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基于危险源理论煤矿瓦斯爆炸和涌出风险预警系统及其应用研究

作　者: 王艳平
导　师: 曹树刚
学　校: 重庆大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 危险源瓦斯爆炸预警系统瓦斯涌出 BP神经网络
分类号: TD712
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 5次
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内容摘要

我国是煤炭生产大国，年产量居世界首位。但同时煤矿的安全生产形势非常严峻，尤其是矿井瓦斯爆炸事故已经成为中国煤矿安全的“第一杀手”，引起政府的高度重视。为了对瓦斯爆炸进行有效的控制，本文从分析瓦斯爆炸危险源风险的基本因素入手，综合国内外大量相关资料和规范规定，并结合矿山具体情况，提出基于危险源理论的煤矿瓦斯爆炸和涌出风险预警系统。加强危险源预警管理，实现生产过程中动态风险评价，促使煤矿安全管理从事后分析型向事前预防型战略转变，从而尽可能的降低事故发生率。论文首先分析了本课题研究所涉及到的多种学科研究现状，将危险源理论与煤矿瓦斯爆炸事故相结合，从三类危险源思想从固有危险源、诱发危险源和人的因素3个方面分析了瓦斯爆炸基本条件的各致灾因素，阐述了煤矿瓦斯爆炸事故的模型。其次，本论文对煤矿瓦斯爆炸风险预警系统进行研究，设计了预警系统的工作总流程和矿业分公司瓦斯爆炸风险预警系统的工作流程。应用模糊数学综合评价方法，结合中梁山南矿具体情况，构建了煤矿瓦斯爆炸危险源风险预警指标体系，建立相应的模糊综合评价数学模型，通过风险评价确定事故发生的危险等级。论文结合中梁山南矿5个采煤工作面实际生产情况，进行了危险源风险预警评价，判断其合理性和安全性。最后，利用人工神经网络极强的非线性动态处理问题的能力与MATLAB在数值计算方面的优越性相结合，设计了煤矿瓦斯爆炸固有危险源中瓦斯涌出量的时间序列预测模型，并用实例加以验证，结果表明模型精度很高，在瓦斯浓度有可能达到危险极限前给出预警，使现场工作人员能够提前采取防范措施，防止事故的发生，为瓦斯涌出预测技术的进一步发展提供了新思路。

全文目录

中文摘要  4-6
英文摘要  6-12
1 绪论  12-22
  1.1 煤炭工业的重要地位及安全事故状况  12-13
  1.2 国内外研究状况  13-19
    1.2.1 灾害学研究  13
    1.2.2 安全管理理论研究  13-15
    1.2.3 风险评价国内外研究现状综述  15-17
    1.2.4 预警理论研究综述  17-19
  1.3 论文研究的目的和意义  19-20
    1.3.1 研究的目的  19-20
    1.3.2 研究的意义  20
  1.4 论文的主要研究内容及理论基础  20-22
2 煤矿瓦斯爆炸危险源辨识理论与方法  22-32
  2.1 煤矿瓦斯爆炸危险源理论  22-23
    2.1.1 危险源发展  22
    2.1.2 危险源概念  22-23
  2.2 煤矿瓦斯爆炸危险源的辨识  23-25
    2.2.1 瓦斯爆炸危险源的辨识方法  23-24
    2.2.2 煤矿瓦斯爆炸危险源的分类  24-25
  2.3 煤矿瓦斯爆炸危险源系统结构分析  25-30
    2.3.1 煤矿瓦斯爆炸危险源系统性质  25-26
    2.3.2 瓦斯爆炸三类危险源概述  26-30
  2.4 本章小结  30-32
3 煤矿瓦斯爆炸风险预警系统的原理及运行  32-46
  3.1 煤矿瓦斯爆炸风险预警系统的基本原理及指导思想  32-33
    3.1.1 建立预警系统的目的  32
    3.1.2 煤矿瓦斯爆炸预警系统的建立原则及要求  32-33
  3.2 煤矿瓦斯爆炸风险预警系统的内容模式  33-35
    3.2.1 预警分析  34
    3.2.2 预控对策及活动内容  34-35
  3.3 煤矿瓦斯爆炸预警系统的功能  35-36
    3.3.1 警报功能  35-36
    3.3.2 矫正功能  36
    3.3.3 免疫功能  36
  3.4 煤矿瓦斯爆炸风险预警管理方法的设计原理  36-39
    3.4.1 预警信息系统  36
    3.4.2 预测系统  36-37
    3.4.3 预警指标体系  37
    3.4.4 预警准则  37-39
    3.4.5 预控对策系统  39
  3.5 煤矿瓦斯爆炸预警系统的运作  39-44
    3.5.1 煤矿瓦斯爆炸预警系统的组织准备  39-42
    3.5.2 煤矿瓦斯爆炸风险预警系统工作总流程  42-43
    3.5.3 矿业分公司瓦斯爆炸风险预警系统的工作流程  43-44
  3.6 本章小结  44-46
4 中梁山南矿瓦斯爆炸危险源风险预警指标体系及综合评价  46-66
  4.1 煤矿瓦斯爆炸危险源风险预警指标体系  46-48
    4.1.1 指标体系设计的原则  46-47
    4.1.2 煤矿瓦斯爆炸危险源评价预警指标体系  47-48
  4.2 煤矿瓦斯爆炸危险源评价  48-49
    4.2.1 煤矿瓦斯爆炸危险源评价方法分析  48
    4.2.2 煤矿瓦斯爆炸危险源评价方法  48-49
  4.3 煤矿瓦斯爆炸危险源风险预警指标的模糊综合评价  49-56
    4.3.1 模糊综合评价原理  49-50
    4.3.2 多级模糊综合评价方法的基本原理  50
    4.3.3 因素集及指标权重集确定  50-55
    4.3.4 隶属度及隶属函数的确定  55-56
  4.4 基于危险源理论的中梁山南矿瓦斯爆炸危险派风险评价  56-64
    4.4.1 中梁山南矿概况  56-58
    4.4.2 指标权重的确定  58-61
    4.4.3 中梁山南矿采煤工作面模糊综合评价  61-64
  4.5 煤矿瓦斯爆炸预警信号的输出方式  64-65
  4.6 本章小结  65-66
5 基于 BP网络采煤工作面瓦斯涌出风险预警及MATLAB实现  66-88
  5.1 人工神经网络的基本框架  66-77
    5.1.1 神经网络的互连模式  67-69
    5.1.2 反向传播网络(BP)  69-77
  5.2 基于改进BP神经网络的矿井瓦斯涌出量时序预测  77-81
    5.2.1 神经网络时序预测的基本模型  77-78
    5.2.2 神经网络预测模型的功能改善  78-79
    5.2.3 基于BP网络的非线性时间序列预测模型结构设计  79-81
  5.3 中梁山南矿瓦斯涌出量的时序预测  81-85
  5.4 采煤工作面瓦斯涌出量预警机理  85-86
  5.5 本章小结  86-88
6 主要结论和展望  88-90
  6.1 主要结论  88
  6.2 今后工作展望  88-90
致谢  90-92
参考文献  92-98
附录  98-100
附件  100-102
独创性声明  102
学位论文版权使用授权书  102

基于危险源理论煤矿瓦斯爆炸和涌出风险预警系统及其应用研究

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