矿井通风系统安全评价方法综述.docx

文献综述题 目： 矿井通风系统安全评价 学 号： 161302118 姓 名： 苏鸿鹏 指导教师： 胡维喜 2016年1月5日摘 要矿井通风系统的安全性评价是一个由定性和定量相结合、相互关联、相互制约的众多因素构成的复杂系统决策问题。合理地评价矿井通风系统对矿井通风日常技术管理、通风系统优化改造、矿井安全生产具有十分重要的意义。 论文在综述了矿井通风系统安全评价发展概况、矿井通风系统基本理论与技术的基础上，通过分析矿井通风系统的特点、通风系统可靠性、稳定性等，运用事故树分析法确定了通风方式合理性、通风网络合理性、矿井风流稳定性、通风动力系统可靠度、通风系统管理及设施规范性共五个评价准则层21项指标，将矿井风流的稳定性引入评价指标体系，增强了指标体系的客观性和科学性。根据矿井通风系统安全性评价的研究现状选用层次分析法和模糊综合评判法对该指标体系中各影响因素之间以及其对整体通风系统影响的重要程度进行了分析。在对矿井通风系统进行评价的基础上辅以稳定性和可靠性分析，实现定性与定量结合的评价思想。 论文结合李子垭矿井通风阻力测定项目，对该矿的通风系统进行了实际深入的调研，运用模糊综合评价法结合本文建立的指标体系进行评价，评价结果与其实际情况基本吻合，指出了该矿通风系统整体状况的优劣及通风系统中存在的问题，为该矿的通风系统改造和优化以及决策提供了较为可靠的依据。同时，达到了评价及分析结果符合客观实际的预期的目标。关键词：安全评价；矿井；通风系统；第一章 绪论1.1课题背景煤炭是我国能源的主体，煤炭工业是国民经济的基础产业。我国煤炭工业在改革发展、结构调整、科技进步、安全生产等方面都有了可喜的变化，年产煤量达到23亿t。由于我国煤炭分布范围广泛，埋藏地形复杂，煤炭生产一直受到瓦斯、水害、火灾、煤尘及顶板等各种灾害的威胁，虽然通过各种措施抑止事故的发生，百万吨死亡率正逐年下降，但我国目前煤矿安全状况仍然相当落后，煤矿安全生产仍面临严峻的挑战，与发达国家的差距很大，事故总量和死亡人数远高于其他产煤国家。矿井通风是矿井安全工作的基础，是稀释和排除矿井瓦斯与粉尘最有效、最可靠的方法，也是创造良好劳动环境的基本途径，而合理的通风又是抑制煤炭自燃和火灾发展的重要手段。评价矿井通风系统安全性的目的在于及时发现矿井通风系统中存在的问题和安全隐患，调整和改造系统；优化通风设计，准确编制应急预案，指导通风安全管理。因此，在事故发生前及时准确地对矿井通风系统做出科学合理的评价、发现存在的事故隐患并及时处理以抑止事故的发生成为防范的关键。但由于煤矿安全评价工作在我国开展的时间不长，成熟的经验不多，加之其他方面的一些原因，致使这项工作仍存在不少问题，使其未充分发挥潜力。煤矿通风系统是矿井生产的重要组成部分，也是矿井安全生产的保障系统，在煤矿通风系统安全评价工作中，同样也存在着许多问题。探求提高煤矿通风系统安全评价质量的有效方法和途径是值得深入探讨的课题。1.1.2论文研究的目的和意义随着矿井现代化建设的发展，矿井生产规模日益扩大，大型与特大型矿井日益增多，机电设备与设施也逐渐增多，通风系统网络愈加复杂。矿井通风系统是矿井安全生产的保障系统。通风系统的好坏与火灾防治、瓦斯事故、粉尘治理、热害治理等都是密切相关的4。煤矿很多重特大事故的发生都与通风系统不合理有着直接的关系。如何从客观实际中正确的认识矿井通风系统的合理性，就涉及到矿井通风系统的安全评价工作。目前对矿井通风系统安全评价的方法和理论可谓是百家争鸣，但仍存在不少问题。 矿井通风系统安全评价工作存在的问题大致有以下几个方面： (1)规范标准引用不当 安全评价主要是依据国家有关法律法规、标准及技术规范等文件，分析、预测评价项目中可能存在的危险、有害因素及其严重程度。但近年来，随着国家颁布的法律法规、技术标准和规范增多，在煤矿安全评价中存在着诸多如对法律法规标准的适用范围不清或者引用的法律法规标准陈旧等问题。 (2)对评价方法掌握不准确、选用不恰当 安全评价方法是指对评价项目中系统的危险性、危害性进行定性、定量分析和评价的工具。煤矿安全评价的方法很多，如定性分析的有：安全检查表、预先危险性分析、故障树分析、故障类型和影响分析、故障假设分析、危险与可操作性研究、风险矩阵法等。定量分析的有：故障树分析、爆炸危险指数法、道化学火灾、蒙德火灾、事件树分析、QRA定量评价、事故后果灾害评价、安全一体化水平评价方法等。在这一方面主要问题是所选用的评价方法不适用、或不恰当、不全面和因评价人员不能准确理解和掌握每种评价方法，而导致即使选用了合适的方法，也难以有效地运用这些方法，做出科学准确的评价。 (3)评价人员素质、年龄结构有待提高和改善 安全评价人员的理论素养、实践经验和业务水平直接影响到安全评价的质量，评价人员必须经常深入生产实际，丰富自己的实践经验，才能全面了解生产工艺，提高评价的准确性。由于煤炭行业前些年的不景气，导致大量技术人才流失，目前多数评价机构 又是近几年才成立起来的，技术人才普遍缺乏，评价人员中有转行来的、刚毕业的大、中专学生和离退休多年又返聘的人员等等，不是缺乏实践经验，就是缺少现代安全评价技术知识，或到井下一线困难。这些问题也有待提高和改善。 (4)评价结论的针对性不强 虽然煤矿安全评价的方法是通用的，评价报告的编写也有规范的格式。但因每一个矿井都有其特殊性，存在的问题也有很大的差异，故评价结论一定要有很强的针对性。而目前评价结论中存在着论述简单、危险辨识重点不突出、安全措施建议千篇一律、缺乏针对性等问题，导致评价结果缺少针对性和指导性。 (5)评价机构内、外部管理有待加强 安全评价是政府行政许可项目之一，应由具备评价资质的中介机构公正、公平的来开展工作。但由于目前煤矿安全评价市场需求较大，一些评价机构便不注重内部管理，缺乏行业自律意识和责任意识，单纯片面追求评价项目数量和经济效益，把主要精力放在找项目、拉关系上，忽视评价质量的提高；也有的评价机构搞恶意竞争，开展以降低安全评价的质量为代价的价格战，扰乱评价市场；甚至有些评价机构弄虚作假，转借资质证书、出具虚假不实的证明和报告等，挑战安全评价工作的公信力。这些问题也有待从制度上、管理上加以规范。 煤矿安全评价是一新的产业，随安全评价市场快速发展应运而生，整体评价质有待提高。应深刻认识煤矿安全评价工作的重要性、长期性、科学系统性，注重体系建设，加强过程控制，使其逐步趋于完善和规范7。通过煤矿安全评价为煤矿安全监察部门的决策、煤矿企业的安全生产提供有力技术支撑，促进矿井现代化建设的发展和煤矿企业的安全高效生产。矿井通风系统安全评价的研究，目的在于建立评价指标体系，确定评价方法，并应用于实际矿井，为矿井安全生产提供决策依据。1.2国内外的研究现状及发展趋势 1.2.1安全及其评价概述 (1)安全与系统安全 安全通俗的讲就是人们在生活和生产过程中，生命得到保证、身体免于伤害。从本质上来讲，安全就是预知人们活动的各个领域里存在的固有危险和潜在危险，并且为消除这些危险的存在和状态而采取的各种方法、行为和措施。现代工业生产领域内的安全是不可能脱离人们所处的生产环境和生产条件而存在的，只有从“人机材料环境”这个系统出发，深刻发掘和理解系统中的危险源和系统相关因素，才能建立系统安全的概念。只有运用系统分析的方法，对这个系统进行分析、评价，进而消除危险源，才能够实现真正意义上的安全。所谓系统安全，是指在系统运行周期内，应用系统安全管理及安全工程原理，识别系统中的危险性并排除危险，或使危险减至最小，从而使系统在操作效率、使用期限和投资费用的约束条件下达到最安全状态。 (2)评价 评价是指按照明确目标、测定对象的属性，明确其价值的过程。在对系统进行价时，要从明确评价目标开始，通过目标来规定评价对象，并对其功能、特性和效果等属性进行科学的测定，最后由测定者根据给定的评价标准和主观判断，把测定结果变为价值，作为决策者的参考。根据评价方法的特征分类，评价可以分为定性评价和定量评价。 定性评价 定性评价不对危险性进行量化处理，只作定性比较。