论变权模糊综合评判优选采矿方法(1).pdf

王 授拳 论变权模糊综合评判优选采矿方法 郭树理 山 西省高平市科兴云泉煤业有限公司0 4 8 4 0 0 【 摘 要】 矿山的开采方法是一个典型的模糊决策过程， 其中涉及 较多的影响因素。 本文通过层次分析法确定权 向量， 并提 出了变权法进 行开采方法选择。 【 关键词】 模糊； 采矿方法； 变权 引言 对于一些开采技术条件复杂的矿山， 我们选择开采方法， 采用通 常的技术经济评价法时优劣程度显得并不明显， 这些传统的开采方 法就很难选择。 模糊数学在我国的快速发展和普及， 使得模糊综合评 价方法在矿山开采中得到十分广泛的应用， 模糊评价法较于技术经 济评价法的判断更加全面和科学。 本文通过模糊综合评价法和层次 分析法来合理的选择采矿方法， 并通过变权法使得采矿方案的选择 更加完善合理。 1 ， 模糊数学在优选采矿的应用和优势 1 ． 1模糊数学的简介 模糊数学如同大多数新学科一样， 有着发展的客观必然性。 最 早提 出了模糊现象的概念是控制论专家查德。 查德认为应该采用模 糊集合来表示模糊概念， 并从量上来描述模糊现象， 奠定了模糊现象 的基本理论， 让数学在模糊现象领域有着自己的一席之地， 并广泛的 应用到其他的实用领域。 近年来综合评价优选采矿方法是采矿工作 者把模糊数学运用于开采的一种尝试。 相较于传统的开采方法， 其显 得更加全面、 科学。 它进行定性分析并采用定量计算， 通过多种计算 机方法， 使得模糊综合评价法在煤矿开采中更加科学和现代。 1 ． 2模糊数学的优势 采矿方案的选择是一类典型的多目 标决策问题， 众所周知， 影响 采矿方案选择的因素很多⋯ ， 如生产能力、 地质条件、 赋存状况、 岩土 物理力学性质、 矿井价值等。 这些影响因素往往是模糊的， 在模糊数 学领域被称为 “ 模糊 目 标”或者 “ 模糊约束” 。 合理地采矿 方法也影 响着开采安全、 规模、 开采的经济性、 资源的投资回报、 开采成本和 劳动生产率等技术经济指标。 所以说， 煤矿开采方法选择是一个典型 模糊决策问题。 模糊评价的优势主要为以下几点 a 、 计算无量纲化。 模糊数学在开采方法选择时对有量纲的技术 经济指标进行无量纲化处理， 无量纲化后， 消除了因素指标不同带来 的影响 。 b 、 赋予权重。 在开采方法的选择时， 会引入一些具 有决定性的 无法计量的因素， 通过模糊数学可以对这些为无法计量的因素进行 定量分析， 弥补传统方法的不足。 C 、 计算机编程计算。 模糊数学的计算采用了计算机编写语言程 序， 计算机的引入大大提高了计算速度与精度。 2 ． 采矿方法选择的影响因素 合理地选择采矿方法， 首先要保证工人在煤矿开采过程中安全 生产， 不能发生大规模的塌陷， 要能够最大限度的利用资源， 减少生 产成本， 提高生产效率和安全性。 在确定开采方法的影响因素时， 既 要全面又要有所侧重， 一般要根据矿井的价值， 规模和赋存条件， 选 择合理地工艺流程 ， 并从开采效率 、 开采成本、 生产能力、 方案的可 行性进行评价，在具体的综合评价分析过程中， 应针对具体情况具体 分析， 对以上各影响因素有增减 J 。 3 ． 层次分析法确定因素的权向量 在模糊综合评判中权重非传统意义的向量， 而是有过滤、 限制 的作用， 由此可以看出权向量在综合评判中的重要性。 权向量的确 定方法有多中， 层次分析法， 几何平均法等， 由美国运筹学家T ．L_ S a a t y 提出的层次分析法是一种分析权向量很有效果的方法。 对于开 采过程中有很多的影响因素n ， 而又很难判断出这些影响因素所占的 整体比例， 所以采用两 两 较法， 用 “ 同等重要” 、“ 稍 重要”，“ 明显重要”、“ 十 重要” 、“ 极其重要” 等定性 言来评价各个因素 间相对 总体而言的重要性程 度， 再 语言量化后， 得 出n 个因素 权重 ， 如表l 所示。 