通风系统可靠性和稳定性数学模型研究

通风系统的可靠性和稳定性是矿井通风网络理论的两大核心内容之，本文从通风系统分析的角度出发，对通风系统可靠性和稳定性数学模型进行了研究。可靠性用来衡量通风系统保持其通风参数的性能，稳定性是衡量风量波动大小的，二者既存在联系又有一定的区别。     

矿井通风网络角联风路自动识别与分析

介绍国内外矿井角联风路判断研究的概况,分析矿井通风网络角联风路自动识别的数学模型,用角联风路自动识别系统,对矿井角联风路进行了自动识别和分析。矿井通风网络角联风路自动识别系统为判断复杂网络或风路中的角联风路提供了准确的、科学的识别工具。     

矿井火灾时期通风系统可靠性理论

通过分析矿井火灾时期风流特点,即矿井火灾时期将产生大量的高温烟雾,指出在矿井火灾时期,如果仅仅某条风路的风量在规定范围内,并不能说明该条风路就是可靠的,还应强调该风路的粉尘浓度、温度、有毒有害气体浓度指标在规定范围内。提出了矿井火灾时期风路可靠度的理论计算式,分析了矿井火灾时期风路失效模式,提出了适合计算大型通风系统在火灾时期可靠度的“基于截断误差理论和网络简化技术的不交化最小路集算法”。     

复杂矿井通风系统角联风路自动识别方法的研究

角联风路的识别与稳定性分析是矿井通风系统稳定性与可靠性分析理论中的核心内容之一。笔者对通风系统角联风路进行了深入的研究;分析了通路法的局限性,简化了角联风路的数学模型,提出了快速、准确、灵活的角联风路自动识别的新方法——节点位置法;编写了角联风路自动识别软件,并应用现场数据进行测试,将其结果与通路法的结果进行了比较分析;证明了节点位置法是切实可行的。     

基于RS-ANN的通风系统可靠性预警系统

系统可靠性预警是度量系统运行状态偏离可靠性指标界线的强弱程度,确定预警等级和做出决策警示的过程。笔者在对目前国内外有关系统预警方法的分析比较基础上,针对矿井通风系统可靠性运行的实际状况,应用了粗糙集(RS)理论和神经网络(ANN)技术,提出了一种基于粗糙集神经网络(RSANN)的矿井通风系统可靠性预警方法:首先,建立了一套适合于矿井通风系统可靠性的预警指标体系;然后,利用人工神经网络与粗糙集理论的优势互补,以粗糙集作为前置处理系统优化指标结构,构建了基于RSANN的通风系统可靠性预警仿真模型,并应用该模型进行了实例验证。其结果表明,该模型的仿真结论与基于ANN的结论十分吻合,训练效率提高了667倍。     

变频调风时通风系统风量可靠性评价数学模型

以合格的风量范围为视角对风机变频调风时通风系统风量的可靠性进行理论研究,基于大数定律,充分考虑风量波动性的同时,可将概率向频数比率转化,以此对变频调风的分支风量可靠度进行定义。推导了对自然风压考虑与否的两种常态频率风量与所需频率风量的转换公式,基于此,通过测量常态频率的风量,预测所需频率风量的可靠度,进而在风机调频前对未知可靠度进行预判。以分支数为行、测量次数为列,推导并构建通风系统的风量可靠度矩阵和可靠值矩阵,前者强调超限次数,后者强调超限额,从理论上分析了其与风机频率的关系,并基于转换公式预测所需频率可靠度/值矩阵。     

