1科学采矿体系与评价模型
①评价指标。对于评价指标而言，它主要是基于科学采矿中的主要指标，然后根据指标的重要程度为划分标准，对科学采矿指数计算模型之中的指标进行一定程度上的划分。所划分的指标一共存在三个等级，分别为一级指标、二级指标一级三级指标，所对应的数量分别为7个、37个、64个。在评价指标体系之中，包含了正向指标与逆向指标，除此之外，它还会地质与开采条件对评价结果的公正性影响进行了充分的参考。②指标的量化处理。一般情况下，指标的量化处理主要有以下几种方法：标准计算法、开关函数法、关键点分段函数法以及定性描述取值法。标准计算法。对于标准计算法而言，它一般适用于采煤机械化率、技术人员比率、安全培训率、职业病率、污水达标率等，对于这些可以有效运用标准计算法对其进行直接量化处理。开关函数法。这一方法也有一定的使用范围，它一般适用于瓦斯突出、瓦斯燃烧、瓦斯爆炸等十分关键的指标。就以瓦斯突出指标为例，假设矿井的瓦斯突出次数x，那么矿井瓦斯突出次数指标的量化函数为：关键点分段函数法。对于关键点分段函数法而言，它在由量变引起质变较大的指标中应用较为适宜，例如假设定冲低压发生次数为x，那么指标冲击地压发生次数的量化函数为：定性描述取值法。一般情况下，定性描述取值法主要使用与水文地质条件、自燃特性以及采煤工艺等指标的量化之中。③指标权重的实现。对于煤炭行业而言，它本身具有一定的特殊性，正是因为这一原因，同时为了增加评价模型的广泛适应性，本文采用了一种基于主观赋权的“多专家参与、均方差筛选”主观动态专家共同确权法，具体流程见图1所示。具体步骤如下：第一步，请N个专家分别对各指标权重赋值，得到Pij，i表示指标序号，i=1，2，3，4，5;j表示专家序号，j=1，2，…，N，要求N＞7。第二步，计算每个指标权重的平均值，对于第i个指标，N个专家给出的指标权重平均值如下：它就是这一指标的平均值。第三步，计算每个指标权重的均方差δi。对于第i个指标，N个专家给出的指标权重值的均方差为：第四步，分别对i±进行计算，排除偏离较远的数据，选取符合条件的数。它就是第i个指标的计算权重。
2实例运用
2.1工程概况。
以某特大型现代化矿井为例，介绍科学采矿指数的计算过程。矿井位于准格尔煤田最北部的鄂尔多斯黄土高原，设计生产能力1000万t/a。矿井采用斜井多水平开拓方式。主采煤层为6煤、9上煤和9煤。各煤层均为低瓦斯、易自燃煤层。主斜井安装带式输送机，提升能力2112万t/a;副斜井为无轨胶轮车运输。采用混合式通风方式，矿井总进风量180m3/s;矿井正常涌水量159m3/h，最大涌水量409m3/h;井下大巷运输能力2112万t/a;地面为铁路运输。
2.2动态确定各指标权重。
启动科学采矿指数计算程序，输入被评价矿井名称和专家信息，包括姓名、职称和工作单位，要求专家凭密码才能登录。点击专家赋权系统，根据系统提示依次输入一级、二级和三级指标的权重。所有专家均输入完成后，系统才能进行权重数据的筛选和计算。
2.3标准(行业)指标输入。
真实指标数据输入前，先由专家共同研究后，输入该类型矿井的11个行业标准或合理参数(图2)，以便评价指标量化函数调用。
2.4计算结果输出与分析。
参数输入完毕后，调用计算程序，直接输出科学采矿指数的计算结果，并用雷达图的形式表示一级指标的得分情况。
3.结束语
本文主要针对煤炭资源科学采矿评价方法进行研究与分析。首先从科学采矿体系、科学采矿评价数学模型两个方面对科学采矿体系与评价模型进行了一定程度上的阐述，然后在此基础之上结合具体实例进行了重点分析。希望我们的研究能够给读者提供参考并带来帮助。
作者：董会臣 单位：鸡西市煤炭生产安全管理局
1科学采矿评价的指标体系
科学采矿的内涵包括安全开采（矿井抗风险能力强）；合理开采（资源回收率高）；绿色开采（资源与环境协调）；实现完全成本（社会效益与社会责任明显）；高效开采（机械化水平高）等。科学采矿指数计算模型定义的基础为科学采矿的内涵；其态度为与时俱进、以人为本；其内容为5个一级指标、33个二级指标和64个三级指标。煤炭资源科学采矿评价指标秉着以学采矿的内涵、保障性措施及影响因素为核心思想，其囊括了逆向指标及正向指标，并就地质条件与开采条件对评价结果的影响加以考虑。
