第5期 谭玉叶等：基于模糊聚类及层次分析法的采矿方法综合评判优选 ·493 过一致性检验.整理可得权重矩阵： 对于收益性指标，值越大越好，如矿石生产能力；对 W=(0.154,0.024,0.188,0.102,0.051,0.019,0.028, 于消耗性指标，值越小越好，如生产成本和贫化率 0.032,0.007,0.041,0.048,0.153,0.130,0.022) 分别采用公式r写=y/max（yg）及T=1-y/ 表7一致性检验结果 max(y),对收益性及消耗性指标进行量纲为1化 Table 7 Consistency test results 处理，可得定量指标相对隶属度矩阵R,: 判断矩阵 入ms 9 R CR Γ0.0000.5040.383 A-P 5.481 0.110 1.12 0.099 0.5170.0000.281 P-Y 4.028 0.009 0.90 0.010 R1=0.3000.0000.000 P-Y 3.025 0.012 0.58 0.021 0.3640.091 0.000 P:-Y 6.073 0.015 1.24 0.012 L0.6000.8571.000」 P-Y 4.073 0.024 0.94 0.026 4.1.2 定性指标隶属度计算 Ps-Y 2.000 0 0 对那些无法定量描述的指标，如安全性和劳动 强度，需要采用二元对比排序法确定其隶属函数 4 采矿方法模糊综合评判 本研究采用优先关系法，方法如下四 设论域U={y1,y2,…,yn},以c表示y与y相 模糊综合评判可分为一级模糊评价和多级模糊 比时y:的优越程度，则有0≤c≤1；如果y:比y,绝对 评价，考虑到综合评价指标体系的层次结构，本次采 优越则c=1,反之c,=0:且cg+c=1.由此可得 矿方法优选为二级模糊综合评判.结合程潮铁矿的 到模糊优选关系矩阵C=[c]。xm,再用平均法计算 开采技术条件，并参照国内外矿山采用上述三种采 隶属度，计算公式为 矿方法开采所取得的效果，确定相关技术经济指标 (6) 如表8所示 R(y)=L n台 C 表8初选采矿方案技术经济指标 按照非常好、好、较好、较差、差和非常差六个级 Table 8 Technical and economic indicators for primary selection of min- 别分别为10、8、6、4、2和0，邀请10位专家分别对上 ing methods 述三种采矿方法的定性指标进行打分，计算得到隶 指标 A A 属度矩阵如下 充填成本1（元） 27.88 22.18 17.21 T0.4250.717 0.993 采切比/(m万t) 23.32 48.30 34.71 0.813 0.7130.512 损失率/% 10 10 0.5560.8210.849 贫化率/% 10 11 0.373 0.8190.892 矿块生产能力/（万a1) 21 30 对 R2= 0.413 0.8330.920 采矿工效 较低 较高 高 0.804 0.843 0.899 灵活适应性 好 差 差 0.9870.932 0.899 工艺繁简程度 复杂 较复杂较简单 0.822 0.8220.822 组织管理难度 较难 较难 L0.8450.8860.798 劳动强度 * 较低 伞 4.2模糊综合评判 通风条件 较好 较好 好 根据上述得到的权重矩阵W及隶属度矩阵R, 工作面安全性 较安全 安全 较安全 采用加权平均算法，按普通矩阵乘法计算权向量与 地表塌陷程度 轻 轻 轻 隶属度矩阵的乘积，计算公式如下： 废石排放 少 少 较少 8=召R,=66…b). (7) 4.1隶属矩阵的确定 式中，b表示方案A综合隶属度.在方案评选中，可 定量指标的隶属度由隶属函数法确定，非定量 以根据方案的综合隶属度对方案集A进行排序，以 指标采用相对二元比较法确定 综合隶属度最大的采矿方法为最适合待选矿山的采 4.1.1定量指标隶属度计算 矿方法 定量指标可以分为收益性指标与消耗性指标 通过计算可得得到B=（0.520,0.540,第 5 期 谭玉叶等: 基于模糊聚类及层次分析法的采矿方法综合评判优选 过一致性检验． 整理可得权重矩阵: W = ( 0. 154，0. 024，0. 188，0. 102，0. 051，0. 019，0. 028， 0. 032，0. 007，0. 041，0. 048，0. 153，0. 130，0. 022) ． 