定性评价使用系统工程方法，将系统进行分解，依靠人的观察分析能力，借助有关法规、标准、规范、经验和判断能力进行评价。 定量评价 定量评价是在危险性量化基础上进行评价，主要依靠历史统计数据，运用数学方法构造数学模型进行评价。实际评价工作中，为了使评价结果准确可靠，经常将定性和定量两种评价方法综合运用，本文对矿井通风系统的安全评价采用的就是二者结合的综合评价方法。 (3)安全评价 安全评价，也叫风险评价（Risk Assessment），简称RA，其实质是指利用统科学的理论和方法辨识危险，对系统的安全性进行定性和定量的预测和分析，寻求最佳的危险源控制与处理对策，从而达到系统安全的目的，是控制危险性能力的评价。安全评价是一个对系统危险性的辨识过程，其目的是为了评价系统危险的可能性及其后果严重程度，以寻求最低事故率、最小的损失和最优的安全投资效益。安全评价的内容因评价对象的不同而有很大差异，就其实质而言，安全评价包含危险性确认和危险性评价两个部分。1.2.2国内外安全评价发展现状 安全评价最初出现于20世纪30年代，是随保险业的发展而发展起来的。1964年美国道（DOW）化学公司的火灾爆炸指数评价法在世界范围内具有很大的影响，推动了评价工作的发展。后来，英国帝国化学公司（ICI）在此基础上推出了蒙德（Mond）法，日本推出了岗田法、正田法，使道化学公司的评价方法更为科学、合理、切合实际。评价范围也从火灾爆炸扩展到毒性物质灾害等其他方面。20世纪70年代初，日本劳动省颁布了化工厂安全评价指南，把评价方法进一步向科学化、标准化方向推进，综合采用了一整套安全系统工程的分析方法和评价手段，使化工厂的安全工作在规划、设计阶段得到充分保证。以风险率为标准的定量评价是风险评价的高级阶段。这种评价是随着航天航空、核工业等高技术领域的开发而得到迅速发展的。英国20世纪60年代中期就建立了故障率数据库和可靠性服务所，开展了概率风险评价工作，在国际同行中产生了深远的影响并一举推动了安全系统工程。世界范围广泛应用的美国原子能管理委员会的商用核电站风险评价报告是在20世纪70年代中期发表的。现在，风险定量评价已在工业发达国家的许多工程项目中得到广泛的应用，并在许多行业制定了技术标准。20世纪80年代初期，安全系统工程引入我国，受到许多大中型企业和行业管理部门的高度重视。通过翻译、消化和吸收国外安全检查表和安全分析方法，机械、冶金、化工、航空、航天等行业的有关企业开始应用简单的安全分析评价方法，如安全检查表、事故树分析（FTA），故障类型及影响分析（FMEA）、事件树分析（ETA）、预先危险性分析（PHA)、危险与可操作性研究（HAZOP）、作业环境危险评价方法（LEC）等。此外，一些石油、化工等易燃易爆危险性较大的企业，也应用道化学公司的火灾、爆炸指数评价方法进行了企业危险评价。为推动和促进危险评价方法在我国企业安全管理中的实践和应用，1986年劳动人事部分别向有关科研单位下达了机械工厂危险程度分级、化工厂危险程度分级、冶金厂危险程度分级、工厂危险程度分级等科研项目。1987年机械电子部首先提出了在机械电子行业内开展机械工厂安全评价，并于1988年颁布了第一个部安全评价标准机械工厂安全性评价标准。 系统安全工程的发展和应用，为预测、预防事故的系统安全评价奠定了可靠的基础。安全评价的现实作用又促使许多国家政府、生产经营单位集团加强对安全评价的研究，开发自己的评价方法，对系统进行事先、事后的评价，分析、预测系统的安全可靠性，努力避免不必要的损失。 由于安全评价在减少事故，特别是重大恶性事故方面取得了巨大效益，许多国家政府和生产经营单位愿意投入巨额资金进行安全评价，美国原子能委员会1974年发表的 核电站风险报告耗资300万美元，相当于建造一座1000兆瓦核电站投资的百分之一。据统计美国各公司共雇佣了3000名左右的风险专业评价和管理人员，美国、加拿大等国就有50余家专门进行安全评价的“安全评价咨询公司”。当前，大多数工业发达国家已将安全评价作为工厂设计、选址、系统设计、工艺过程、事故预防措施及制订应急计划的重要依据。