煤矿安全风险评价或损失估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种煤矿安全风险评价或损失估计方法及装置。所述方法包括：根据致灾因子建立评价指标体系，评价指标体系包括多级致灾因子；根据评价指标体系中的每级致灾因子，建立用于计算评价指标体系的评价得分的多层次递阶结构；实时采集最低一级致灾因子的数据，对最低一级致灾因子的数据进行归一化得到最低一级致灾因子的量纲归一值；根据加入模糊区间的层次分析法，计算各级致灾因子的权重及除最低一级之外的其它各级的致灾因子的量纲归一值；计算评价指标体系的评价得分；根据评价得分进行安全风险评价或损失估计。本发明专利技术可以实时预测可能发生的瓦斯灾害事故严重程度、波及范围等，或者对可能产生的瓦斯灾害进行损失估计。

【技术实现步骤摘要】
煤矿安全风险评价或损失估计方法及装置
本专利技术实施例涉及煤矿风险预控
，尤其涉及一种煤矿安全风险评价或损失估计方法及装置。
技术介绍
煤矿井下生产系统是一个以人、机、环境所组成的，空间分布极其复杂的系统。其中人工、自然因素共存，瓦斯、煤尘爆炸、突水、自然发火、顶板事故、机电事故等是其主要灾害形式，其中以瓦斯事故最为常见，其主要包括瓦斯爆炸、瓦斯窒息和瓦斯突出三类事故。当前，煤矿针对瓦斯事故主要采取的是对瓦斯中的有害气体浓度进行实时监测预警的方式，并基于这种方式开发了一系列矿用瓦斯监测系统，如KJ83N矿井安全监控系统等，可监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化氮、硫化氢等瓦斯气体，并实现超限声光报警、超限断电和甲烷风电闭锁控制等功能。当前瓦斯监测系统技术已经很成熟，尤其是实时监测数据的采集，为瓦斯灾害评价提供了最重要的基础分析数据。通过对系统灾害进行安全评价，预知事故对整个煤矿系统的影响程度，有针对性地采取安全措施，才可以减少或者避免事故的发生。目前，对煤矿安全方面的评价主要有两种方式，二者侧重点不同。一种方法是针对煤矿当前的安全条件进行评价，建立以致灾因子为指标的评价指标体系，一般通过数学模型进行量化计算，计算出煤矿在安全方面的得分，从而根据分数预设区间判断煤矿在安全性上是否合格。另一种方法则着眼于发生灾害后的损失情况，进行灾害等级评估，在构建灾害评估指标的基础上，采用适当的模型，对灾害的破坏程度和造成的损失进行评估，评价时一般采用区间数替代单一实数值作为评价模型的原始输入，利用线性加权评价函数得出结果即为受灾后的灾害破坏程度和等级。上述现有技术，分别从安全检查和灾害统计的角度对煤矿安全和灾害进行了评价，但是，如何通过对致灾因子进行实时评估得出可能发生灾害的破坏程度和损失估计等信息，并没有进行相关的设计和关联。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种煤矿安全风险评价或损失估计方法及装置，以通过对致灾因子进行实时评估得出可能发生灾害的破坏程度、波及范围或损失估计等信息。第一方面，本专利技术实施例提供了一种煤矿安全风险评价或损失估计方法，所述方法包括：根据致灾因子建立评价指标体系，所述评价指标体系包括多级致灾因子；根据所述评价指标体系中的每级致灾因子，建立用于计算所述评价指标体系的评价得分的多层次递阶结构；实时采集最低一级致灾因子的数据，对所述最低一级致灾因子的数据进行归一化得到所述最低一级致灾因子的量纲归一值；根据加入模糊区间的层次分析法，计算所述多层次递阶结构中的各级致灾因子的权重及除所述最低一级之外的其它各级的致灾因子的量纲归一值，其中，对于除所述最低一级之外的其它各级的致灾因子，该致灾因子的量纲归一值依赖于下一级中与该致灾因子相对应的致灾因子的量纲归一值和权重；根据所述多层次递阶结构和各级致灾因子的量纲归一值及权重计算所述评价指标体系的评价得分；根据所述评价指标体系的评价得分进行安全风险评价或损失估计。