2科学采矿指数计算模型
科学采矿指数计算模型的构成包括指标量化取值模块及专家动态赋权模块，其最终系统评价结果为科学采矿指数，且科学采矿程度随着数值的变大而增高。
3科学采矿评价系统指标的动态权重确定方法
为了尽可能拓宽科学采矿评价模型在煤矿评价方面的适用范围，本案选取了改进的主观动态赋权方法，以便准确地确定各个指标权重。就科学采矿评价模型而言，其动态权重确定过程为：（1）专家独自按指标级别背靠背地对各级的各个指标赋权重。（2）程序计算各个指标权重的均方差δ及平均值P。（3）以δ±P的标准为主要参考依据，将距离较远的数据予以排除。（4）就剩余数据而言，对其平均值P予以重新计算。平均值P即对应指标的计算权重。（5）归一化处理同一级指标的计算权重，并根据处理结果得出该级指标的最终权重。
4评价指标的无量纲化处理
就各指标特征而言，评价模型均采取了多种指标量化方法。在本案，笔者就标准计算法、开关函数法、关键点分段函数法、专家定参法及定性描述取值法等展开讨论：
4.1标准计算法
能够采用标准计算法直接量化的指标包括万吨死亡率、技术人员比率、采煤机械化率、职业病率、安全培训率、污水达标率等。
4.2开关函数法
开关函数法的适用指标包括瓦斯突出、瓦斯爆炸、瓦斯燃烧等关键性指标。例如：若矿井瓦斯突出次数为x，那么，矿井瓦斯突出次数指标的量化函数为：（fx）=1,x=00，x>0
4.3专家定参法
专家定参法在增加评价模型对不同矿井的适应性方面起着不可忽略的作用。例如：若吨煤火灾经济损失指标的量化函数式为：（fx）=e-0.22314xc，x≥0上述方程式中，x-吨煤火灾经济损失；c-选定参数，即矿井可以接受的吨煤火灾经济损失c，所对应指标的量化值是0.8，而c值由专家在评价过程中确定。
4.4定性描述取值法
定性描述取值法的适用指标包括水文地质条件、采煤工艺、自燃特性等。
5案例分析
5.1工程概况
某矿井设计生产能力为1000万t/a，服务年限为58a。该矿井的开拓方式为斜井多水平开拓。该矿井主采煤层为6煤、9上煤、9煤。现阶段，以开采6煤为主，并布置有2个盘区2个回采工作面。各煤层皆为低瓦斯及易自燃煤层。该矿井主斜井安装胶带输送机，其提升能力为2112t/a；其副斜井运输工具为无轨胶轮车。该矿井的通风方式为混合式；其总进风量为180m3/s；矿井最大涌水量为159m3/s；井下大巷运输能力为2112万t／a；地面属铁路运输。
5.2确定与输入各指标权重
启动科学采矿指数计算软件→点击“专家赋权系统”→输入专家信息及被评价矿井名称→点击“确定”，并进入标赋权程序→根据页面提示信息，依次对一级指标、二级指标、三级指标赋权→待全部专家皆完成指标权重输入，程序自动按照上述权重计算步骤准确各个指标权重的计算及赋值。
5.3输入标准参数及指标实际数值
待一切专家皆输入权重并完成权重计算，科学采矿指数计算模块便随即启动。实现指标无量纲化的必要途径是通过专家确定并输入该类型矿井的19个合理参数或行业标准，并对指标函数内的待定参数予以确定，这也是调用科学采矿指数计算系统的必要手段。待科学采矿指数计算系统启动，输入矿井各个指标的实际数值。此时，通过系统预设的指标量化函数对各个指标进行取值，且对评价的计算过程予以干涉。
5.4计算结果分析
科学采矿指数计算模型能够就该矿井的科学采矿指数（0.6828）及评价等级（合格）予以直接性地输出。此外，关于指标得分情况的表示形式，科学采矿指数计算模型均以雷达图的形式予以表示。由此可得，本次评价结果中得分最高的指标当属“安全开采与科技投入”；得分相对较低的指标为“绿色开采”。结束语:（1）在本案，笔者提出了科学采矿指数的定义；构建了科学采矿指数计算模型（由5个一级指标、33个二级指标、64个三级指标组成）。（2）在科学采矿评价中，其评价方法为主观动态权重法，这一方法体现了煤炭行业的特点、增加了科学采矿指数计算模型的适用性及科学性。（3）通过采用专家定参法、开关函数法、标准取值法、定性取值法等手段，评价指标实现了无量纲化处理。
作者：张颖松 单位：鸡西市煤炭生产安全管理局
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