年颁布了关于工业活动中重大危险源的 指令，此后，欧共体的成员国相继制定出本国的法律。国际劳工组织 I L O 也分别在1 9 8 8 年和1 9 9 0 年的颁布了重大事故控制指南和重大工业事 故预防实用规程，从立法层面上对安全评价工作提出了认真的要求1 5 刊。 目前，在国外的煤炭生产企业和其他相关企业的安全评价领域，实际的 应用研究主要集中在如下的几个方面 2 黑龙江科技学院硕士学位论文 1 矿山安全评价主要以概率风险评价为基础。 把井下生产系统中隐患导致事故的概率与隐患造成损害的乘积作为系统 状态的危险度，隐患发生的概率和造成的损害经过统计数据获得。如R ．V 罗 曼尼教授提出的以韦布尔分布确定事故平均周期、每天的危险率的安全性指 数法；澳大利亚的A ．R ．格才提出的煤矿操作安全评价法；波兰M ．费利卫皮提 出的以人机为主的安全评价和灾害预测以及日本的隧道安全评价法等【7 邗J 。 2 建立了工伤数据库，统计死亡人数、受伤人数、职业病人数、以及 其他的一些受影响的因素等。 美国宾州大学R ．V ．罗曼尼教授研究了评价生产危险和工伤事故的类型。 分析了工种和工伤源、致伤的身体部位、致伤的程度、可靠性分析和经济分 析等，以便深入分析和确定事故的原因和可能的消除办法p j 。 3 计算机技术，尤其是数据库技术在煤炭生产企业安全评价工作中得 到了极其广泛的应用。 计算机应用技术使得评价过程中的客观性、存在性、危险源识别指标等 各项数据在系统运行的过程实现了有效地技术管理，能够准确地确定出评价 指标中的相关参数大小，为推测可能存在的潜在危险及其形态提供了先进的 技术工具【9 1 。 4 生产安全评价中局部的关键性技术得到迅速发展。 在安全评价的系统理论和方法发展的同时，局部关键技术开发得到了足 够重视。如在可靠性理论研究过程中研究了系统及元件失效概率的估计问题， 以及可提供系统安全性评价借鉴的概率估计方法一J 。 1 ．2 ．2 国内煤矿安全评价的研究及发展现状 1 9 8 2 年，原煤炭工业部颁布制定了矿井通风质量标准及检查评定办 法，用于安全管理部门的矿井通风检查标准；1 9 8 6 年，原煤炭工业部又制 定了生产矿井质量标准化标准，在煤炭行业推广实行，并于1 9 9 4 年进行 了修订，标准包括开采、通风、运输、瓦斯、掘进等方面。目前，煤矿的安 全评价技术研究工作主要集中在矿业类高校，研究的主要内容内容集中在信 息管理系统与安全评价等方面，关于安全评价的理论和应用技术略有不足。 参照冶金行业曾经在行业内进行过的安全管理和评价工作的调查，煤炭系统 也进行了类似的安全评价和信息系统运行状况调查。然后，煤炭行业利用计 算机在一些效益好的矿区来分析安全信息和安全评价1 10 | 。 从1 9 9 7 年开始，国家煤矿安全监察机构开始在全国范围内对各级各类煤 黑龙江科技学院硕士学位论文 炭生产单位进行全面的安全评价工作。国家安全生产监督管理局重新组织登 记审核了安全评价单位的资质，在全国范围内对安全评价工作人员进行岗位 培训并认定其从业资格，使得从业人员素质得到很大程度上的提高，也使得 新形式下的安全评价工作更加有章可依，并有了质量保证和技术提供。国务 院机构改革后，国家安全生产监督管理局重申要继续做好建设项目安全预评 价、安全验收评价、安全现状评价及专项安全评价，先后发布了安全评价 通则及各类安全评价导则，[ 1 1 】。 2 0 0 3 年，国家煤矿安全监察局先后制定出台安全现状评价导则 安 监管技装字[ 2 0 0 3 1 3 7 号 、安全验收评价导则、安全预评价导则、煤矿 安全评价导则等十多项有关安全评价工作的规章制度，逐步形成了安全评 价标准的规范体系。同年，国家煤矿安全监察局再次要求全国各级煤炭生产 企业通过第三方安全评价机构开展包括1 0 大项，1 0 3 个小项在内的安全生产 现状的综合评价。依据评价结果，将煤矿的自然条件、安全管理水平、矿井 通风、煤尘瓦斯防爆等指标划分为A 、B 、C 、D 四个不同的级别，达不到生 产安全要求的企业一律停产，进行安全技术改革和综合整顿。各省级安全监 察局组负责对本省煤炭生产企业的安全评价工作进行管理和监督。 2 0 0 4 年年初，国家安全生产监督管理局制定出台了安全评价机构管理 规定，对安全评价机构资质进行了规范。在审批程序、颁发证书过程、安全 评价涉及的范围等方面都进行了进一步的明确规定。 