表 7 一致性检验结果 Table 7 Consistency test results 判断矩阵 λmax CI RI CR A--P 5. 481 0. 110 1. 12 0. 099 P1 --Y 4. 028 0. 009 0. 90 0. 010 P2 --Y 3. 025 0. 012 0. 58 0. 021 P3 --Y 6. 073 0. 015 1. 24 0. 012 P4 --Y 4. 073 0. 024 0. 94 0. 026 P5 --Y 2. 000 0 0 0 4 采矿方法模糊综合评判 模糊综合评判可分为一级模糊评价和多级模糊 评价，考虑到综合评价指标体系的层次结构，本次采 矿方法优选为二级模糊综合评判． 结合程潮铁矿的 开采技术条件，并参照国内外矿山采用上述三种采 矿方法开采所取得的效果，确定相关技术经济指标 如表 8 所示． 表 8 初选采矿方案技术经济指标 Table 8 Technical and economic indicators for primary selection of min￾ing methods 指标 A1 A2 A3 充填成本/( 元·t － 1 ) 27. 88 22. 18 17. 21 采切比/( m·万 t － 1 ) 23. 32 48. 30 34. 71 损失率/% 7 10 10 贫化率/% 7 10 11 矿块生产能力/( 万 t·a － 1 ) 21 30 35 采矿工效 较低 较高 高 灵活适应性 好 差 差 工艺繁简程度 复杂 较复杂 较简单 组织管理难度 难 较难 较难 劳动强度 大 较低 低 通风条件 较好 较好 好 工作面安全性 较安全 安全 较安全 地表塌陷程度 轻 轻 轻 废石排放 少 少 较少 4. 1 隶属矩阵的确定 定量指标的隶属度由隶属函数法确定，非定量 指标采用相对二元比较法确定． 4. 1. 1 定量指标隶属度计算 定量指标可以分为收益性指标与消耗性指标． 对于收益性指标，值越大越好，如矿石生产能力; 对 于消耗性指标，值越小越好，如生产成本和贫化率． 分别 采 用 公 式 rij = yij /max ( yij ) 及 rij = 1 － yij / max( yij ) ，对收益性及消耗性指标进行量纲为 1 化 处理［13］，可得定量指标相对隶属度矩阵 R1 : R1 = 0. 000 0. 504 0. 383 0. 517 0. 000 0. 281 0. 300 0. 000 0. 000 0. 364 0. 091 0. 000              0. 600 0. 857 1. 000 ． 4. 1. 2 定性指标隶属度计算 对那些无法定量描述的指标，如安全性和劳动 强度，需要采用二元对比排序法确定其隶属函数． 本研究采用优先关系法，方法如下［14］． 设论域 U = { y1，y2，…，yn } ，以 cij表示 yi与 yj相 比时 yi的优越程度，则有 0≤cij≤1; 如果 yi比 yj绝对 优越则 cij = 1，反之 cij = 0; 且 cij + cij = 1． 由此可得 到模糊优选关系矩阵 C =［cij ］n × n，再用平均法计算 隶属度，计算公式为 R( yi ) = 1 n ∑ n j = 1 cij ． ( 6) 按照非常好、好、较好、较差、差和非常差六个级 别分别为10、8、6、4、2 和0，邀请10 位专家分别对上 述三种采矿方法的定性指标进行打分，计算得到隶 属度矩阵如下 R2 = 0. 425 0. 717 0. 993 0. 813 0. 713 0. 512 0. 556 0. 821 0. 849 0. 373 0. 819 0. 892 0. 413 0. 833 0. 920 0. 804 0. 843 0. 899 0. 987 0. 932 0. 899 0. 822 0. 822 0. 822                          0. 845 0. 886 0. 798 ． 4. 2 模糊综合评判 根据上述得到的权重矩阵 W 及隶属度矩阵 R， 采用加权平均算法，按普通矩阵乘法计算权向量与 隶属度矩阵的乘积，计算公式如下: Bj = ∑ n i = 1 WiRij = ( b1，b2，…，bn ) ． ( 7) 式中，bj表示方案 Aj综合隶属度． 在方案评选中，可 以根据方案的综合隶属度对方案集 A 进行排序，以 综合隶属度最大的采矿方法为最适合待选矿山的采 矿方法． 通 过 计 算 可 得 得 到 Bj = ( 0. 520，0. 540， ·493·