摘　要　本文提出了礦井通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)的一種新方法——密切值法，并通過實(shí)例驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。
　　關(guān)鍵詞　礦井通風(fēng)系統(tǒng)　技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果　評(píng)價(jià)　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(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的優(yōu)劣由多項(xiàng)指標(biāo)來衡量，如有效風(fēng)量率、風(fēng)量(風(fēng)速)合格率、風(fēng)質(zhì)合格率、主扇裝置效率和風(fēng)量供需指數(shù)等。在對(duì)多個(gè)礦山的礦井通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行優(yōu)劣比較評(píng)價(jià)時(shí)，往往由于各項(xiàng)指標(biāo)之間存在沖突，傳統(tǒng)的方法難以得出與實(shí)際相符的評(píng)價(jià)結(jié)果。近年來，人們?cè)诜e極尋求一些新的評(píng)價(jià)方法，例如試用多目標(biāo)決策法、價(jià)值工程方案評(píng)判法、模糊數(shù)學(xué)決策方法、灰色關(guān)聯(lián)分析法等對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)進(jìn)行了有益的探索，取得了滿意的效果，目前有的方法已應(yīng)用于實(shí)際工作。
　　本文提出了礦井通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)的密切值法，并通過實(shí)例分析和其它評(píng)價(jià)方法比較，表明這是一種簡(jiǎn)單可行的新方法。

2　礦井通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)的密切值法

　　礦井通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)的密切值法的基本思想是：先找出由參加評(píng)價(jià)的各個(gè)礦山所組成集合的礦井通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的“最優(yōu)點(diǎn)”和“最劣點(diǎn)”，然后分別計(jì)算視為測(cè)點(diǎn)的各個(gè)礦山的礦井通風(fēng)系統(tǒng)與“最優(yōu)點(diǎn)”和“最劣點(diǎn)”的距離，并依此求出密切值，由密切值的大小就可得出各礦井通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的優(yōu)劣排序。其具體的方法步驟如下：

2.1　建立“指標(biāo)矩陣”

　　設(shè)有m個(gè)參加評(píng)價(jià)的礦山通風(fēng)系統(tǒng)A₁,A₂,…,A_m，每個(gè)礦山通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果有n項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)S₁,S₂，…,S_n，則m個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的n項(xiàng)指標(biāo)值構(gòu)成“指標(biāo)矩陣”：
　　A=(a_ij)_m×n　(i=1,2,…，m；j=1，2，…，n)
式中a_ij表示第i個(gè)礦山通風(fēng)系統(tǒng)的第j項(xiàng)指標(biāo)的值。

2.2　指標(biāo)矩陣的規(guī)范化處理

　　通常，評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的指標(biāo)有“正向指標(biāo)”(數(shù)值越大越好)和“逆向指標(biāo)”(數(shù)值越小越好)之分，為了便于分析比較，首先我們將“逆向指標(biāo)”化為“正向指標(biāo)”，即令

　　　　　　　　　　　(1)

　　另外，不同指標(biāo)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(shù)值化為無量綱數(shù)值，其計(jì)算式為

　　　　　　　　　　　(2)

　　通過(1)(2)式的變換，便將“指標(biāo)矩陣”化為“規(guī)范化指標(biāo)矩陣”：

R=(r_ij)_mxn　(i=1,2,…，m；j=1，2，…，n)

表1　部分礦山通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

礦山名稱 有效風(fēng)量率
η₁ 風(fēng)量(風(fēng)速)合
格率η₂ 風(fēng)質(zhì)合格率
η₃ 主扇裝置效率
η₄ 風(fēng)量供需指數(shù)
η₅ 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(fēng)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(yōu)點(diǎn)”和“最劣點(diǎn)”

　　在參加評(píng)價(jià)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)的集合中，分別選取每項(xiàng)規(guī)范化指標(biāo)的最優(yōu)值和最劣值，即：

　　　　　　　　　　　(3)

式中r_j⁺、r_j^-分別表示第j項(xiàng)規(guī)范化指標(biāo)的最優(yōu)值和最劣值。則有“最優(yōu)點(diǎn)”A⁺和“最劣點(diǎn)”A^-為

