层次分析法在矿山安全管理中的应用研究

廉国亭

（山西省轻工建设有限责任公司，山西 太原 030032）

0 引 言

随着矿山企业的高速发展，矿山安全事故逐渐成为影响矿山企业前进的绊脚石，而安全管理水平对企业事故的防范起到关键作用，这要求矿山企业除重视经济效益外，还应把安全管理工作做为提高经济效益的必要前提。

基于对矿山安全管理的具体认识，构建了矿山安全管理体系的框架模型，提出了矿山安全管理体系的5个主要影响因素，在此基础上确定了矿山安全管理层次分析法的分析模型及分析方法，为矿山企业开展科学高效的安全管理活动及制定相应的防范对策提供依据，有利于提高矿山企业的安全管理水平。

1 层次分析法

层次分析法（Analytical Hierar-chy Process，简称AHP）是美国运筹学家A.L.Saaty于本世纪70年代提出的，它是一种将决策者对复杂系统的决策思维过程模型化、数量化的定性与定量相结合的决策分析法。

层次分析法（AHP）先把问题层次化，按问题性质和总目标将此问题分解成不同层次，构成一个多层次的分析结构模型，分为最底层（供决策的方案、措施等），相对于最高层（总目标）的相对重要性权值的确定或相对优劣次序的排序问题。将模型中的各种因素按支配关系分组，形成递阶层次结构模型，通过对两两元素的相对重要性比较，确定判断矩阵，然后采用和积法求出各因素的权重和矩阵的最大特征值，最后判断矩阵是否具有满意的一致性。这种方法广泛地应用于地区经济发展方案的比较、科学技术成果评比、资源规划和分析以及企业人员素质测评。

1.1 建立矿山安全管理体系层次结构模型

通过系统分析我国矿山企业安全管理体系的有关资料和信息，确定了5个方案层，28个准则层，如图1所示。

图1 矿山安全管理体系评价指标体系

其中，安全监督管理机构包括安监矿长、总工程师、安全副总工程师、安全科、安监员等人员及相关职责；安全检查、安全评价包括一通三防检查、井下三违检查、机运设备检查、特殊工种检查、干部跟班检查、班前教育和规程学习检查、工程质量操作质量及设备完好检查、入井安全检查、工业卫生和文明生产检查；安全技术、措施计划包括措施计划的编制情况、一通三防技术措施、电器设备安全措施、个人防护用品、工作面安全措施[1]；安全培训、教育考核包括煤安规程教育、国家新法规、入企教育、上岗教育、班前教育、安全知识竞赛；事故应急、救援预案及演练包括预案的编制、预案的实施、预案的演练等。

1.2 构造各因素的判断矩阵

假设系统中有n个因子，对其中因子i，j(i=l，2，...n；j=l，2，...n)进行两两比较，以确定他们的相对重要性，由a构成的n×n阶矩阵A为：

B2 B1 AK B1 B2 a12 a22 a11 a21………………Bn an1 an2……………………Bn a1n a2n……ann

式中，aij为因子i相对j的重要性，其元素满足aii=1，aij=1/aji.

判断矩阵中aij的是根据资料数据、专家的意见和系统分析人员的经验经过反复研究后确定。在进行成对比较时,利用1~9标度可表示因素之间的影响强弱。1,两要素对某个性质优劣相同；3,从经验判断,要素ai稍微优于aj;5,从经验判断,要素ai较强优于aj;7,从经验判断,要素 ai强烈优于 aj；9，从经验判断,要素 ai绝对优于aj；注：2,4,6,8为上述两判断级的中间值1,1/2,1/3,…,1/9，ai较aj的优劣之比与上述说明相反。

1.3 矩阵一致性检验

假设有一个n阶正规向量W，则有[2-3]:

式中，λmax为矩阵A的最大特征根；W为对应λmax的正规划特征向量，采用和积法计算判断矩阵的最大特征值和特征向量。

为了满足完全一致性的要求，评价判断矩阵的一致性检验指标为[4]：

当CR<0.1时，判断矩阵具有满意的一致性，如果CR不能满足要求，则需对判断矩阵进行调整。

表1 随机性一致指标RI值

2 模型求解分析

得到判断矩阵的权重和最大特征向量之后，对评价因素的权重进行层次单排序和层次总排序。层次单排序是指根据判断矩阵计算对于上一层某因素而言本层次与之有联系的因素的重要性次序的权值。它是本层次所有因素相对上一层而言的重要性进行排序的基础。层次总排序是利用同一层次中所有层次单排序的结果，可以计算针对上一层次而言本层次所有因素重要性的权值。一般来说,由于客观事物的复杂性和人们认识上的多样性以及主观上的片面性和不稳定性,专家填写的判断矩阵不可能满足完全一致性条件,为此检验判断矩阵的一致性，若没有满足一致性检验，要将信息反馈给专家重新确定判断矩阵。

若层次总排序指标通过一致性检验，矿山安全管理体系总排序结果具有满意的一致性。

通过模型的求解，可以发现方案层所占权重比例的大小，能够在矿山安全管理有限的资源下，分主次轻重来开展安全防范钢做。根据层次总排序的致因排序也可以得到影响矿山安全管理体系的因素的相对重要性顺序，对于准则层的28个指标更易于制定合理的规章制度，加大力度完善操作规程，将危险因素扼杀在萌芽中，保证井下工作人员的生命安全，保证矿企业的财产免受损失。

3 结束语

矿山安全在矿山生产中的地位越来越重要，由于管理不善造成的重大事故得不到有效改善，不但要求矿山的安全管理部门科学地制定管理方针，加强管理力度，健全各方面的管理制定，不断创新，真正地做到防患于未然。基于层次分析法对矿山安全管理体系综合评价，确定了矿山安全管理中的重要因素和关键因素，具有指导意义。

[1] 左治兴,朱必勇,易斌，等.煤矿灾害及安全管理综合评价[J].工业安全与环保,2006,32(8):52-54.

[2] 邹义怀,江成玉,李春辉，等.基于层次分析法和模糊数学的煤矿安全生产评价[J].工矿自动化,2010,10(10):39-41.

[3] 王新民,赵彬,张钦礼.基于层次分析和模糊数学的采矿方法选择[J].中南大学学报,2008,39(5):875-879.

[4] 史晓明.基于模糊层次分析法的煤矿水害事故危险源辨识[J].中国矿业,2010,19(12):202-204.