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种煤矿安全风险评价或损失估计装置，所述装置包括：第一建立模块，用于根据致灾因子建立评价指标体系，所述评价指标体系包括多级致灾因子；第二建立模块，用于根据所述评价指标体系中的每级致灾因子，建立用于计算所述评价指标体系的评价得分的多层次递阶结构；采集模块，用于实时采集最低一级致灾因子的数据，对所述最低一级致灾因子的数据进行归一化得到所述最低一级致灾因子的量纲归一值；第一计算模块，用于根据加入模糊区间的层次分析法，计算所述多层次递阶结构中的各级致灾因子的权重及除所述最低一级之外的其它各级的致灾因子的量纲归一值，其中，对于除所述最低一级之外的其它各级的致灾因子，该致灾因子的量纲归一值依赖于下一级中与该致灾因子相对应的致灾因子的量纲归一值和权重；第二计算模块，用于根据所述多层次递阶结构和各级致灾因子的量纲归一值及权重计算所述评价指标体系子的评价得分；评价模块，用于根据所述评价指标体系的评价得分进行安全风险评价或损失估计。本专利技术实施例提供的煤矿安全风险评价或损失估计方法及装置，通过根据致灾因子建立评价指标体系，建立用于计算所述评价指标体系的评价得分的多层次递阶结构，实时采集最低一级致灾因子的数据，根据最低一级致灾因子的数据计算各级致灾因子的量纲归一值及权重，计算所述评价指标体系的评价得分，根据所述评价得分进行安全风险评价或损失估计。可以从瓦斯灾害的产生根源上入手，寻找出煤矿瓦斯灾害的致灾因子和其可能产生的瓦斯事故损失之间的联系，并通过量化方法和指标函数对其进行计算和评价，实时预测可能发生的瓦斯灾害事故严重程度、波及范围等，或者对可能产生的瓦斯灾害进行损失估计，反馈致灾因子的整改意见，从源头尽量避免瓦斯事故的发生，并在瓦斯灾害发生时及时提供相关处理，达到风险预控的效果。附图说明图1是本专利技术第一实施例提供的一种煤矿安全风险评价或损失估计方法的流程图；图2是本专利技术第一实施例提供的煤矿安全风险评价或损失估计方法中的评价指标体系为灾害危险性等级的评价指标体系的示意图；图3是本专利技术第一实施例提供的煤矿安全风险评价或损失估计方法中的评价指标体系为灾害损失等级的评价指标体系的示意图；图4是本专利技术第二实施例提供的一种煤矿安全风险评价或损失估计装置的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。图1示出了本专利技术的第一实施例。图1是本专利技术第一实施例提供的一种煤矿安全风险评价或损失估计方法的流程图，该方法适用于对各种煤矿进行安全风险评价或者损失估计，主要针对煤矿信息化系统进行数据挖掘，基于多源数据进行灾害评估，可由煤矿信息化系统执行，该方法具体包括如下步骤：步骤110，根据致灾因子建立评价指标体系，所述评价指标体系包括多级致灾因子。引起煤矿瓦斯各类事故的致灾因子种类较多，且数量庞大，在对井下事故进行评价前，需要选取合适的致灾因子集合作为评价体系。根据瓦斯灾害特点，选取合适的致灾因子，建立评价指标体系，所述评价指标体系可以为灾害危险性等级的评价指标体系，也可以是灾害损失等级的评价指标体系。图2是本专利技术第一实施例提供的煤矿安全风险评价或损失估计方法中的评价指标体系为灾害危险性等级的评价指标体系的示意图，图3是本专利技术第一实施例提供的煤矿安全风险评价或损失估计方法中的评价指标体系为灾害损失等级的评价指标体系的示意图。如图2所示，在灾害危险性等级的评价指标体系中共分3个二级致灾因子：瓦斯爆炸、瓦斯突出和瓦斯窒息；每个二级致灾因子下包含若干三级致灾因子，包括井下通风、安全管理、机电设备、矿井类别、井下人员、次生灾害等，根据二级致灾因子的不同，三级致灾因子的内容也有部分区别。如图2、图3所示，其中，灾害危险性等级又是灾害损失等级的评价指标体系中的一个二级致灾因子。图2、图3中的致灾因子的具体意义如下：瓦斯爆炸：瓦斯爆炸的致灾因子即评价指标主要包含氧气含量、瓦斯浓度和热源温度三个指标。瓦斯的爆炸极限为5％—16％，当瓦斯浓度低于5％时，遇火不能发生爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层，属于一般危险程度；当瓦斯浓度为9.5％时，其爆炸威力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿安全风险评价或损失估计方法，其特征在于，所述方法包括：根据致灾因子建立评价指标体系，所述评价指标体系包括多级致灾因子；根据所述评价指标体系中的每级致灾因子，建立用于计算所述评价指标体系的评价得分的多层次递阶结构；实时采集最低一级致灾因子的数据，对所述最低一级致灾因子的数据进行归一化得到所述最低一级致灾因子的量纲归一值；根据加入模糊区间的层次分析法，计算所述多层次递阶结构中的各级致灾因子的权重及除所述最低一级之外的其它各级的致灾因子的量纲归一值，其中，对于除所述最低一级之外的其它各级的致灾因子，该致灾因子的量纲归一值依赖于下一级中与该致灾因子相对应的致灾因子的量纲归一值和权重；根据所述多层次递阶结构和各级致灾因子的量纲归一值及权重计算所述评价指标体系的评价得分；根据所述评价指标体系的评价得分进行安全风险评价或损失估计。