近年来，为了适应安全评价的需要，世界各国开发了包括危险辨识、事故后果模型、事故频率分析、综合危险定量分析等内容的商用化安全评价计算机软件包，随着信息处理技术和事故预防技术的进步，新的实用安全评价软件不断地进入市场。计算机安全评价软件包可以帮助人们找出导致事故发生的主要原因，认识潜在事故的严重程度，并确定降低危险的方法。在我国机械工厂安全性评价标准已应用于1000多家生产经营单位，化工厂危险程度分级方法和冶金工厂危险程度分级方法等也在相应行业的几十家生产经营单位进行了实践。此外，我国有关部门还颁布了石化生产经营单位安全性综合评价办法、电子生产经营单位安全性评价标准、航空航天工业工厂安全评价规程、兵器工业机械工厂安全性评价方法和标准、医药工业生产经营单位安全性评价通则等。2002年6月29日中华人民共和国第70号主席令颁布了中华人民共和国安全生产法，规定生产经营单位的建设项目必须实施“三同时”，同时还规定矿山建设项目和用于生产、储存危险物品的建设项目应进行安全条件论证和安全评价。2002年1月9日中华人民共和国国务院令第344号发布了危险化学品管理条例，在规定了对危险化学品各环节管理和监督办法等的同时，提出了生产、储存、使用剧毒化学品的单位，应当对本单位的生产、储存装置每年进行一次安全评价；生产、储存、使用其他危险化学品的单位，应当对本单位的生产、储存装置每两年进行一次安全评价的要求。中华人民共和国安全生产法和危险化学品管理条例的颁布，必将进一步推动安全评价工作向更广、更深的方向发展。 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、安全现状综合评价及专项安全评价。国家安全生产监督管理局陆续发布了安全评价通则及各类安全评价导则，为新形势下的安全评价工作提供了技术和质量保证。 1.2.3国内外煤矿安全评价现状 (1)国外煤炭工业安全评价技术的应用状况 国外煤炭工业的安全评价主要是以矿山概率风险评价为基础的评价技术，就是把矿井生产系统中隐患导致事故的概率与隐患造成的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通过统计数据获得。这些方法对隐患发生的概率和损害统计不够细致、缺乏实用性，大多只讨论了这些数据的模糊性问题，没有对事故致因和改进措施做深入的分析。其他常见的煤矿安全评价法有V罗曼尼教授提出的安全性指数法、澳大利亚AR格林教授提出的煤矿操作安全评价法、波兰费利卫皮提出的以人机为主的安全评价及灾害预测方法以及日本推出的隧道安全评价方法及神经网络等。其中神经网络的研究占主流，其发展历史可分为四个时期第一个时期。为启蒙时期，开始于1890年美国著名心理学家W.Jmaes关于人脑结构与功能的研究，结束于1969年Minsky和Papert发表感知器(Perceptron)一书。第二个时期为低潮时期，开始于1969年，结束于1982年Hopfield发表的著名文章神经网络和物理系统(Neural Netwok and Physical System)。第三个时期为复兴时期，开始于J.J.Hopfield的突破性研究论文，结束于1986年D.E.Rumelhart和J.L.McClelland领导的研究小组发表的并行分布式处理(Parallel Distributed Processing)一书。第四个时期为高潮时期，以1987年首届国际人工神经网络学术会议为开端，迅速在全世界范围内掀起了人工神经网络的研究应用热潮，至今势头不衰。这些方法对煤矿安全评价基本都停留在研究阶段，没有达到实践推广的程度水平，与安全评价方法在国外其他行业的应用和发展水平也有一定的差距。 (2)我国煤炭工业安全评价技术的应用发展现状 我国煤炭工业企业安全管理和评价研究同其它行业相比，时间上基本同步，但研究的规模、深入的程度要落后于其它行业。