【摘 要】礦山的開(kāi)采方法是一個(gè)典型的模糊決策過(guò)程，其中涉及較多的影響因素。本文通過(guò)層次分析法確定權向量，并提出了變權法進(jìn)行開(kāi)采方法選擇。
【關(guān)鍵詞】模糊；采礦方法；變權
引言
對于一些開(kāi)采技術(shù)條件復雜的礦山，我們選擇開(kāi)采方法，采用通常的技術(shù)經(jīng)濟評價(jià)法時(shí)優(yōu)劣程度顯得并不明顯，這些傳統的開(kāi)采方法就很難選擇。模糊數學(xué)在我國的快速發(fā)展和普及，使得模糊綜合評價(jià)方法在礦山開(kāi)采中得到十分廣泛的應用，模糊評價(jià)法較于技術(shù)經(jīng)濟評價(jià)法的判斷更加全面和科學(xué)。本文通過(guò)模糊綜合評價(jià)法和層次分析法來(lái)合理的選擇采礦方法，并通過(guò)變權法使得采礦方案的選擇更加完善合理。
1、模糊數學(xué)在優(yōu)選采礦的應用和優(yōu)勢
1.1 模糊數學(xué)的簡(jiǎn)介
模糊數學(xué)如同大多數新學(xué)科一樣，有著(zhù)發(fā)展的客觀(guān)必然性。最早提出了模糊現象的概念是控制論專(zhuān)家查德。查德認為應該采用模糊集合來(lái)表示模糊概念，并從量上來(lái)描述模糊現象，奠定了模糊現象的基本理論，讓數學(xué)在模糊現象領(lǐng)域有著(zhù)自己的一席之地，并廣泛的應用到其他的實(shí)用領(lǐng)域。近年來(lái)綜合評價(jià)優(yōu)選采礦方法是采礦工作者把模糊數學(xué)運用于開(kāi)采的一種嘗試。相較于傳統的開(kāi)采方法，其顯得更加全面、科學(xué)。它進(jìn)行定性分析并采用定量計算，通過(guò)多種計算機方法，使得模糊綜合評價(jià)法在煤礦開(kāi)采中更加科學(xué)和現代。
1.2 模糊數學(xué)的優(yōu)勢
采礦方案的選擇是一類(lèi)典型的多目標決策問(wèn)題，眾所周知，影響采礦方案選擇的因素很多[1]，如生產(chǎn)能力、地質(zhì)條件、賦存狀況、巖土物理力學(xué)性質(zhì)、礦井價(jià)值等。這些影響因素往往是模糊的，在模糊數學(xué)領(lǐng)域被稱(chēng)為“模糊目標”或者“模糊約束”。合理地采礦方法也影響著(zhù)開(kāi)采安全、規模、開(kāi)采的經(jīng)濟性、資源的投資回報、開(kāi)采成本和勞動(dòng)生產(chǎn)率等技術(shù)經(jīng)濟指標。所以說(shuō)，煤礦開(kāi)采方法選擇是一個(gè)典型模糊決策問(wèn)題。
模糊評價(jià)的優(yōu)勢主要為以下幾點(diǎn)：
a、計算無(wú)量綱化。模糊數學(xué)在開(kāi)采方法選擇時(shí)對有量綱的技術(shù)經(jīng)濟指標進(jìn)行無(wú)量綱化處理，無(wú)量綱化后，消除了因素指標不同帶來(lái)的影響[2]。
b、賦予權重。在開(kāi)采方法的選擇時(shí)，會(huì )引入一些具有決定性的無(wú)法計量的因素，通過(guò)模糊數學(xué)可以對這些為無(wú)法計量的因素進(jìn)行定量分析，彌補傳統方法的不足。
c、計算機編程計算。模糊數學(xué)的計算采用了計算機編寫(xiě)語(yǔ)言程序，計算機的引入大大提高了計算速度與精度。
2、采礦方法選擇的影響因素
