矿井瓦斯爆炸危险性评价：基于改进突变级数法

本文主要探讨了基于改进突变级数法的瓦斯爆炸危险性评价方法，通过结合主成分分析，解决传统突变级数法在处理复杂评价指标时的局限性，旨在提供一种更为科学、合理的煤矿瓦斯爆炸风险评估工具。 在煤矿安全生产中，瓦斯爆炸是一个极其严重的问题，其危险性的评价方法多种多样，如模糊神经网络法、事故树分析法、熵权和模糊综合法、层次分析法和聚类法等。这些方法虽然在一定程度上能够评估瓦斯爆炸的风险，但在确定指标权重时易受主观因素影响，降低了评价结果的准确性。特别是在地下环境中，安全状态的变化具有动态性、随机性和模糊性，这使得传统的线性评价方法难以适应。 突变级数法作为一种非线性分析工具，能有效处理这种不确定性，但原始的突变级数法在处理多因素、复杂系统时可能不适用。为解决这个问题，本文提出了一种改进的评价方法——主成分分析-突变级数评价法。该方法首先运用主成分分析，通过对原始数据的处理，减少变量的数量，剔除次要指标，形成几个综合变量，以满足突变级数法的建模要求，降低了人为主观性对评价结果的影响。 在评价过程中，作者构建了一个包括“物-机-人-管理”四个方面的瓦斯爆炸危险性评价指标体系，共涉及28个具体因素，并对这一体系进行了多层次分解。通过实例分析，选取了4个煤矿的采掘工作面，确定了各层次指标的相对重要性，并对数据进行了无量纲化和归一化处理，计算出突变级数值。将这个结果与灰色-层次分析法的评价结果进行对比，发现两种方法的评价结果总体一致，从而验证了改进方法的有效性和可靠性。 该研究为瓦斯爆炸危险性评价提供了一种新的、更为精确的方法，有助于提升煤矿安全管理水平，预防瓦斯爆炸事故的发生。这种方法的实施和推广，可以为煤矿企业制定针对性的安全措施，降低瓦斯爆炸风险，确保矿工的生命安全和煤矿的安全生产。