2 0 0 5 年，国家安全生产监督管理局先后制定出台了一系列工作与管理文 件，包括安全评价机构考核管理规则、安全评价人员资格登记管理规则、 安全评价人员考试申请表、安全评价过程控制文件编写指南、安全评 价人员考试管理办法 试行 中介服务收费管理办法、和安全评价人员 考试要点 试行 等，进～步规范了安全评价的管理和工作程序。 2 0 0 8 年4 月，中国安全生产协会在杭州召开了安全评价工作委员会第一 次会员代表大会。会议审议并表决通过安全评价从业机构和人员执业自律 公约和中国安全生产协会安全评价工作委员会工作规则两项新规则。 成立了第一届中国安全生产协会安全评价工作委员会；；与会代表共同签署了 安全评价从业机构和人员执业自律公约。通过选举产生了工作委员会的主 任委员和其他领导机构。 2 0 0 9 年1 0 月，安全评价机构管理规定修订版开始实施，这项新规定 的实施显示了我国的煤矿安全生产评价的应用和管理水平达到更高层次。 4 黑龙江科技学院硕士学位论文 1 ．2 ．3 煤矿常用的安全评价方法的概述 目前国内外煤矿常用的安全评价方法基本上以指数评价法为主，其次是 安全检查表法。其他的一些评价方法也有一定范围的应用。 1 指数评价方法 指数评价方法是最先应用于企业危险性定量评价的方法。其评价以物理 系数值为参考，对特定物质和特殊工艺进行危险系数修正，计算出灾害发生 指数，再根据灾害发生指数的大小来确定危险的级别。1 9 8 2 年，原煤炭工业 部组织专家根据指数评价方法进行深入研究，制定出了矿井通风质量标准 及检查评定办法。作为国内井下瓦斯浓度危险状态的评价方法和煤尘危险状 态的评价方法的管理依据。其基本原理是把工作面瓦斯和粉尘的含量转化为 能用数值表达的系数，建立数学模型，利用计算机计算危险程度【l2 1 。 2 安全检查表法 2 0 世纪7 0 年代，日本开始在交通安全管理使用中安全检查表对交通安 全进行管理。发生交通事故时运用安全检查表填写多项数据，然后进行事故 统计分析和预测。根据统计规律，采取相应的措施。2 0 世纪7 0 年代末8 0 年 代初，安全检查表法在我国得到推广运用并收到了较好的效果。对于给定系 统来说，安全检查表不仅是实施安全检查和诊断的一种有效的工具，也是发 现潜在危险的有效手段，同时还是分析事故的又一种方法【l 引。 3 概率风险评价方法 概率风险评价方法是一种比较精确的定量的安全评价方法。通过对系统 基本单元的元件性能和潜在的灾害结构关系进行综合分析，计算事故可能发 生的概率，综合估计系统的危险潜在程度，并于事前设定心理目标值进行比 较，确定是否达到了企业生产的安全要求。对于煤炭行业，由于煤矿生产系 统复杂，其中不确定的因素很多，且各种因素状态不稳定，对系统完整的分 解比较困难，所以使用时受到限制。为了克服这一缺陷，应用模糊概率来取 代上述准确概率的模糊概率安全评价方法正处于研究之中I l 4 | 。 4 常规统计法 常规统计法是应用数理统计的原理，进行回归分析的一种方法。这类方 法在评价因素少、且主要影响因素突出的系统安全评价中比较适用。对多因 素、且因素之间相关性大的系统则无法应用这一方澍”】。 5 综合分析评价法 综合分析评价法常用的有灰色评价和模糊评价方法，还有一种方法称做 常规评价。目前都有着广泛的应用范围。综合分析评价方法中的模糊综合 气 黑龙江科技学院硕士学位论文 评价为多因素和多层次分析方法，在解决多因素指标综合为一个或若干个 指标的评价过程中有着其它方法不可比拟的优势【1 5 】。 6 计算机技术，神经网络技术和人工智能技术 随着计算机技术，神经网络技术和人工智能技术的迅猛发展，其在安全 生产评价过程中解决常规于非常规问题上表现出来的算法和评估能力得到了 空前的重视。国内外独立应用于煤矿安全评价的计算机科学研究不多，更多 地系统方法主要应用在煤尘、瓦斯等相对独立的子系统评价中。 1 ．2 ．4 煤矿安全评价研究的发展趋势及存在的不足 煤矿生产安全评价目前的研究趋势主要有几个新出现的方面 1 煤矿生产安全评价和相关领域学科的互相渗透 现代科技的发展日新月异，尤其是数学理论创新和计算机应用技术的快 速发展，以信息科学理论为基础的安全评价理论也随之发展起来了，很大程 度上拓展了安全生产综合评价理论和方法的含义。 