矿井突水因素的AHP分析与防治技术研究_精品文档PPT文件格式下载.ppt

1、20074670154 20074670154 全全 文文 大大 纲纲 层次分析法简介及其基础理论层次分析法简介及其基础理论2 矿井突水因素矿井突水因素AHPAHP分析分析3 3矿井突水防治技术矿井突水防治技术4 4矿井突水研究概述矿井突水研究概述 3 13 5 结论与展望结论与展望有关典型事故案例及其分析有关典型事故案例及其分析 矿井突水层次模型矿井突水层次模型 的构建与分析的构建与分析矿井突水影响因素的层次分析法分析矿井突水影响因素的层次分析法分析层次分析法的一般步骤和内容层次分析法的一般步骤和内容 研研 究究 主主 线线矿井突水的防治技术矿井突水的防治技术 矿井水害矿井水害矿井水害矿井水

2、害类型类型类型类型矿井突水研究概述矿井突水研究概述老空水水害老空水水害 地表水水害地表水水害 孔隙水水害孔隙水水害 裂隙水水害裂隙水水害 岩溶水水害岩溶水水害 薄层灰岩水水害 厚层灰岩水水害 矿井水害防治刻不容缓矿井水害防治刻不容缓 煤 矿在生产建设过程中，常常会受到水害的威胁，一旦出现水灾，直接危害职工的生命和国家财产的安全。我国不仅是世界主要产煤国，而且也是受水害最严重的国家之一。据统计,我国大中型煤矿中,水文地质条件复杂、极复杂类型的煤矿占25.04%，属于简单的煤矿占39.49%。据解放后的资料统计，19551985年，全国统配煤矿共发生水灾769次（其中老窖水198次），淹井事故20

3、8起，且有逐年增长的趋势。20世纪80年代，开滦煤矿范各庄矿的突水淹井事故中最大涌水量高大2053m3/min,为世界采矿史上有记载的突出水量之最。2003年我国国有煤矿重特大事故中，水害在死亡人数上仅次于瓦斯事故，居第二位，全年发生12起，死亡117人（瓦斯事故44起、死亡520人）；发生起数上，在瓦斯和顶板事故之后居第三位（顶板事故14起、死亡52人，均为重大事故）。因此，防止水害事故发生也是我国煤矿安全工作的重点。矿井突水研究概述矿井突水研究概述矿井水害防治刻不容缓矿井水害防治刻不容缓 2 2005年我国水害事故灾害上升。水害事故年我国水害事故灾害上升。水害事故109起，死亡起，死亡60

4、5人，同比减少人，同比减少9起，增加起，增加248人，同比分别减少人，同比分别减少7.6%和和增加增加69.5%。水害事故死亡人数占总死亡人数的。水害事故死亡人数占总死亡人数的10.2%。（2005年全国煤矿共发生死亡事故年全国煤矿共发生死亡事故3306起，死亡起，死亡5938人人,自自建国以来第二次一年发生建国以来第二次一年发生4起百人以上事故起百人以上事故,百万吨死亡率百万吨死亡率为为2.811;2006年全国煤矿共发生事故年全国煤矿共发生事故2945起、死亡起、死亡4746人人,百万吨死亡人数百万吨死亡人数2.04人人）2007年以来，中国煤矿重特大水害事故多发，年以来，中国煤矿重特大水

5、害事故多发，2007年一年一年全国煤矿就发生水害事故年全国煤矿就发生水害事故109起、死亡起、死亡606人，其中发生人，其中发生一次死亡一次死亡10人以上特大水害事故人以上特大水害事故13起、死亡起、死亡360人，分别人，分别比比2006年上升年上升160%和和233%，分别占全国煤矿特大事故起，分别占全国煤矿特大事故起数、死亡人数的五分之一以上。这些数字的背后，是无情数、死亡人数的五分之一以上。这些数字的背后，是无情的水患，是无情的矿难，是一条条鲜活生命的凋亡，是一的水患，是无情的矿难，是一条条鲜活生命的凋亡，是一个个原本美满家庭的悲凉个个原本美满家庭的悲凉。矿井突水研究概述矿井突水研究概述

