基于AHP-Fuzzy法的煤矿立井冻结法施工风险管理研究.pdf

Vol 29 , No. 5 Ma y 2020 第29卷第5期 2020年5月 中国矿业 CHINA MINING MAGAZINE 基于AHP-Fuzzy法的煤矿立井冻结法施工 风险管理研究 杨国梁】，宋娇娇】，张召82,刘 杰1 1.中国矿业大学北京力学与建筑工程学院，北京100083； 2.北方工业大学土木工程学院，北京100141 摘要为了减少煤矿立井冻结施工中的安全事故，通过对立井冻结实际工程案例的分析总结，采用层析 分析法对各风险因素的评价指标进行权重计算，并结合模糊评价法建立风险因素综合评价矩阵，最终依据 最大隶属度原则得出立井冻结法施工中存在的高风险指标及一般风险指标，在此基础上，从组织、技术、经 济等方面制定出对应的风险预控措施，从而有效控制煤矿立井冻结法施工风险程桦等旧在分析国内深立井冻结法凿井 安全事故现状基础上，从技术层面分析事故产生原 第5期杨国梁，等基于AHP-Fuzzy法的煤矿立井冻结法施工风险管理研究 179 因，并提出了相应的解决策略冻土揭露易产生局部化冻，当继续冻结时，对于 产生的较小冻胀力，采取在井壁与冻土之间铺设泡 沫板的措施为了确保立井冻结施工项目质量、工 期和成本三大目标最优化的实现，需要对其进行风 险分析及控制 2煤矿立井冻结法施工风险评价煤矿立井冻结法施工风险评价 21 指标体系的 立 根据该煤矿的实际工程特点，通过调研相关施 工技术资料，进行土工试验和冻土试验，以调查问卷 的形式通过专家打分进行风险识别，首先向20位专 家进行立井冻结施工风险因素征集，经过3轮专家 意见调整与反馈，最终识别出冻结法施工过程中风 险因素主要包含一级风险指标5个，二级风险指标 16个，建立风险评价指标体系，见表1。 2.2构造判断矩阵 通过模糊-层次法对每个风险因素及整个工程 项目风险程度进行定性与定量相结合的分析与评 价。根据表1建立的风险评价指标体系，依次建立 各层次的判断矩阵。其中，对一级风险指标层B各 元素关于目标层A的重要性进行两两比较，建立判 断矩阵，见表2。 表表1煤矿立井冻结法施工风险评价指标体系煤矿立井冻结法施工风险评价指标体系 Table1 Riskuationindexsystemforcoalmine shaftfreezingconstruction 目标层Q■级风险指标层E级 指标 C 施工准备阶段施工方案设计失误C1 风险E1规章制度和组织机构不完善C2 冷冻站安装冻 C3 风险E2液态氨泄露C4 施工冻 C5 风险E3钻孔漏水、喷砂、断杆伤人C6 煤矿立井井筒冻结冻结壁温度、厚度不足C7 冻结施工风险E4氨泄漏造成中毒、火灾爆炸等事故C8 风险Q冻 断 C9 用大抓撞击大块秆C10 钻眼、爆破安全事故C11 井筒冻结与掘进速度的匹配问题C12 风险E5混凝土放置时间过长导致离析C13 翻秆时，二平台作业人员不带保险C14 井壁防水不及时导致冻结壁开窗C15 冻土二次回冻C16 表表2 一级风险指标一级风险指标E层次判断矩阵层次判断矩阵 Table2 Hierarchicaljudgmentmatrixof primary risk inds W1W2W3W4W5 0 0430 1210 2220 2650 349 2. 3计算权重向量及一致性检验 判断矩阵 算每一指标对 一 指标 的相对权重10,由式1和式2并结合表3,确定一 1/0中国矿业 第29卷 致性比率C值，检验判断矩阵是否符合一致性要 求，即CR0.1,满足一致性要求 1 CR 2 式中Mma x为判断矩阵最大特征值■,为判断矩阵 阶数。 计算一级风险指标层B对于目标层Q的最大 特征值Amax 5 03 7 9,权重计算结果见表4。 由式1和式2计算得C, 0. 009 475,检验 系数CR 0. 008 4 6 R [ 0. 286 3 0. 257 8 0. 24 6 6 0. 128 9 0. 078 0 11 根据最大隶属度原则判断得出，该煤矿立井冻 结施工整体风险属于“很高”。并针对各类风险制定 出相应的预控措施 1 组织措施。设立专门的风险控制部门，通过 定期的风险教育、安全培训和技能考核，严格规范施 工行为，提高员工的安全意识。 2 技术措施采取预防性的工程技术方法，保 证冻结盐水平均温度、掘进段高、制冷设备规格型号 及冻结管连接方式选用的合理性，保证冻结壁厚度, 降低爆破振动影响。 3 经济措施对井筒施工提供合理的资金支 持,建立风险管理激励奖惩制度，资金计划上预留应 对风险的额外资金等 3结论结论 1 结合该煤矿的工程数据资料，建立立井冻结 施工的风险评价体系，根据专家打分的问卷结果确 定风险因素，运用层次分析法计算出各评价指标的 权重值 2 运用模糊综合评价方法，将各专家打分的定 性分析结果进行定量化，克服了 A HP单一方法计 算结果的主观性问题，使风险评估结果更科学客观。 3 定性定量分析结果表明，该煤矿立井冻结施 工过程中，除钻孔施工阶段的风险属于一般风险外， 其他各阶段风险整体很高，需由事后事故分析型向 事前预控型的安全管理模式转变，从而实现“煤矿事 故可防，事故风险可控”的风险管理目标，减少煤矿 安全事故的发生 ■ 参考文献参考文献 1袁亮，姜耀东,何学秋，等.