　　　　　　　　　　　(4)

2.4　求各個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的密切值，并由此確定其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的優(yōu)劣

　　將每個(gè)參加評(píng)價(jià)的礦山通風(fēng)系統(tǒng)視為一個(gè)測(cè)點(diǎn)，由下式分別計(jì)算各個(gè)測(cè)點(diǎn)距“最優(yōu)點(diǎn)”A⁺和“最劣點(diǎn)”A^-的歐氏距離d_i⁺和d_i^-：

　　　　　　　　　　　(5)

然后令

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(6)

則通風(fēng)系統(tǒng)A_i的密切值C_i為

　　　　　　　　　　　　　　(7)

　　密切值C_i可以反應(yīng)通風(fēng)系統(tǒng)A_i的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果接近“最優(yōu)點(diǎn)”A⁺和遠(yuǎn)離“最劣點(diǎn)”A^-的程度，因此根據(jù)密切值的大小，我們可以評(píng)價(jià)出通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的優(yōu)劣：C_i值越小，所對(duì)應(yīng)的通風(fēng)系統(tǒng)A_i的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果越好；反之，C_i值越大，所對(duì)應(yīng)的通風(fēng)系統(tǒng)A_i的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果越差。

3　應(yīng)用實(shí)例

　　為便于分析比較，本文采用文獻(xiàn)［2］中的實(shí)例加以分析，實(shí)例選取礦井有效風(fēng)量率(η₁)、風(fēng)量(風(fēng)速)合格率(η₂)、風(fēng)質(zhì)合格率(η₃)、主扇裝置效率(η₄)和風(fēng)量供需指數(shù)(η₅)五項(xiàng)指標(biāo)來評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，并引用國內(nèi)13個(gè)金屬礦山礦井通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)測(cè)資料(表1)，來說明密切值在礦井通風(fēng)系統(tǒng)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。
　　由表1各項(xiàng)指標(biāo)值可建立指標(biāo)矩陣：

對(duì)于本例所用的五項(xiàng)指標(biāo)，均是數(shù)值越大越好，因此都為正向指標(biāo)，應(yīng)用式(1)(2)可得如下規(guī)范化指標(biāo)矩陣：

然后由式(3)(4)可求得“最優(yōu)點(diǎn)”A⁺和“最劣點(diǎn)”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(jì)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
最后由(7)式可分別求得各個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的密切值為

由密切值的大小可得出其由小到大的排序?yàn)椋?/P>

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(gè)礦山通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果從優(yōu)到劣的排序?yàn)椋?/P>

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

該評(píng)價(jià)結(jié)果通過與文獻(xiàn)〔2〕所用的綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)法和灰色關(guān)聯(lián)分析評(píng)價(jià)法所得結(jié)果相比較可知，三種方法所得結(jié)果基本一致，由此可見，用密切值法來評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，其方法是可行的，所得結(jié)論是可信的，用密切值法與其它評(píng)價(jià)方法相比，更具有直觀、簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，便于掌握和應(yīng)用。

4　結(jié)束語

　　本文提出了礦井通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)的密切值法，實(shí)例分析表明：該方法具有物理概念清晰、分辨率高、實(shí)用性強(qiáng)、計(jì)算簡(jiǎn)便等一系列優(yōu)點(diǎn)，是一種簡(jiǎn)單有效的新方法，密切值法不僅對(duì)于通風(fēng)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)是有效的，對(duì)于其它方面的評(píng)價(jià)也有其實(shí)用價(jià)值。

〔作者簡(jiǎn)介〕　李孜軍　中南工業(yè)大學(xué)資源開發(fā)工程系講師
李孜軍(中南工業(yè)大學(xué)　長(zhǎng)沙410083)

參考文獻(xiàn)

〔1〕　王登瀛，多目標(biāo)決策方案優(yōu)選的密切值法，《系統(tǒng)工程》；1989(1)
〔2〕　謝賢平等，用灰色關(guān)聯(lián)分析法評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，《金屬礦山》，1991(8)
〔3〕　李孜軍，密切值法在礦山安全管理評(píng)價(jià)中的應(yīng)用，《金屬礦山》，1997(11)