1982年，原国家煤炭工业部制定并颁发了矿井通风质量标准及检查评定办法；1986年制定了生产矿井质量标准化标准，该标准作为行业标准实施后于1994年进行了修订，这两项标准重点主要集中在煤炭工业企业的质量管理方面，没有形成独立的系统安全的理论和应用系统安全评价的体系。目前对煤矿的安全评价大多数是现状评价，即对煤矿现有的生产条件和管理水平进行评价，检查其是否达到安全生产所必需的安全条件。煤矿安全评价全部是由具有资质的中介评价机构来做。安全评价方法很多，有定性和定量安全评价法。但是由于我国煤矿安全评价工作才刚起步，没有大量的实验结果和广泛的事故统计资料，因此,现在的煤矿安全评价都是根据经验和直观判断能力，对煤矿生产系统的工艺、设备、设施、环境、人员和管理等方面的状况进行定性分析，得到的评价结果也是一些定性的指标，随意性较大。煤矿安全评价所采用的评价方法也较单一，主要采用安全检查表方法进行评价，即利用检查条款按照相关的标准、规范等对已知的危险类别、设计缺陷，以及与一般工艺设备、操作、管理有关的潜在危险性和有害性进行对照检查。煤矿安全评价检查的标准依据是安全生产法、煤矿安全规程、煤矿操作规程和一些技术上的标准等。首先对煤矿现有的资料进行检查；其次，对煤矿提供的资料进行实地核查。两者综合给出评价结论，即所评价煤矿是否具备安全生产所必要的生产条件。只有安全评价结论为合格的煤矿才能领到安全生产许可证。 国内学者在矿井通风系统评判指标体系方面开展了大量的研究。 中国矿业大学黄元平教授从安全可靠和经济合理性两个方面分析，提出用通风网络的形式对风流稳定性的影响、通风机运转对风流稳定性的影响、矿井抗灾能力、通风电费、矿井总风压、矿井等积孔和总风量等七项指标来评价矿井通风系统优化与改造方案的优劣。 中国矿业大学周福保、王德明等，提出以矿井总风压、矿井总风量、矿井等积孔、矿井风量供需比、通风方式、主通风机功率、主通风机效率、主通风机年电费、通风井巷工程费、热环境指数、主通风机运转稳定性、矿井抗灾能力等12项指标来评价矿井通风系统优化改造方案的优劣。 山东矿院通风教研室的谭允祯教授从技术先进性、经济合理性和安全可靠性三个方面入手，首先提出了20多项指标，然后又通过专家评分法，根据专家的意见和自己多年教学和科研的经验，从这20多项指标中选择了具有代表性的12项指标来评价矿井通风系统的优化方案。这12项指标是:技术可行性指标矿井风压、矿井风量、矿井等积孔、矿井风量供需比和通风方式；经济合理性指标主通风机功率、通风机效率、吨煤电费和通风井巷工程费；安全可靠性指风机运转稳定性、用风点风流稳定性和矿井抗灾能力。 山东充州矿业集团公司鲍店煤矿的夏孝明根据各个指标对矿井通风系统重要性序列矩阵法，最终确定了如下矿井通风系统优化与改造指标体系:矿井风压、矿井风量、矿井等积孔、矿井风量供需比、通风机功率、吨煤主通风机电费、通风工程费和抗灾能力等9项指标。 冶金工业部安全与环保研究院通风防尘及环境评价研究所的杨娟、沈汉年等通过比较分析，提出用风量(风速)合格率、有效风量率、风质合格率、主通风机装置效率、风量供需比等5项基本指标和有效风量所需功率、单位采掘量的通风费用、年产万吨耗风量和单位采掘矿石量的通风电耗等4项辅助指标来评价矿井通风系统的优劣。 福州大学沈斐敏教授从技术可行性、经济合理性和安全可靠性三个方面来考虑，提出了矿井风压、矿井风量、矿井等积孔、矿井风量供需比、通风方式、通风机器输入功率、通风机器平均效率、吨煤通风机电费、通风井巷工程费、风机运转稳定性、用风地点风流稳定性、矿井抗灾能力等12个定性和定量指标来综合评价矿井通风系统优化与改造方案。 从整体上来看，针对矿井通风系统安全评价的系统研究尚处于起步阶段，没有取得系统的研究成果。我国煤矿地下作业系统的结构特性以及适应性强的安全评价理论和技术研究需要进一步的深入和完善，由矿井通风系统故障引发的矿山重大伤亡事故的客观存在也说明了进行矿井通风系统安全评价研究、建立科学的矿井通风系统安全评价体系，对原有的评价理论和评价方法进行改进完善是十分紧迫和必要的。