礦井通風係統技術經濟效果評價的密切值法

摘　要　本文提出了礦井通風係統技術經濟效果 評價的一種新方法——密切值法，並通過實例驗證了該方法的可行性和有效性。
　　關鍵詞　礦井通風係統　技術經濟效果　 評價　密切值法

AN OSCULATING VALUE METHOD FOR EVALUATING THE TECHNICAL
ECONOMICAL EFFECTIVENESS OF MINE VENTILATION SYSTEM

Li Zijun
(Central South University of Technology)

　　Abstract：The osculating value method is used to evaluate the mine ventilation system in this paper.A practice example is given to show the rationality of the new method.
　　Keywords：Mine ventilation system，Technical- economical effect，Evaluation，Osculating value method

1　引　言

　　礦井通風係統的技術經濟效果的優劣由多項指標來衡量，如有效風量率、風量(風速)合格率、風質合格率、主扇裝置效率和風量供需指數等。在對多個礦山的礦井通風係統的技術經濟效果進行優劣比較評價時，往往由於各項指標之間存在衝突，傳統的方法難以得出與實際相符的評價結果。近年來，人們在積極尋求一些新的評價方法，例如試用多目標決策法、價值工程方案評判法、模糊數學決策方法、灰色關聯03manbetx 法等對通風係統的評價進行了有益的探索，取得了滿意的效果，目前有的方法已應用於實際工作。
　　本文提出了礦井通風係統技術經濟效果評價的密切值法，並通過實例03manbetx 和其它評價方法比較，表明這是一種簡單可行的新方法。

2　礦井通風係統技術經濟效果評價的密切值法

　　礦井通風係統技術經濟效果評價的密切值法的基本思想是：先找出由參加評價的各個礦山所組成集合的礦井通風係統技術經濟效果的“最優點”和“最劣點”，然後分別計算視為測點的各個礦山的礦井通風係統與“最優點”和“最劣點”的距離，並依此求出密切值，由密切值的大小就可得出各礦井通風係統技術經濟效果的優劣排序。其具體的方法步驟如下：

2.1　建立“指標矩陣”

　　設有m個參加評價的礦山通風係統A₁,A₂,…,A_m，每個礦山通風係統的技術經濟效果有n項評價指標S₁,S₂，…,S_n，則m個通風係統的n項指標值構成“指標矩陣”：
　　A=(a_ij)_m×n　(i=1,2,…，m；j=1，2，…，n)
式中a_ij表示第i個礦山通風係統的第j項指標的值。

2.2　指標矩陣的規範化處理

　　通常，評價礦井通風係統的指標有“正向指標”(數值越大越好)和“逆向指標”(數值越小越好)之分，為了便於03manbetx 比較，首先我們將“逆向指標”化為“正向指標”，即令

　　　　　　　　　　　(1)

　　另外，不同指標的量綱也一般不同，為消除量綱不同帶來的影響，我們將有量綱數值化為無量綱數值，其計算式為

　　　　　　　　　　　(2)

　　通過(1)(2)式的變換，便將“指標矩陣”化為“規範化指標矩陣”：

R=(r_ij)_mxn　(i=1,2,…，m；j=1，2，…，n)

表1　部分礦山通風係統實測數據

礦山名稱 有效風量率
η ₁風量(風速)合
格率η ₂風質合格率
η ₃主扇裝置效率
η ₄風量供需指數
η ₅西華山鎢礦 0.62 0.63 0.88 0.29 0.58 下壟鎢礦 0.60 0.94 1.00 0.63 0.34 盤古山鎢礦 0.64 0.83 0.96 0.50 0.65 鐵山壟鎢礦 0.62 0.74 1.00 0.39 0.50 蕩平鎢礦 0.79 0.89 1.00 0.50 0.56 武山銅礦 0.63 0.85 1.00 0.42 0.69 巋美山鎢礦 0.28 0.38 0.63 0.38 0.60 湘潭錳礦 0.51 0.56 0.60 0.31 0.89 湘西金礦 0.60 0.47 0.76 0.45 0.84 牟定銅礦 0.78 0.61 0.77 0.51 0.92 尖林山鐵礦 0.61 0.44 0.52 0.62 0.73 東風螢石礦 0.41 1.00 1.00 0.40 0.36 棲霞山礦 0.52 0.50 0.70 0.43 0.43 2.3　求“最優點”和“最劣點”