6、 通过对矿井突水的研究，可以确定下列因素都有可能导致矿井突水事故的发生。导致矿井突水导致矿井突水地质构造地质构造水文地质条件水文地质条件隔水层厚度隔水层厚度开采空间大小开采空间大小 层次分析法简介 v 层次分析法是美国运筹学家Saaty教授于20世纪80年代提出的一种实用的多方案或多目标的决策方法。其主要特征是：合理地将定性与定量决策结合起来，按照思维、心理的规律把决策过程层次化、数量化。该方法自1982年被介绍到我国以来，以其定性与定量相结合处理各种决策因素的特点，以及系统灵活简洁的优点，迅速地在我国社会经济各个领域内（如能源系统分析、城市规划、经济管理、科研评价等）得到了广泛的重视和应用。

7、层次分析法简介v层次分析法的基本原理及主要思想v层次分析法（AHP）的基本原理是：根据人的思维规律，面对复杂的选择问题，将问题分解成各个组成因素，再将这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构，通过两两比较的方式确定层次中诸多因素的相对重要性，然后综合决策者的判断，确定决策方案相对重要性的总的排序，从而做出选择和判断。这一思维过程的关键是层次的划分、权重的确定和排序的并合规则。v主要思想是:通过分析复杂系统的有关要素及其相互关系，简化为有序的递阶层次结构，使这些要素归并为不同的层次，形成一个多层次的分析结构模型.最终把系统分析归结为最低层（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

8、值的确定问题。Company Logo 衍生层次分析法：衍生层次分析法：改进层次分析法改进层次分析法改进层次分析法改进层次分析法 区间层次分析法区间层次分析法区间层次分析法区间层次分析法 模糊层次分析法模糊层次分析法模糊层次分析法模糊层次分析法 改进模糊层次分析法改进模糊层次分析法改进模糊层次分析法改进模糊层次分析法 灰色层次分析法灰色层次分析法灰色层次分析法灰色层次分析法 层次分析法层次分析法（AHP）建建建建 模模模模 1.1.建立评价系统的递阶层次结构。建立评价系统的递阶层次结构。2.2.构造两两比较判断矩阵构造两两比较判断矩阵构造两两比较判断矩阵构造两两比较判断矩阵（正互反矩阵正互反矩

9、阵正互反矩阵正互反矩阵）。3.3.针对某一个标准，计算各备选元素针对某一个标准，计算各备选元素针对某一个标准，计算各备选元素针对某一个标准，计算各备选元素 的权重。的权重。关于判断矩阵权重计算的方法有两种关于判断矩阵权重计算的方法有两种关于判断矩阵权重计算的方法有两种关于判断矩阵权重计算的方法有两种:（1）（1）几何平均法几何平均法几何平均法几何平均法（根法根法根法根法）（2）（2）规范列平均法规范列平均法规范列平均法规范列平均法（和法和法和法和法）4.4.一致性检验一致性检验一致性检验一致性检验 在安全以及其他领域的应用在安全以及其他领域的应用在矿井突水的可能性和危险性评价中，确定矿井突水各

10、在矿井突水的可能性和危险性评价中，确定矿井突水各个影响因素的权值是一个十分重要的问题。利用层次分个影响因素的权值是一个十分重要的问题。利用层次分析法析法（简称简称AHP法法）构建矿井突水诸影响因素的层次模型，构建矿井突水诸影响因素的层次模型，将决策者的经验判断予以量化，并确定了矿井突水诸影将决策者的经验判断予以量化，并确定了矿井突水诸影响因素的权值，将结构复杂的定性问题转化为定量问题，响因素的权值，将结构复杂的定性问题转化为定量问题，为客观定量地评价矿井突水的可能性和危险性提供了依为客观定量地评价矿井突水的可能性和危险性提供了依据。据。矿山安全矿山安全 建筑安全建筑安全危险化学危险化学品品 城