1.3论文研究内容及技术路线 1.3.1论文研究内容 本课题侧重于从技术层面利用事故树分析方法对矿井通风系统的评价指标和影响因素进行优化处理，结合模糊综合评价与AHP等方法进行评价，使评价结果能更为真实的反映矿井通风系统的安全状态。主要研究内容如下： (1)对矿井通风系统的影响因素进行分析。侧重于它的可靠性及稳定性的分析。 (2)对影响评价结果各种因素进行分析对比研究，进而与实际情况进行比对，利用事故树分析法建立矿井通风系统安全评价指标体系，。 (3)利用AHP法确定矿井通风系统各安全评价指标的权重，力求使权重赋值科学、合理、能够客观反映各影响因素对矿井通风系统安全的重要性。 (4)通过对模糊数学知识的综合运用来确定矿井通风系统安全评价的方法。 (5)运用实际生产矿井进行检验，验证所确定的矿井通风系统评价指标体系的全面性、科学性和所采用理论及计算方法的正确性和可操作性。 1.3.2论文研究的技术路线 本文在利用已有的研究成果及理论的基础上，通过实际调研和收集资料对矿井的稳定性，可靠性及其影响因素进行分析，找出其中的关联度，综合矿井通风系统中技术、管理和安全等诸方面的因素，建能相对全面反映矿井通风系统客观实际情况的评价指标体系。运用模糊综合评价的方法对矿井通风系统的安全性、稳定性、可靠性进行综合分析评价，发现不安全的因素，提出整改意见及措施。 1.4矿井通风系统安全评价理论基础1.4.1理论基础矿井通风系统的安全状态是整个矿井中决定矿井生产状态安全的一个重要的子系统。矿井通风系统的运行特性和状态直接关系到整个矿井的运行和安全状态，因此，合理划分影响矿井通风系统安全的因素是进行矿井通风系统安全评价的基础。1.4.2事故致因理论有关文献将事故致因理论分为三大类，分别为事故因果连锁理论、信息处理的失误事故模型、能量转移论与三类危险源理论。海因里希事故因果连锁理论、博德事故因果连锁理论、亚当斯事故因果连锁理论、北川彻三事故因果连锁理论属于事故因果连锁理论。当前国内外进行事故原因调查与分析时，广泛采用博德事故因果连锁模型，它是反映现代安全观点的事故因果连锁论。威格里斯沃思模型、瑟利模型、劳伦斯模型、撒利模型属于信息处理的人失误事故模型，其中瑟利模型是一个典型的根据人的认知过程分析事故致因的理论，它不仅分析了危险出现、释放直至导致事故的原因，而且还为事故预防提供了一个良好的思路。两类危险源理论、能量意外释放理论属于能量转移理论与三类危险源理论。上个世纪，美国的H.W.Heinrich在Industrial AccidentPrevention（工业事故预防）一书中提出了事故连锁理论，阐述了事故致因中人与物的问题、事故发生频率与伤害严重程度之间的关系、人的不安全行为的成因、安全管理工作在工业生产中的责任、地位和作用等问题。在H.W.Heinrich事故连锁理论的基础上，博德提出了现代工业生产条件下的事故发生和演变连锁关系。1961年吉布森、1966年哈登等人提出了解释事故发生机理的能量意外释放论，认为事故是一种不正常的或不希望的能量释放。生产、生活中经常遇到各种形式的能量，如机械能、热能、电能化学能、电离及非电离辐射、声能、生物能等，它们的意外释放都会造成事故。煤矿生产过程中，系统是人、机、环境组成的动态系统，人在生产过程表现为行为（安全行为、不安全行为），行为包括个体行为、群体行为、组织行为三个层次；机械设备系统与环境系统是否稳定表现为状态（安全状态、不安全状态）；生产过程包含危险源、系统间的作用、变化、信息等多因素、多系统的汇聚。因此，事故是人的不安全行为和物的不安全状态共同作用的结果，人的不安全行为和物的不安全状态共同作用使能量发生意外释放造成了事故。只有掌握了事故自身的发生演变规律，才能正确评价矿井生产系统的状态。因此，事故致因理论是确立矿井通风系统安全评价因素的理论基础。1.4.3矿井通风安全理论通风安全理论认为矿井通风系统是由矿井通风井巷网络、通风构筑物和通风动力设施组成的，正常保证井下生产和安全需要的工作系统。