煤矿典型动力灾害风险精准判识及监 控预警关键技术研究进展煤炭学报,2018,43⑵“06318. YUAN Lia ng, JIANG Ya odong，HE Xueqiu，et a l. Resea rch progressofpreciseriska ccura teidentifica tiona nd monitoring ea rly wa rningontypica ldyna micdisa stersincoa lmine[J Journa l of China Coa l S ociety, 2018 ,32 306-318. 2 侯公羽，梁荣，龚砚芬，等.煤矿长斜井TBM施工安全风险分 析与趋势预测岩土力学2014,5S 2325-331. HOU Gongyu,LIANG Rong,GONG Ya nfen,et a l. Risk a na l- ysisa ndtrendpredictionoflonginclined-sha ftconstructionin coa lmine by TBM [J. Rock a nd S oil Mecha nics, 2014, 35 S 2325-331 3 汪莹,蒋高鹏.RS -S VM组合模型下煤矿安全风险预测中 国矿业大学学报2017,62423-429. WANG Ying，JIANG Ga openg Coa lminesa fetyriskpredic tion by RS -S VM combined model]. Journa l of China Uni versity of Mining Technology,2017,62 423-429. 4 王建涛，张建平超深冻结立井井壁结构设计煤炭工程， 2015，47724-26 29 WANGJia nta o，ZHANGJia nping Designofultra -deepfreez- ingvertica lsha ftwal [J Coa lEngineering 2015，47724- 2629 [5卫建军，张杰.基于神经网络模型的立井冻结施工预测研究 [J 采矿与安全工程 2015，321105-111 WEIJia njun，ZHANGJie S tudyonthepredictionofthever- tica lsha ftfreezingconstructionba sedonneura lnetworkmod- el[J Journa lofMininga ndS a fetyEngineering 2015，321 105-111 6 程桦,蔡海兵我国深立井冻结法凿井安全现状与思考安 徽理工大学学报自然科学版2013,321-6. CHENG Hua，CAI Ha ibing S a fetysitua tiona ndthinkinga - boutdeepsha ftconstruction withfreezing in China [J Journa lofAnhuiUniversityofS ciencea nd Technology Na tura lS cience2013，3321-6 7 高西林，程志勇，金建春.基于AHP和AMM的煤矿安全风 险评价研究煤炭工程2014,612108-111. GAO Xilin，CHENGZhiyong，JIN Jia nchun S tudyoneva lua - tion of mine sa fety risk ba sed on AHP a nd AMM[J. Coa l Engineering 2014 ，4612 108-111 [8单仁亮，张存建，赵鑫，等.基于F-AHP的煤矿基建投资控制 评价模型煤炭工程2015,71139-142. S HAN Renlia ng, ZHANG Cunjia n, ZHAO Xin, et a l. S tudy oneva lua tion modelforinvestmentrisk ofcoa l mineinfra - structureba sedonfuzzya na lytichiera rchyprocess[J Coa l Engineering 2015，471139-142 [9 王爽英.基于Fuzzy-AHP的煤矿生产安全风险集成管理水平 研究煤矿安全，2017,485232-235 239. WANG S hua ngying. Resea rch on integra ted ma na gement lev- elofcoa l mineproductionsa fetyrisk ba sedon Fuzzy-AHP [J S a fetyinCoa lMines2017，48 5232-235 239 [10王汉斌，杨鑫.一种基于AHP-RS的组合权重确定方法 中国安全生产 2010，66155-160 WANG Ha nbin，YANG Xin A new ofa scerta ining weightba sedona na lytichiera rchyprocessa ndroughsetthe- ory[J Journa lofS a fety S ciencea nd Technology，2010，6 6155-160 [11王旭，霍德利.模糊综合评价法在煤矿安全评价中的应用. 中国矿业 2008，17 575-78 WANG Xu, HUO Deli. Applica tion of fuzzy comprehensive e- va lua tionincoa lsa fetya ssessment[J China Mining Ma ga - zine2008，17 575-78