文章编号：1003-207(2014)07-0059-08 1 引言 煤炭生产是国民经济的命脉之一，煤炭资源的广泛利用为推动我国国民经济建设进程、提高人民生活水平做出了并且仍将继续做出巨大贡献。近年来，鉴于煤炭行业事故多发，伤亡率持续居高的残酷现实，各级政府及煤炭生产企业均加大了安全方面的投入，通过改善矿井通风、加强危险源监测、健全事故预防与应急机制逐步扭转被动局面，取得了较为显著的成效。然而，我国仍是煤矿事故伤亡人数最多的国家，每年煤矿事故死亡人数约占世界煤矿事故死亡总人数的80％左右，发展形势还不容乐观。 一直以来我国煤矿的安全水平不稳定，安全状态随时间变化波动，在安全生产高压线下，不少煤矿企业均存在为保安全而不惜压缩额定生产能力的现象，即过分地追求资源冗余，忽视了生产效率的提高，增加了企业负担，也进一步拉大了在安全高效生产上我国与发达国家的差距[1-2]。因此，如何平衡生产过程的安全与效率，保障安全生产的同时实现效率最大化，成为煤炭行业迫切需要解决的现实问题。 煤炭生产和其他行业相比有其明显特质。煤炭生产过程主要是煤炭物理形态的变化(开采和破碎)，以及煤炭空间位置的改变(井下和地面输送)，这实质上是一种特殊的物流过程。此外，在煤炭生产过程中还存在着设备、材料、水流、风流等多种形式的物料与物质的流动，这些共同组成了煤矿生产物流系统，是煤炭生产的主体部分。实现煤矿生产物流的安全高效，是实现煤炭生产安全高效的基础和关键。目前，国内外学者对煤矿生产物流效率优化做了大量的研究，多集中煤矿生产效率影响因素分析、效率评价、测算等方面[3-8]。Sharma[3]应用随机生产前沿模型分析了美国伊利诺斯州12个地下开采煤矿的效率问题，指出影响因素主要在劳工数量、资本利用率、煤层深度、灾害频率和煤层赋存条件；Stoker等[4]采用Malmquist指数方法对煤矿生产物流效率进行动态评价，分析了矿区的煤矿生产物流动态效率及变化趋势；姚平等[7]应用DEA方法分析煤矿生产效率问题，该方法不需要对生产函数进行假设，但没有表述出效率随时间变化的特征。对于煤矿生产物流，安全与效率作为相互联系、相互制约的矛盾体，如何在安全与效率之间权衡，使得煤矿生产物流在保障安全生产下优化效率，目前有研究价值的成果不多。 考虑到多变的地质环境和复杂的开采方式决定着影响煤矿生产物流安全的因素众多，且这些因素对安全的影响重要程度不一致，本文采用多目标优化理论协调安全与效率的不一致性问题，将安全目标看作重要约束条件，效率最大化看作目标函数，构建煤矿生产物流效率优化模型，从而实现安全与效率的协同优化。 2 煤矿生产物流安全硬约束分析 从安全经济学角度来看，在前期生产阶段，随着资源投入的加大，煤矿生产物流安全水平提高速度较快，当资源投入持续增加时，安全水平提高速度缓慢，增长至一定水平资源冗余也会逐步增加，导致资源配置效率降低。可见，安全水平与资源配置效率息息相关，而安全作为煤矿生产物流效率优化至关重要的前提条件，分析安全这一硬约束条件成为效率优化的关键步骤。 2.1 煤矿生产物流安全指标确定 煤矿生产物流资源投入不仅要保障煤炭开采过程的顺利进行，提高煤矿安全水平，保证作业人员生命安全，还要提高煤炭生产效率，保证煤矿可持续发展。由于煤炭生产工艺流程复杂，其多属性、环境随时间变化、模糊的复杂性工艺流程特征，加上其“行业间特殊性”和“行业内普适性”(行业间特殊性指与其他行业相比煤炭生产场地动态移动、时刻受到多种灾害的威胁。行业内普适性指煤炭生产同时并存离散物流和流程物流，不同物流形态之间有耦合关系又相对独立)，导致影响煤矿生产物流安全的因素众多。依据科学性、全面性、可比性等原则，从人-机-环-管四方面将安全指标[9]划分为人员素质
、机械装备
、环境改善
、安全管理
、应急救援
，具体见表1。 (1)人员素质
：推进煤矿安全生产与作业人员素质协调发展是煤炭生产企业面临的主要课题，可以通过加大作业人员投入，开展安全教育培训，从安全意识、技术和文化等措施提高作业人员的综合素质。