3 ． I确定判断矩阵 表 l因素重要性比较标度 因素x ， y 相比较 f x ， Y f Y ， x X 与y 同等重要 l 1 x 与y 稍微重要 3 l ／ 3 X 与y 明显重要 5 l ／ 5 X 与y 十分重要 7 1 ／ 7 X与y 及其重要 9 l ／ 9 X比y 处 于 上述 2 ，4 。 6 ， 8 1 ／ 2 ， 1 ／ 2 ， 1 ／ 6 ， 1 ／ 8 两相邻判断之间 在开采矿山过程中， 把各种影响因素设为X { x 。 ， X ， ⋯， x } 的 集， 并请相关专家按表1 所列出来各项的意义， 对所有的因素作两两之 间的对比， 确定出判断矩阵A a i ． ⋯， 其中a j i f x i ， x i ， fi x ， y 为相对 于总体因素x 比y 的重要性函数。 3 ． 2求出权向量的一致性检验 利用根法求出已给定判断矩阵A a 的特征向量和第一特 征值， 并把特征向量转化为权向量。由于较多的影响因素， 判断矩阵 A a 。 各影响因素的重要性之间会出现不一致性现象。 为了使得 判断的结果更接近于实际的情况， 我们引入了一致性检验。 一致性比 率C R C I ／ R I 为检验指标 ， 我们可以通过其进行检验， 其中C I 入 ， 一 n ／ n -1 被定义为判断矩阵的一致性指标， RI 被定义为随机一致性指 标， 如表2 。 当C R0 ． 1 时， 判断矩阵就被认为符合了 一致性检验的要 求， 否则就需要重新调试矩阵， 直到完全符合一致性检验为止． 表 2随机一致性指标 矩阵阶数 l 3 I 4 I 5 I 6 I 7 l 8 I 9 R I 1 0 ． 5 2 l 0 ． 8 9 I 1 ． 1 2 I 1 ． 2 6 I 1 ． 3 6 I 1 ． 4 I 1 1 ． 4 6 矩阵阶数 l l o I I I 1 l 2 l l 3 I l 4 I 1 5 I R I l 1 ． 4 9 I 1 ． 5 2 I 1 ． 5 4 l 1 ． 5 6 I 1 ． 5 8 l 1 ． 5 9 l 4 ， 利用变权法确定各个评估向量的变权值 目前， 模糊综合评判法评价开采方法时多采用的是常权法， 也 就是说在模糊综合评判法中认为各个因素的影响占整体的比例为常 数。 在实际的煤矿开采中， 为了使整体的开采方案较为理想， 就不能 有个别因素的评价过低。 所以， 为了合理的反映出实际的工程情况需 要把个别因素较低的指标 值适当的提高。 变权法就是指在模糊综 合 评价法中权重随着评估向量的变化而改变， 能够明显的突出个别指 标值过低的因素， 可以更加全面的评估方案的选择。 5 模糊综合评判法 根据开采方案的权向量和变权值 u k ， u k ， - - ， u k “ ， W w l ， w 2 ， w n ， k l ， 2 ， ⋯， 1 ， 再利用模糊综合评判可得到变权值 u ； 毒 w ， k l ， 2 ， ⋯ ， 1 将{ u 【k } 按大小顺序排列， 可得到各方案的排序。 6 ． 结论 1 本文提 出了煤矿开采方法选择时， 采用变权模糊法进行综 合评判 。 可以解决传统评 判法的不足， 提高了评判的合理性和科学 性。 2 在确定权向量时采用了层次分析法， 可以定量而又准确的 进行分析。 参考文献 【 1 】 张春雷 ， 徐水太． 多目标 决策一模糊综合评判优选采矿 方案 [ J ] ． 化工矿物与加工， 2 0 0 5 9 2 0 - 2 5 ． 【 2 】 汪亮． 龙首矿 西部贫矿体采矿方法优选研 究【 D 】 ． 昆明理工 大 学 ， 2 0 0 8 ． 郭树理，1 9 7 1 年生，山西高平科兴高良煤业有限公司