层次分析法在早爆事故中的应用

宋庆刚，李 迎

(1.贵州新联爆破工程集团有限公司, 贵州 贵阳 550002； 2.贵州大学 矿业学院，贵州 贵阳 550004； 3.贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室， 贵州 贵阳 550004)

0 前 言

随着经济发展和技术水平提高，爆破器材、施工技术已有显著提高，但是爆破仍然属于高危行业之一，其中早爆事故一旦发生危害极大，八·二七雷击早爆特大爆炸事故历历在目。由于某些项目施工环境复杂，爆破施工过程受天气影响、施工用电、射频电流以及其他杂散电流的干扰，存在一定的早爆隐患。早爆在爆破事故中发生率远远低于爆破飞石，但是一旦发生将造成严重的损伤。本文着重研究引起早爆事故发生原因，运用层次分析法，找出引起早爆的主要原因和次要原因，重点防治，必须防止在正式起爆前网络的早爆事故发生。

1 层次分析法概述

美国著名运筹学家萨德于20世纪70年代提出的层次分析法，是—种结合定量与定性分析的方法。层次分析法是一种实用的多准则决策分析法,它将一个复杂问题表示为有序的梯阶层次结构，通过人们的判断对决策方案的优劣进行排序[1-2]。这种方法的基本思想是首先根据问题的性质和达到的总目标，按照各因素间的相互关联影响及隶属关系将因素按层次分解，构成一个由下而上的递阶层次结构[3]。

1.1 构造判断矩阵

分析各个因素间的关系，建立相应的层次结构模型, 对在同一层次的每个元素相对于上一层次某准则的重要性进行逐一比较，构造判断矩阵。层次分析法的基本步骤是比较若干因素对同一目标的影响，从而确定它们在目标中所占的比重。运用了模糊数学理论,集人类判断事物好坏、优劣、轻重、缓急的经验方法，取值的规则如表1所示[4]。2，4，6，8表示上述两相邻判断的中值。

表1 比例标度的意义

1.2 确定权重

1.3 进行一致性检验

当CR愈小时，判断矩阵的完全一致性愈好，极限值为0；一般认为CR≤0.1,可以认为判断矩阵基本符合完全一致性条件，属于可接受范围；若CR>0.1时一般认为该矩阵不满足要求需要重新分析赋值,进行修正,直到CR≤0.1为止。判断矩阵RI值随矩阵维数n的变化值如表2。

表2 Saaty关于平均随机一致性指标

2 层次分析法在早爆事故中的应用

2.1 早爆事故中因素各结构模型

以层次分析法的原理，根据大量早爆事故的报告和爆破工作人员多年的现场实践经验为分析依据，引起早爆事故的因素包括环境恶劣、施工操作不当和器材不合格三个方面。详情如图1所示。

图1 早爆事故因素结构模型

2.2 计算各判断矩阵的权值

建立判断矩阵。根据层次分析法原理和早爆事故影响因素的相对关系建立判断矩阵，求权值和进行一致性检验如表3～6所示。

表3 判断矩阵A-B、权值和一致性检验

CR=CI/RI=0.00915/0.58=0.01578<0.1，满足一致性。

表4 判断矩阵B1-C、权值和一致性检验

CR=CI/RI=0.01662/0.58=0.02866<0.1，满足一致性。

表5 判断矩阵B2-C、权值和一致性检验

CR=CI/RI=0.03176/0.9=0.03529<0.1，满足一致性。

表6 判断矩阵B3-C、权值和一致性检验

CR=CI/RI=0.04291/0.58=0.07398<0.1，满足一致性。

2.3 各因素对总目标权值的计算和一致性检验

表7 层次总排序

总的一致性检验指标：

CI总=CIB1×WB1+CIB2×WB2+CIB3×WB3=0.01662×0.16920+0.03176×0.44343+0.04291×0.38737=0.03352

RI总=RIA×WA+RIB×WB+RIC×WC=0.16920×0.58+0.44343×0.9+0.38737×0.58=0.72190

则CR总=CI总/RI总=0.04643<0.1，故总排序满足一致性检验。

3 结果分析

(1) 有目标层和准则层地排序结果表明，施工操作不当B2的比重最大，达到44.343%，说明施工操作不当是引起早爆事故的最主要的原因；其次是环境恶劣B3，权值是38.737%；器材不合格B1的权重所占比例相对较小，为16.920%。上述结果主要是因为后者相对于前者对目标层发生作用的概率较小，并且其所造成的结果受到前者的影响较大。杜绝早爆事故的发生着重于提高施工人员的施工技能以及安全意识。

(2) B1层内排序结果表明：炸材自身化学反应C1所占的比率最大，达65.863%；其次是导火索燃速不稳定C3，达26.275%；最后是混用电雷管C2，达7.862%。可是目前除了一些落后的地方非法私制导火索使用，导火索已基本停止使用，在器材不合格的影响因素分析中可以从炸药自身化学反应和混用电雷管两方面着手。从B2层内排序结果可知，明火引爆和打残眼很重要的，重值分别为48.867%和30.411% 。B3层内排序结果表明，杂散电流十分突出，权值高达62.670%。

(3) 总的排序结果表明，影响早爆事故中杂散电流最为重要，权值达到24.276%；明火引爆也很显著，权值为21.670%；其次是打杂眼，权值是13.485% 。所以，在实际工作中为了有效的防止早爆事故发生，要着实各个因素不同程度的防护措施是十分必要的。

4 结束语

影响早爆事故的因素多方面存在，并且一些原因之间能够相互作用互相影响。杂散电流和明火引爆影响最大，所以一定要做到施工过程中不要使用手机等设备、静止吸烟以及冬天在爆区明火取暖以免引发早爆。由于残眼内存有上次装的残留炸药，在使用钻时，有可能会由于摩擦生热或震动强度过大，引起残留炸药爆炸，造成事故。本文运用层次分析法非常直观的找出其主要原因和次要原因，以便为以后预防早爆事故采取有效建议。

参考文献：

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[3]秦书玉.煤矿安全数学分析与预测[M].北京：煤矿工业出版社,2003:59-72.

[4]冯占文,刘贞堂,等.应用层次分析- 模糊综合评判法对煤与瓦斯突出危险性的预测 [J].中国安全科学学报,2009,19(3):150.

[5]袁 梅,王作强.基于模糊数学-层次分析的露天矿深孔爆破效果评价研究[J].矿业研究与开发, 2010,30(5):82.

[6]赵国彦,黄治成,刘 高,等. 中深孔爆破效果的AHP-模糊综合评价方法[J].矿业研究与开发,2010,30(2).

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