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿安全风险评价或损失估计方法，其特征在于，所述方法包括：根据致灾因子建立评价指标体系，所述评价指标体系包括多级致灾因子；根据所述评价指标体系中的每级致灾因子，建立用于计算所述评价指标体系的评价得分的多层次递阶结构；实时采集最低一级致灾因子的数据，对所述最低一级致灾因子的数据进行归一化得到所述最低一级致灾因子的量纲归一值；根据加入模糊区间的层次分析法，计算所述多层次递阶结构中的各级致灾因子的权重及除所述最低一级之外的其它各级的致灾因子的量纲归一值，其中，对于除所述最低一级之外的其它各级的致灾因子，该致灾因子的量纲归一值依赖于下一级中与该致灾因子相对应的致灾因子的量纲归一值和权重；根据所述多层次递阶结构和各级致灾因子的量纲归一值及权重计算所述评价指标体系的评价得分；根据所述评价指标体系的评价得分进行安全风险评价或损失估计；其中，在进行安全风险评价时，所述评价指标体系为灾害危险性等级的评价指标体系，在灾害危险性等级的评价指标体系中共分3个二级致灾因子：瓦斯爆炸、瓦斯突出和瓦斯窒息；在进行损失估计时，所述评价指标体系为灾害损失等级的评价指标体系，灾害危险性等级是灾害损失等级的评价指标体系中的一个二级致灾因子；其中，所述计算所述多层次递阶结构中的各级致灾因子的权重及除所述最低一级之外的其它各级的致灾因子的量纲归一值包括：获取第k组由加入模糊区间的层次分析法中的1-9比率标度建立的表示与上一级中的任意一个致灾因子相对应的当前级致灾因子中的任意两个或者一个之间相对重要性的数字度量尺度；根据第k组所述数字度量尺度建立所述当前级致灾因子的第k个模糊因素评价矩阵，所述第k个模糊因素评价矩阵表示如下：其中，rij为数字度量尺度，rij＝(lij,mij,uij)表示为模糊数，其中，lij，uij为区间模糊，l表示区间模糊的下限，u表示区间模糊的上限，u-l表示模糊程度，mij表示致灾因子i比致灾因子j的相对重要程度，i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,n，k＝1,2,…,K，n表示与上一级中的一个致灾因子相对应的当前级致灾因子的数量，K表示所述模糊因素评价矩阵的数量或者数字度量尺度的组数；综合K个模糊因素评价矩阵得到矩阵WK，所述矩阵WK表示如下：其中，按照如下公式计算所述矩阵WK中第q层元素的初始权重Dq：其中，表示所述矩阵WK中第q行元素的和，表示所述矩阵WK中全部元素的和，所述初始权重Dq表示为一个模糊数，q＝1,2,…,n；计算去模糊指标权重，计算公式如下：其中，p(Dq≥D1,D2,……)＝min{p(Dq≥D1),p(Dq≥D2),……}，将所述去模糊指标权重ωq作为与上一级中的一个致灾因子相对应的当前级第q个致灾因子的权重；根据与上一级中的一个致灾因子相对应的当前级所有致灾因子的权重和当前级致灾因子的量纲归一值，按照如下公式计算所述上一级中的一个致灾因子的量纲归一值：其中，A表示所述上一级中的一个致灾因子的量纲归一值，α1,α2,…,αn表示上一级中的一个致灾因子相对应的当前级致灾因子的量纲归一值，表示上一级中的一个致灾因子相对应的当前级致灾因子的权重。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述评价指标体系的评价得分进行安全风险评价或损失估计包括：根据所述评价指标体系的评价得分确定灾害的危险等级或者损失等级；根据所述灾害的危险等级或者损失等级估计灾害的安全风险或者损失程度。3.一种煤矿安全风险评价或损失估计装置，其特征在于，所述装置包括：第一建立...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金华，霍中刚，徐志奇，殷大发，姚永辉，疏礼春，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11