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综放面瓦斯爆炸危险性非线性分析模型及应用

作　者: 严敏
导　师: 李树刚
学　校: 西安科技大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 瓦斯爆炸危险性非线性分析模型灰色关联理论层次分析法人工神经网络预测
分类号: TD712.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

综放面的瓦斯涌出量受煤炭开采量、开采强度、采深加大等因素影响,呈现出明显的不稳定性,严重影响综放面的安全生产,为及时掌握综放面瓦斯爆炸灾害危险程度,预防瓦斯爆炸事故的发生,本论文在事故致因理论基础上,选择以人—机—环系统分析法和层次分析法,建立综放面瓦斯爆炸事故分析模型,从瓦斯状态、人、机、管理四方面对综放面瓦斯爆炸影响因素进行全面分析,建立一套能从总体上反映综放面瓦斯爆炸各因素之间关系和预测瓦斯爆炸危险性的指标体系。鉴于瓦斯爆炸灾害的非线性特性,运用非线性理论中的灰色关联分析方法确定瓦斯爆炸事故分析三层结构中第二层各因素之间的关联度,然后利用层次分析法确定第二层与目标层权重,将关联度与权重相结合得出综合评价,作为非线性人工神经网络中的BP神经网络的训练样本,再结合综放面瓦斯爆炸灾害特点确定了综放面瓦斯爆炸危险性BP神经网络评价模型,对具体综放面瓦斯爆炸四大类影响因素进行了评价,最后针对某矿102综放面瓦斯爆炸危险性关联度最大的瓦斯涌出量建立了BP神经网络预测模型。本文旨在把危险性论证、矿井综放面瓦斯爆炸防灾能力的科学评估以及建立瓦斯灾害安全保障体系等方面紧密联系起来,为建立瓦斯爆炸事故的控制系统提供依据,为逐步实现以预防事故为中心的现代化科学管理方法提供理论依据。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-20
  1.1 问题的提出  9-12
    1.1.1 研究背景  9-10
    1.1.2 非线性科学的发展及其在相关学科的应用  10-11
    1.1.3 研究意义  11-12
  1.2 危险性分析以及评价软件的国内外研究现状  12-17
    1.2.1 危险性分析国内外研究现状  12-14
    1.2.2 评价软件国内外研究现状  14-16
    1.2.3 瓦斯爆炸危险性分析的研究现状  16-17
  1.3 研究内容及技术路线  17-20
    1.3.1 研究内容  17-18
    1.3.2 技术路线  18-20
2 综放面瓦斯爆炸危险性事故分析模型的建立  20-27
  2.1 瓦斯爆炸危险性分析方法的选择  20-21
  2.2 事故分析模型建立的理论基础  21-23
  2.3 事故分析模型的建立  23-26
    2.3.1 事故与人—机—环系统安全分析法的关系  23-24
    2.3.2 层次分析法（AHP）  24-25
    2.3.3 瓦斯爆炸危险性事故分析模型  25-26
  2.4 本章小结  26-27
3 综放面瓦斯爆炸危险性分析指标体系研究  27-36
  3.1 危险性分析指标体系建立原则  27-28
  3.2 危险性分析指标体系构建流程  28-29
  3.3 危险性分析指标体系结构  29-35
    3.3.1 综放面瓦斯爆炸系统的组成  29-30
    3.3.2 综放面瓦斯爆炸危险性分析指标体系结构  30-35
  3.4 本章小结  35-36
4 综放面瓦斯爆炸危险性非线性评价模型的建立  36-48
  4.1 瓦斯爆炸危险性评价的基本特性  36
  4.2 灰色-层次评价模型  36-39
    4.2.1 灰色关联分析的基本步骤  37-38
    4.2.2 层次分析法的基本步骤  38-39
  4.3 非线性人工神经网络评价模型  39-47
    4.3.1 人工神经网络的发展  40-41
    4.3.2 神经网络系统总体设计  41-42
    4.3.3 BP 神经网络评价模型  42-47
  4.4 本章小结  47-48
5 综放面瓦斯爆炸危险性非线性评价模型的应用  48-71
  5.1 原始数据的灰色-层次评价  48-59
    5.1.1 瓦斯状态的灰色关联分析  48-50
    5.1.2 机的因素灰色关联分析  50-51
    5.1.3 人员结构和素质因素灰色关联分析  51-54
    5.1.4 管理因素灰色关联分析  54-55
    5.1.5 灰色-层次评价与结果分析  55-59
  5.2 原始数据的BP 神经网络评价  59-67
    5.2.1 原始数据的初始化处理  59
    5.2.2 网络训练样本和网络目标值的确定  59-60
    5.2.3 BP 网络的训练  60-65
    5.2.4 评价结果讨论  65-67
  5.3 综放面瓦斯涌出量的BP 神经网络预测  67-70
    5.3.1 综放面瓦斯灾害特点  67
    5.3.2 综放面瓦斯涌出量的预测  67-70
  5.4 本章小结  70-71
6 结论  71-73
  6.1 结论  71-72
  6.2 展望  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-80
附录  80

综放面瓦斯爆炸危险性非线性分析模型及应用

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