传统通风理论在矿井内通风阻力特征、风流分配规律、井巷系统设置及风量调节等各方面都有了系统的研究，得出了很多科学的方法和结论。现代通风理论则在矿井通风仿真及防灭火、安全信息工程、矿井瓦斯灾害治理及安全管理等各方面对前人研究成果进行了丰富和完善，利用现代科技手段和系统研究方法对矿井通风系统进行了科学的研究，形成了一些新兴研究方向和更高层次的研究成果。矿井通风与安全理论是进行矿井通风系统安全评价因素分析的专业理论基础。1.5安全因素的分析方法在进行矿井通风系统安全评价因素分析时，应从两个方面着手，一个是对矿井通风系统安全评价理论基础系统运行不良或管理不善造成的事故进行分析，找出引发事故的原因，确立安全评价的因素；另一种则是对运行中的矿井通风系统进行安全性分析，找出事故存在的隐患，评价系统安全性能。1.5.1人机环分析方法事故分析理论认为，人的不安全行为、机的不安全状态、环境的不安全条件、管理缺陷及其四者之间的相互交叉是造成事故发生的原因。由于管理又属于人的范畴，所以，进行矿井通风系统事故分析时，从人员、机械、环境三个子系统出发进行系统研究是切西安科技大学硕士学位论文实可行的方法。德国库尔曼专著安全科学导论一书中详细论述了人机环之间的关系，现代安全学者一致认可的人机环境系统分析方法1.5.2事故树分析事故树分析（Accident Tree Analysis，简称ATA）方法，是安全系统工程的重要分析方法之一，它能对各种系统的危险性进行辨识和评价，不仅能分析出事故的直接原因，而且能深入地揭示出事故的潜在原因。该方法通过演绎揭示事故基本事件之间和基本事件与顶上事件的逻辑关系，描述出系统全部可能的失效状态。用它描述事故的因果关系直观、简单明了、思路清晰、逻辑性强，既可定性分析，又可定量分析，还可以对事故进行预测和评价。该方法在本文中主要用于通风系统故障所引发事故的因素分析。1.6矿井通风系统影响因素的确定原则实践证明，一个好的矿井通风系统评价方法应满足以下原则： (1)全面客观性。矿井通风系统既是一个复杂的运行体系，又是一个动态工作的变化体系，工作中系统变量很多，又不断发生变化24。所以，在确立评价因素时应力求使评价指标能全面准确地反映出矿井通风系统的状况与技术质量特征。 (2)可行性。建立的评价因素体系应该方便数据资料的收集和现场测试，容易被评价单位理解和接受，避免繁琐复杂。 (3)评价结论能反映出矿井通风系统的合理性、经济性及安全可靠性。 (4)采用的评价指标应该有明确的评价标准。系统安全与否在尊重现实的基础上要有明确的界定。 (5)在采用多指标综合评价时，必须采用定性指标与定量指标相结合的原则。任何事物都是质变与量变的统一，所以，对矿井通风系统同样要采用定性评价与定量评价相结合的原则。1.7矿井通风系统模糊综合评价的理论基础矿井通风系统是一个复杂的动态系统，影响其运行的因素众多，探讨如何更恰切地评价矿井通风系统，对于及时发现矿井通风系统中存在的问题，决定现行生产矿井通风系统是否需要调整和改造，以及进行矿井通风系统实际的管理等工作都具有重要的意义。 矿井通风系统评价属于多因素综合评价问题。解决这一问题的传统方法有总分法和加权平均法等。在分析复杂的矿井通风系统时，要用许多定性和定量指标来表示来区分系统的差别和特性。因素指标一般受多因素影响，而且相互之间多表现为连续性、离散性、模糊性和灰色性。随着科学决策理论与技术及其相关学科的发展，层次分析法、模糊综合评价法等应运而生，并在科学决策领域的应用不断扩展，使得矿井通风系统的模糊综合评价成为可能。 模糊综合评判主要用于多因素、多目标的决策评判问题。矿井通风系统是受许许多多的因素制约的，这些因素相互交错，各自所起作用的大小和重要程度各不相同。因此本文选用模糊综合评判方法对矿井通风系统进行综合评判。1.7.1模糊综合评价应用于矿井通风系统的可行性“安全”与“危险”之间没有明显的分界线，即安全与危险之间存在着一种中介过渡状态。这种中介过渡状态具有亦此亦彼的性质，也就是通常所说的模糊性。