11、市灾害城市灾害应急能力应急能力 交通安全交通安全环境科学环境科学 构造矿井突水层次模型 矿井涌突水不仅与矿山的地质构造、水文地质结构有关，而且与矿山的开采效应有关。以某大型煤矿的开采为例，确定矿井突水各因素权值。该矿矿区地质构造极为复杂，矿区位于倒转背斜内。矿区内线形褶皱紧密发育，倒转褶皱极为常见。近南北向断裂发育，褶皱的完整形态常被破坏，是一个受东西向强烈挤压的褶断带。矿体主要赋存于倒转翼中层间接触面发育的层间断裂破碎带中，即矿体沿断裂破碎带产出。区内水系发育，有一个水库就在矿区旁边，水力联系密切，致使水文地质条件复杂。另外群采期间无序乱采留下众多老硐和空区更是增加了矿井水文地质的复杂性。其

12、实矿井突水的影响因素还有很多方面，将其概括总结为矿井突水层次模型。矿井突水A水文地质条件和排水 能力C1开采效应和预防工作C2P1断层导水性P2探水工作不到位P3褶皱密度和强度P4排水不足、水泵失修P5含水层及老窿富水性P6强水源补给P7隔水层情况P8承压水或含水层水压P9地表垅积水 P10裂隙带高度与含水层至采层高度比P11人为预防工作不到位P12采矿方法矿井突水层次评价模型矿井突水层次评价模型对总目标对总目标A准则层各准则构造判断矩阵准则层各准则构造判断矩阵（见表见表1），求解，求解最大特征值最大特征值max及相对应的特征向量及相对应的特征向量W，并进行一致，并进行一致性检验。性检验。表表

13、1 判断矩阵判断矩阵A-C 层次单排序及其一致性检验层次单排序及其一致性检验 有有W=（0.75，0.25），max=2，CI=0，CR=0。对。对于各准则，构造方案层各方案的判断矩阵，求出于各准则，构造方案层各方案的判断矩阵，求出优先权重向量优先权重向量Pj（j=1,2,9），并进行一致性检验。，并进行一致性检验。矿井突水层次评价模型矿井突水层次评价模型对于对于C1准则，判断矩阵及其求解结果见表准则，判断矩阵及其求解结果见表2。表表2 判断矩阵判断矩阵 C1-P层次单排序及其一致性检验层次单排序及其一致性检验 max=9.1977，CI=0.0247，RI=1.46，CR=0.0169 0.

14、10，不一致程度在，不一致程度在容许范围内。容许范围内。C1C1P1P1P2P2P3P3P4P4P5 P5 P6P6P7 P7 P8P8P9P9W WI IP1P11 14 45 54 41 13 35 57 75 50.26800.2680P2P21/41/41 12 21 11/41/41/21/22 24 42 20.08220.0822P3P31/51/51/21/21 11/21/21/51/51/31/31 13 31 10.04930.0493P4P41/41/41 12 21 11/41/41/21/22 24 42 20.08200.0820P5P51 14 45 54 41

15、 13 35 57 75 50.26800.2680P6P61/31/32 23 32 21/31/31 13 35 53 30.12940.1294P7P71/51/51/21/21 11/21/21/51/51/31/31 13 31 10.04920.0492P8P81/71/71/41/41/31/31/41/41/71/71/51/51/31/31 11/31/30.02270.0227P9P91/51/51/21/21 11/21/21/51/51/31/31 13 31 Company Logo矿井突水层次评价模型矿井突水层次评价模型表表3 判断矩阵判断矩阵C2-P层次单排序及其一致性检验层次单排序及其一致性检验 max=3.0385，CJ=0.0192，RI=0.52，CR=0.0370.10，不一致程度在容，不一致程度在容 许范围内。许范围内。对于对于C2准则，判断矩阵及其求解结果见表准则，判断矩阵及其求解结果见表3。C2C2P10 P10 P11P11P12 P12 W WI IP10P101 15 53 30.63700.6370P11P111/51/51 11/31/30.10470.1047P12P121/31/33 31 Company Logo矿井突水层次评价模型矿井突水层次评价模型表表4 层次总排序层次总