基于单元特性的通风系统可靠性分配方法研究

通风系统可靠性分配是优化矿井通风系统可靠性设计、保障安全生产和日常管理的一项重要指标。在系统可靠性设计过程中 ,如何根据具有一定冗余度的通风系统进行可靠性指标的分配或再分配 ,是现场通风安全技术管理人员面临的一个重要课题。笔者以可靠性工程理论为指导 ,针对矿井通风系统时变、可修的特点 ,分别从基于单元相对易损度、基于单元重要复杂度以及基于单元故障频率角度对矿井通风系统可靠性进行了再分配方法研究 ,并以矿用主通风机系统为实例 ,进行了应用分析和验证。实践证明 ,采用上述分配方法的最终分配结果均接近期望的目标值 ,且满足不低于目标值的要求。该分配方法的研究 ,可为矿井通风系统可靠性优化设计提供一条新的研究思路。     

基于FAHP-MODM的矿井通风系统可靠性综合评价

为了提高矿井通风系统可靠性评价的准确性,结合模糊层次分析法和多目标决策理论对矿井通风系统可靠性进行综合评价。基于人-机-环-管理系统构建评价指标并确定评价策略,确定各指标主观权重和客观权重,利用线性加权法确定综合评价值并通过实例分析矿井通风系统各观测点的可靠性,对其进行优劣排序并得出可靠性等级。评价结果表明,FAHP-MODM可对矿井通风系统可靠性做出准确的评价。     

矿井通风系统稳定性SD预测仿真分析

为了建立矿井通风系统稳定性水平评价体系,以常村煤矿为研究背景,结合常村煤矿多风井、大风量、高瓦斯等特点,从技术、安全、经济角度建立一系列完整的评价指标体系,利用层次分析法确立指标权重,并结合属性数学理论形成通风系统稳定性综合评价模型,通过构建的模型对其进行综合评价。以通风系统综合评价为基础,从系统动力学角度,对常村煤矿未来2 a的通风系统稳定性水平进行仿真预测,总结其动态变化规律。研究结果表明:通风系统总体稳定性评价结果为良好,属于较稳定水平。常村煤矿通风系统稳定性水平在未来2 a内随着安全投入的增加呈总体增加趋势,但随着矿山通风系统稳定性水平的逐渐增加,稳定性增长速率将会减小。     

土城煤矿角联分支通风稳定性分析与控制

介绍了评价角联分支稳定性的两个指标—风流功率与风量敏感度。利用风流功率指标,衡量角联分支的通风稳定性。根据风量敏感度指标,确定影响角联分支稳定性的关键分支。在角联分支稳定性分析与关键分支确定的基础上,提出提高角联分支稳定性的技术措施,使角联分支的稳定性得到有效提高,矿井通风系统稳定性得到加强。将上述方法在土城煤矿加以应用,取得了良好效果。     

基于Markov过程理论的矿用通风机系统可靠性研究

结合矿井通风系统中通风机分支系统实际,依据可靠性工程理论中Markov过程理论及相关知识,探讨了矿井通风机系统可靠性分析的新方法;推导出了通风机系统的可靠度及首次故障前平均寿命的计算公式;结合现场实际,进行了实例验证;根据通风机系统可靠性各项主要指标数据,分析了影响通风机系统可靠性的因素.为现场通风技术管理人员进一步掌握矿井通风机的可靠性运行状况提供了参考依据.     

概率统计在矿井通风系统可靠性评估中的应用

构建一个随机非稳定地下矿山通风系统,此通风系统有三个机组,机组的随机运行状态构成了一个完整的“系统的概率结构”。对此通风系统的运行状态进行概率统计分析,探讨了该随机系统的特征。由此推导出了通风系统故障的平均时间是一个显式的概率表达式。同时,假设系统失效时间和更换时间符合指数分布的情况下,得出计算系统故障平均时间的一个五阶多项式公式。通过验证,证明了系统故障平均时间的大小依赖于系统维修和更换的比率,而且是检验系统可靠性的重要指标,有利于提高矿山安全水平。     

Lyapounov理论在矿井通风系统稳定性分析中的应用

当矿井通风系统的特征参数发生变化时,矿井通风系统的风流状态也会发生变化,这些变化是否会影响矿井通风系统的稳定工作,对这个问题进行研究有利于确保安全生产.本文根据Lyapounov稳定性理论对矿井通风系统的稳定性进行分析,得到矿井通风系统在其正常的工作区段,系统特征参数发生一定的变化时,其状态是稳定的;当变化超过一定的界限后,系统变得不稳定,不利于系统正常功能的实现.     