合理地選擇采礦方法，首先要保證工人在煤礦開(kāi)采過(guò)程中安全生產(chǎn)，不能發(fā)生大規模的塌陷，要能夠最大限度的利用資源，減少生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率和安全性。在確定開(kāi)采方法的影響因素時(shí)，既要全面又要有所側重，一般要根據礦井的價(jià)值，規模和賦存條件，選擇合理地工藝流程，并從開(kāi)采效率、開(kāi)采成本、生產(chǎn)能力、方案的可行性進(jìn)行評價(jià)， 在具體的綜合評價(jià)分析過(guò)程中，應針對具體情況具體分析，對以上各影響因素有增減[3]。
3、層次分析法確定因素的權向量
在模糊綜合評判中權重非傳統意義的向量，而是有過(guò)濾、限制的作用，由此可以看出權向量在綜合評判中的重要性。權向量的確定方法有多中，層次分析法，幾何平均法等，由美國運籌學(xué)家T. L. Saaty提出的層次分析法是一種分析權向量很有效果的方法。對于開(kāi)采過(guò)程中有很多的影響因素n，而又很難判斷出這些影響因素所占的整體比例，所以采用兩兩比較法，用“同等重要”、“稍微重要”、“明顯重要”、“十分重要”、“極其重要”等定性語(yǔ)言來(lái)評價(jià)各個(gè)因素間相對于總體而言的重要性程度，再將語(yǔ)言量化后，得出n個(gè)因素的權重[4]，如表1所示。
3.1 確定判斷矩陣
在開(kāi)采礦山過(guò)程中，把各種影響因素設為X={x1，x2，…，xn}的集，并請相關(guān)專(zhuān)家按表1所列出來(lái)各項的意義，對所有的因素作兩兩之間的對比，確定出判斷矩陣A=（aij）nxn，其中aij=f（xi，xj），f（x，y）為相對于總體因素x比y的重要性函數。
3.2 求出權向量的一致性檢驗
利用根法求出已給定判斷矩陣A=（aij）n×n的特征向量和第一特征值，并把特征向量轉化為權向量。由于較多的影響因素，判斷矩陣A=（aij）n×n各影響因素的重要性之間會(huì )出現不一致性現象。為了使得判斷的結果更接近于實(shí)際的情況，我們引入了一致性檢驗。一致性比率CR=CI/RI為檢驗指標，我們可以通過(guò)其進(jìn)行檢驗，其中CI=λ1－n/n－1被定義為判斷矩陣的一致性指標，RI被定義為隨機一致性指標，如表2。當CR＜0.1時(shí)，判斷矩陣就被認為符合了一致性檢驗的要求，否則就需要重新調試矩陣，一直到完全符合一致性檢驗為止.
4、利用變權法確定各個(gè)評估向量的變權值
目前，模糊綜合評判法評價(jià)開(kāi)采方法時(shí)多采用的是常權法，也就是說(shuō)在模糊綜合評判法中認為各個(gè)因素的影響占整體的比例為常數。在實(shí)際的煤礦開(kāi)采中，為了使整體的開(kāi)采方案較為理想，就不能有個(gè)別因素的評價(jià)過(guò)低。所以，為了合理的反映出實(shí)際的工程情況需要把個(gè)別因素較低的指標值適當的提高。變權法就是指在模糊綜合評價(jià)法中權重隨著(zhù)評估向量的變化而改變，能夠明顯的突出個(gè)別指標值過(guò)低的因素，可以更加全面的評估方案的選擇。
5、模糊綜合評判法
根據開(kāi)采方案的權向量和變權值
（u（k）1，u（k）2，…，u（k）n），
w（k）=（w（k）1，w（k）2，w（k）n），k=1，2，…，l，
再利用模糊綜合評判可得到變權值
u（k）=，k=1，2，… ，1
將{u（k）}按大小順序排列，可得到各方案的排序。
6、結論
（1）本文提出了煤礦開(kāi)采方法選擇時(shí)，采用變權模糊法進(jìn)行綜合評判?？梢越鉀Q傳統評判法的不足，提高了評判的合理性和科學(xué)性。
（2）在確定權向量時(shí)采用了層次分析法，可以定量而又準確的進(jìn)行分析。