2 加强煤矿安全子系统的结构特性研究 煤矿生产系统具有空间有限的特征，事故系统具有突发性、动态性、随 机性和模糊性等特点。因此，进行煤矿安全评价研究时需要重视对煤矿安全 各子系统的结构特征的研究。 3 非线性理论及其在矿业中的应用 数值计算方法和模拟技术的开发，使得非线性理论得到了蓬勃发展。非 线性理论也将为煤矿安全评价研究提供新的理论基础和技术支持。 目前，国内外对煤矿安全评价研究还存在以下不足 ①煤矿安全评价没有达到其他行业安全评价的应用和发展水平，许多研 究成果并没有进入实际应用阶段。 ②煤矿安全评价缺少对煤矿生产系统的随机性、动态性、模糊性、复杂 性等特征的深入思考。 ③传统的煤矿安全评价方法不容易揭示煤矿生产系统影响因素之间的 非确定性性质，所得到的评价结果与真实煤矿生产系统的运动状态存在一定 的差距。 目前，结合煤炭生产企业的行业特点，评价煤炭生产企业的危险管理程 度就成为了目前需要认真研究的课题。 6 黑龙江科技学院硕士学位论文 1 ．3 研究主要内容 论文研究的主要内容有以下几个方面 ①国内外研究文献的述评 研究国内外煤矿安全评价的发展现状，比较分析现有的煤矿安全评价方 法，为应用动态模糊理论研究煤矿安全评价提供理论支持。 ②基于动态模糊的煤矿安全综合评价的基本理论研究 研究煤矿安全评价的理论及动态模糊的相关基础理论，论述基于动态模 糊的煤矿安全评价研究的理论基础。 ③基于动态模糊的煤矿安全综合评价的方法研究 确定本文采用的评价研究方法，研究基于动态模糊的煤矿安全评价方法 的方法概念及基础评价程序。 ④基于动态模糊的煤矿安全综合评价的模型研究 研究煤矿安全生产影响因素，建立煤矿安全评价指标体系，构建基于动 态模糊的煤矿安全综合评价模型。 ⑤基于动态模糊的煤矿安全综合评价的实证研究 选取代表性的煤矿进行实际评价，对基于动态模糊的煤矿安全评价进行 实证研究。 1 ．4 研究目标及意义 1 ．4 ．1 研究目标 1 探索科学、系统、完善的安全评价方法及相应的解决措施，为煤矿 生产单位减少事故发生的风险，为政府主管部门进行煤矿安全生产监督管理 提供科学依据。 2 完善和丰富我国煤矿安全评价的理论及方法体系，力求为煤矿安全 评价研究提供理论指导依据。 3 深化和拓展动态模糊理论的应用研究，提出应用动态模糊综合评判 方法进行煤矿安全评价，克服传统方法中静态评判的局限性，对煤矿安全生 产的动态模糊性进行定量化的分析，为煤矿事故产生这一动态的“积累”过程 提供一种有效的数学描述。 4 构建基于动态模糊理论的煤矿安全评价模型，并选取具体煤矿实际 检验模型建立的有效性，为动态模糊理论在煤矿安全评价的应用提供实证支 7 黑龙江科技学院硕士学位论文 持。 1 ．4 ．2 研究意义 煤矿安全评价研究对规范我国煤矿安全生产，推进煤炭能源事业发展， 加速煤矿开采工作流程的现代化和规范化进程，以及推动各级政府安全监察 部门提高对煤矿安全管理的监管成效，具有重要的理论意义和现实意义。 1 理论意义 ①完善和丰富了煤矿安全评价的理论体系； ②深化和拓展了基于动态模糊的煤矿安全评价方法的理论及应用研究。 2 实践意义 为煤矿企业应用动态模糊综合评判方法对煤矿生产安全状况进行综合评 价提供了决策支持和实证依据。 3 现实意义 ①有助于政府安全监督管理部门对煤矿企业的安全生产实行宏观调控； ②有助于煤矿企业安全投资方向的合理确定； ③有助于煤矿企业提高安全管理水平。 1 ．5 研究方法及思路 1 ．5 ．1 研究方法 1 文献研究通过查阅相关文献资料，研究煤矿安全评价的现状， 研究煤矿安全评价理论和分析现有安全评价方法，研究动态模糊的基本理论， 初步构建煤矿安全综合评价模型。 2 访谈法通过对专家、工程师等的访谈，了解煤矿安全生产的现 状，了解煤矿安全评价的必要性和重要性。 3 问卷调查选取特定的群体，进行问卷的发放。通过问卷调查， 充分研究影响煤矿安全生产的因素。 4 专家咨询咨询专家和资深的工作人员等，利用他们的观点和意 见，改进和完善论文提出的安全综合评价模型。 5 定性分析与定量分析相结合在建立评价指标体系，设置指标权 重过程中，体现定性分析和定量分析的相互结合。 6 实证研究在构建好动态模糊综合评价模型之后，选取具体的煤 矿为代表进行模型在实际应用中研究，验证模型建立的有效性。 东海煤矿 的概述 东海煤矿安全生产的 动态模糊综合评价 论文 图1 ．1 论文研究的