青草沙输水隧道安全施工通风模型及湍流流动特性研究

随着我国隧道总里程的迅速增加,隧道施工的通风问题日益突出。文中将着重分析上海市青草沙水源地原水工程7200m过江隧道施工的通风问题,即从流体力学的三维不可压缩雷诺时均Navier-stokes方程出发,基于RNGk-ε湍流模型及近壁区两层壁面模型,采用有限体积方法和SIMPLE算法,对隧道内湍流流动进行数值模拟。数值分析有害气体的分布情况,讨论正常施工、发生事故时不同通风量条件下,隧道盾构掘进工作面附近流场、温度及有害气体浓度的变化规律。得出：对于隧道施工中有害气体的连续泄漏事故,随着通风风量的增加,有害气体的浓度逐渐降低。对于有害气体瞬时泄漏的事故,当盾构机架通风管的通风量约为380.00m3/min,放置于机架中部附近的排风管压力为200Pa时,隧道施工的通风效果最佳。本文涉及的通风方式和有关的研究结果为保证隧道施工的安全性提供理论依据。     

基于TF-熵权法的矿井通风系统可靠性可拓评价

为准确评价煤矿通风系统可靠性,提高可靠性评价的客观性与准确性,有效防止因通风系统故障而引起的煤矿安全事故,提出基于三角模糊数(TF)-熵权法的矿井通风系统可靠性可拓评价模型,首先利用德尔菲法从通风动力、通风网络等6个方面,选取29个评价指标确定矿井通风系统可靠性评价指标体系;然后,通过三角模糊数与熵权法相结合的方式确定...     

接处警系统的可靠性研究

接处警的可靠性是应急系统正确、迅速、有效地处理应急事件,减少事故损失的关键,直接关系到人民的生命财产安全,也关系到社会的稳定.接处警系统是由接警、处警和事故后处理3部分构成的串联系统,任何部分的失误都会导致应急事故处理的失误.以接处警单元可靠性框图为基础,分析了接处警的隐性失误和显性失误,构建了单一、并联和表决逻辑的接处警可靠度及失误率的计算模型.对取自常州的实例进行了整理,获取了接处警的隐性失误和显性失误数值并代入接处警模型,认为3选2表决逻辑的接处警结构可以降低隐性失误率和显性失误率,并据此提出了提高应急系统接处警可靠性的具体措施.     

接处警系统的可靠性研究

接处警的可靠性是应急系统正确、迅速、有效地处理应急事件,减少事故损失的关键,直接关系到人民的生命财产安全,也关系到社会的稳定。接处警系统是由接警、处警和事故后处理3部分构成的串联系统,任何部分的失误都会导致应急事故处理的失误。以接处警单元可靠性框图为基础,分析了接处警的隐性失误和显性失误,构建了单一、并联和表决逻辑的接处警可靠度及失误率的计算模型。对取自常州的实例进行了整理,获取了接处警的隐性失误和显性失误数值并代入接处警模型,认为3选2表决逻辑的接处警结构可以降低隐性失误率和显性失误率,并据此提出了提高应急系统接处警可靠性的具体措施。     

AHP-Fuzzy数学模型在尘肺综合防治效果评价指标体系中的应用

尘肺病是我国目前最严重的职业病,而实施尘肺防治效果评价是做好尘肺综合防治工作关口前移的基本前提.本研究根据现场调研、文献调查、理论分析、专家咨询并结合现场工程技术人员意见,确定了尘肺防治效果综合评价主要影响因素,建立起了尘肺防治效果综合评价的指标体系.采用AHP-Fuzzy数学模型对企业尘肺防治效果的综合评价.并将该模型应用于实际的煤矿尘肺综合防治中,得出客观的评价结论,从而验证了评价模型的实用性.