招金矿业股份有限公司大尹格庄金矿 山东招远 265414
摘要： 建立采矿方案综合评判指标体系，运用层次分析法和模糊数学的基本原理对多种采矿方案进行综合评判优选。在评判优选过程中，综合考虑影响采矿方案的动态、静态、定量、非定量指标，如技术、经济指标及采矿地压控制程度等：将待选择方案指标转换成隶属度矩阵，通过层次分析法得到各因素权重向量，从而建立模糊综合评判模型，利用模糊数学原理计算出各方案基于影响因素的综合优越度。
关键词：模糊数学；模糊层次分析法；采煤方法；优化；
采矿工程是一个庞大而复杂的系统，不仅投资大、建设周期长、涉及部门众多，而且容易受到多种不定因素的影晌。因此，在采矿方法的选择上，有必要运用系统工程的观点，采用层次分析、模糊数学等先进的运筹学方法，以深入研究采矿过程中各个环节之间的相互关系，为最优化决策提供必要的依据。
一、传统采矿方法的选择
在现在的矿产开采工作中，很多都是利用新的技术和经济效益作为一种评价指标对工作效率进行评估。因此，经济指标和技术指标成为评价工程优劣的工程基础。面对地势较为复杂的矿山生产工作，给整个工程增加难度的同时也会促使工程技术不断地完善。在当前的工作中，由于传统观念的约束和控制，导致容易在工作中出现错误的判断和决策，造成矿产开采工作中存在一定的不足和缺陷。
二、层次分析法和模糊数学概述
1.层次分析法。层次分析法(AHP)是二十世纪70年代首先由美国运筹学家A．L．seaty所提出的，是一种简单、实用且方便的系统决策方法。其优点在于可同时考虑到定性因素和定量因素的系统分析，使得复杂的、难以完全用定量描述的问题划分为相互联系有序的层次，并可根据实际情况进行定性判断，以确定每一个层次的相对重要程度，最后再采用数学方法(如模糊数学)进行定量计算，以确定最优化的方案和措施。层次分析法的基本应用思路和步骤为：大系统--由多层次组成相对--重要性比较--层次单排序--权系数最大的方案为优。
2.模糊数学。模糊数学最初是由美国学者查德教授于二十世纪60年代所提出的，它能将外延不明确，而内涵明确的问题进行定量化，然后再根据模糊数学的运算规则进行定量化分析、计算和评价。由于地质采矿技术条件的复杂多变，无论是采矿理论研究或是矿山设计、建设和生产，都容易受到复杂得多因素的影响，难以建立反映客观实际的数学模型。而且采矿方法的决策目标往往也是多目标的，存在许多随机性和模糊性的问题。通过模糊数学的应用，可以在层次分析的基础上，建立多因素、多层次的模糊数学模型，对采矿方法进行综合性的评价。
三、模糊数学法
以模糊数学法选择采矿方法是利用已建类似工程的造价资料和市场变化的信息，对拟建矿区投资费用所作的一种预先估计或预测。任何一项工程在投资前都必须进行经济评价。评价的主要内容之一就是预估工程造价。造价估计应考虑的因素和计算的准确与否直接关系到投资的成败。由于有的工程造价估算不尽合理，加上投资控制不力，常发生大幅度预算超概算、结算超合同价、决算超估算的“三超”现象；致使在采矿工程过程中发生资金短缺，影响工程按期完成，有的还不得不停建。可见工程造价合理计算是采矿工程中的重大问题。工程造价贯穿于矿山工程的全过程，我认为基层单位的工作重点应放在矿山的勘察和建设阶段。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前国内外矿山工程造价计算采用概算、预算编制方法和扩大指标估算法，工作量大，报价很难做到及时；而报出的价虽然是一个确定的数值，但由于影响工程费用的因素多，各因素又有多种不确定性的变化致使工程造价计算误差大。由于工程造价的计算具有复杂性，即使有的采用计算机软件来计算工程造价，但计算速度也不甚理想。为解决工程造价的快速计算问题，利用现代数学——模糊数学为手段，再应用概率统计推断方法，运用专家丰富的工作经验等科学方法对现代工程造价计算作深入的研究，以期得到较为满意的结果。任何一个矿山工程都可以认为是一个系统，依据系统分析，各系统具有层次性和可分解性，将采矿环节的总体造价分解成若干个子系统。