而模糊数学用“隶属度”来刻画这种模糊性，以达到定量精确的目的。从上述分析来看，用模糊 综合评价方法来评价矿井通风系统的安全性是可行的。主要基于以下几个方面的原因得出的客观结论： (1)矿井通风系统的安全评价涉及因素众多，是整个矿井安全问题的核心所在。评价指标体系中权重各异，比如与人的不安全行为密切相关的矿井安全管理这个准则层指标，更是难以客观的量化，只能用“合格”“不合格”这样的等级概念来表述，具有较强的模糊性，再如主要通风机安装运行要求这一评价指标，要综合考虑通风机工作效率、通风机安装具体要求、反风装置性能、通风机维护、检修等多方面的因素，最后将这些因素综合到优秀、良好、合格、不合格这样十分模糊的评语上来，也具有很强的不确定性。 (2)现存评价方法中隶属度标准基本都是通过定性或定量评价确定的，但是，各种评价体系不能反映评价因素之间的关系，如有效供风率和风速合格率，这两个数值和计算方法具有直接关系，而大多标准只是两者比较，而没有考虑和体现两者之间的关系。 (3)评价指标体系中，中介过度状态的存在，在现实评价过程中，计算数值不可避免的存在着一定的误差，为了弥补其不足，引入模糊综合评判显得十分重要。 (4)某些因素受地理环境条件的影响比较大，具有偶然性，往往没有规律性，难以预测。 总之，模糊综合评价是借助模糊综合评判以及采用价值工程和决策分析的方法，对系统的安全现状做出综合评价，对矿井通风系统的安全评价是非常适用的。1.7.2模糊综合评价原理模糊综合评价作为模糊数学的一种具体应用方法，最早是由我国学者汪培庄提出的。这一应用方法深受广大科技工作者的欢迎和重视，并且得到广泛的应用。模糊综合评价法是以模糊变换为基础的，其优点是:数学模型简单，容易掌握，对多因素、多层次的复杂问题评判效果比较好，是别的数学分支和模型难以代替的方法。 (1)模糊综合评价的基本要素 模糊综合评判包括六个基本要素： 评判因素论域U U表示评判中各评判因素所组成的集合。评语等级论域V V代表综合评判中评语所组成的集合，其实质是对被评事物变化区间的一个划分。如通风构筑物的设置情况可分为优秀、良好、合格和不合格四个等级，这四个等级就是综合评判中对通风构筑物设置及性能的评语。模糊关系矩阵RR是单因素评价的结果，即单因素评价矩阵。也就是R是模糊综合评判所综合的对象。 评判因素权向量AA代表评价因素在被评价对象中的相对重要程度，它在综合评判中用来对R作加权处理。 合成算子 指合成A与R所用的计算方法，也就是合成方法。评判结果向量BB是对每个被评价对象综合情况分等级程度的描述。 (2)模糊综合评价的基本思想及初始模型 模糊综合评判就是应用模糊变换原理和最大隶属度原则，考虑与被评价事物相关的各个因素，对其所作的综合评价。评价的对象是所要考虑的各个相关因素。在评价某个系统时，可以将评价结果分成一定的等级（根据具体问题，以规定的标准来分等级）。比如，对矿井的通风系统进行评判时，可将评价的等级分为“很好”、“较好”、“一般”、“较差”、“很差”五个等级。依据事故致因理论和矿井通风安全理论，通过对矿井通风系统各评价因素之间相互联系的分析，进而确定了适合矿井通风系统安全评价的相关数学模型和评价方法，为后面对通风系统的评价提供了较为全面系统的理论依据及操作办法。1.8创新与不足本文的创新之处针对国内外文献进行了深入剖析，极具针对性的面对矿井通风系统安全评价方法的问题，罗列国内外文献并且进行总结。不足之处在于受限于相关数据的完整性与及时性，对有关问题的刻画缺少详实的数据支持，经验分析多于实证检验。参考文献：1秦书玉，孙平矿井通风系统的模糊贴近度优化评价法J辽宁工程技术大学学报，2005，24(1)：23252余铁军，等模糊综合评判法在矿井通风系统安全评价中的应用J黄金，2007，28(5)：18213蔡卫，吴兵层次分析法在矿井通风评价中的应用J辽宁工程技术大学学报，2005，24(2)1491524谢贤平，赵梓成灰色聚类法在矿井通风系统评价中的应用J工业安全与防尘，1991(1)：155罗中杰，赵云胜，刘如民