　　在參加評價的礦井通風係統的集合中，分別選取每項規範化指標的最優值和最劣值，即：

　　　　　　　　　　　(3)

式中r_j⁺、r_j^-分別表示第j項規範化指標的最優值和最劣值。則有“最優點”A⁺和“最劣點”A^-為

　　　　　　　　　　　(4)

2.4　求各個通風係統的密切值，並由此確定其技術經濟效果的優劣

　　將每個參加評價的礦山通風係統視為一個測點，由下式分別計算各個測點距“最優點”A⁺和“最劣點”A^-的歐氏距離d_i⁺和d_i^-：

　　　　　　　　　　　(5)

然後令

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(6)

則通風係統A_i的密切值C_i為

　　　　　　　　　　　　　　(7)

　　密切值C_i可以反應通風係統A_i的技術經濟效果接近“最優點”A⁺和遠離“最劣點”A^-的程度，因此根據密切值的大小，我們可以評價出通風係統技術經濟效果的優劣：C_i值越小，所對應的通風係統A_i的技術經濟效果越好；反之，C_i值越大，所對應的通風係統A_i的技術經濟效果越差。

3　應用實例

　　為便於03manbetx 比較，本文采用文獻［2］中的實例加以分析，實例選取礦井有效風量率(η₁)、風量(風速)合格率(η₂)、風質合格率(η₃)、主扇裝置效率(η₄)和風量供需指數(η₅)五項指標來評價礦井通風係統的技術經濟效果，並引用國內13個金屬礦山礦井通風係統的實測資料(表1)，來說明密切值在礦井通風係統及技術經濟效果評價中的應用。
　　由表1各項指標值可建立指標矩陣：

對於本例所用的五項指標，均是數值越大越好，因此都為正向指標，應用式(1)(2)可得如下規範化指標矩陣：

然後由式(3)(4)可求得“最優點”A⁺和“最劣點”A^-分別為
　　A⁺=(0.365，0.391，0.326，0.380，0.394)
　　A^-=(0.129，0.149，0.170，0.175，0.146)
再由(5)式計算得d_i⁺和d_i^-
　　d_i⁺=(0.303，0.265，0.170，0.264，0.178，0.186，0.413，0.318，0.264，0.185，0.295，0.328，0.349)
　　d_i^-=(0.242，0.370，0.336，0.278，0.381，0.336，0.129，0.269，0.291，0.384，0.300，0.303，0.163)
則
　　d⁺=min｛d_i⁺｝=0.170
　　d^-=max｛d_i^-｝=0.384
最後由(7)式可分別求得各個通風係統的密切值為

由密切值的大小可得出其由小到大的排序為：

C₅＜C₁₀＜C₃＜C₆＜C₂＜C₉＜C₄＜C₁₁＜C₁₂＜C₁＜C₈＜C₁₃＜C₇

由密切值由小到大的排列順序我們可得出這13個礦山通風係統技術經濟效果從優到劣的排序為：

A₅＞A₁₀＞A₃＞A₆＞A₂＞A₉＞A₄＞A₁₁＞A₁₂＞A₁＞A₈＞A₁₃＞A₇

該評價結果通過與文獻〔2〕所用的綜合指標評價法和灰色關聯分析評價法所得結果相比較可知，三種方法所得結果基本一致，由此可見，用密切值法來評價礦井通風係統的技術經濟效果，其方法是可行的，所得結論是可信的，用密切值法與其它評價方法相比，更具有直觀、簡單的優點，便於掌握和應用。

4　結束語

　　本文提出了礦井通風係統技術經濟效果評價的密切值法，實例分析表明：該方法具有物理概念清晰、分辨率高、實用性強、計算簡便等一係列優點，是一種簡單有效的新方法，密切值法不僅對於通風係統的評價是有效的，對於其它方麵的評價也有其實用價值。

〔作者簡介〕　李孜軍　中南工業大學資源開發工程係講師
李孜軍(中南工業大學　長沙410083)

參考文獻

〔1〕　王登瀛，多目標決策方案優選的密切值法，《係統工程》；1989(1)
〔2〕　謝賢平等，用灰色關聯分析法評價礦井通風係統技術經濟效果，《金屬礦山》，1991(8)
〔3〕　李孜軍，密切值法在礦山安全管理評價中的應用，《金屬礦山》，1997(11)