四、层次分析和模糊数学在采矿工作中的实际应用
1.对采矿评价指标的构建。对指导采矿方案的好坏进行合理的判断，必须要有完整的评价体系。因为整个采矿方案属于涵盖面十分广泛的系统工程，因此指标评价体系构建的科学性和合理性对方案的确定有直接的影响。指标评价体系中含有定性化因素和定量化因素，这两种因素属于相辅相成的关系。在构建评价体系时，要遵循用最少的指标反映最全面信息的问题，从而有效提高采矿方案选择的工作效率。
2.利用层次分析法影响因素的权重向量进行分析。权重的分配工作是解决采矿方案选择的关键环节。根据以往的工作经验显示，采矿方案会受到很多因素的影响，如经济效益、资源利用、生态环境、安全性等问题。利用层次分析法能将复杂的问题一一分解为具体的简单因素，再通过两两对比的方法筛选出相对重要的因素，对这些重要因素进行各个程度的整合，从而计算出各个影响因素的权重。
3.比较判断矩阵的构造和模糊数学法的介绍。,（1）比较判断矩阵的构造，对矩阵的构造进行判断时，在一般情况下，以层次结构模型中的上层元素为判断依据，利用标度对矩阵的构造进行判断，之后对比较矩阵进行判断，将得到的结果根据有关的规定进行处理。处理之后才能将各项结果的影响因素作为权重的比较标准。这个过程中需要关注的一个问题是，通过举证不能得到十分精确的特征向量值和特征值，只能求出一个近似值，所以在处理时通常采用方根。,（2）模糊数学法在实际工作中的应用，模糊数学法属于经济评价的范畴，类似于工程造价需要对市场上材料价格进行动态的分析，制定出投资采矿所需要的资金。因此，模糊数学法的应用对采矿工作经济效益有直接的影响，评估的最主要内容就是对拟建采矿项目造价进行估计和判断。由于很多煤矿企业事前容易忽略对采矿项目进行科学的经济评估，在施工过程中造成费用超值的情况，导致采矿过程中资金周转不灵，这对采矿工作的正常进行造成一定影响，同时还增加了企业的成本投入。采用模糊数学方法可以改善这一问题，利用这种方法可以建立一个评判表，丛中筛选出最理想的方案，在不对采矿工作造成影响的前提下保证采矿的经济效益最大化。
采矿方案的选择是一个涉及多层次、多因素、多目标、多指标的决策过程。对于这样复杂的系统工程，由于地质资料的误差、一些统计方法的局限性、某些价格指标的不确定性、只能定性而不能定量描述的影响因素以及不可预见的各方面因素等，使得采矿方案选择具有极大的模糊性、随机性和未知性，它的推理、判断大多是模糊推理、模糊判断，因而做出的决策也是模糊决策。传统的采矿方案选择仅仅是由单个影响因素或几个因素各自直观地评价而确定的，带有极大的经验成分，容易受到经验的影响而不能正确反映实际情况。目前，有些系统工程将模糊(Fuzzy)数学应用于方案的选择中，为在复杂系统设计过程中把那些只能定性描述的模糊概念、模糊推理、模糊判断及模糊决策数字化、定量化提供了理论依据。但是，该原理很少应用于采矿方案的优选，且仅利用模糊数学理论无法确定复杂的指标体系的权重，权重仅通过专家的主观评审选取，带有一定的主观性。层次分析法(AHP)能够把复杂系统问题的各因素，通过划分相互联系的各有序层次，使之条理化，根据对一定客观现实的判断就每一层次相对重要性给予定量表示，利用数学方法确定表达每一层次全部元素的相对重要次序的权值。
参考文献：
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论文作者:董国强,孙,胜,李,江
论文发表刊物:《防护工程》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/16
标签：模糊论文; 因素论文; 层次论文; 数学论文; 方案论文; 方法论文; 工程造价论文; 《防护工程》2017年第24期论文;