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煤矿安全评价化计算方法・煤矿井下生产系统是一个由人、机、环境组成的冗杂系统,作业单元和空间分布都极其冗杂,存在瓦斯煤尘爆炸、突水、井下火灾、顶板事故、瓦斯突出、机电事故等灾害和危险井下生产系统空间上立体分布,时间上动态发展,井下事故具有动态性、随机性和模糊性,不同灾害之间在时间和空间上具有相关性近年来,安全评价技术的研讨在世界范围内受到广泛重视我国研讨人员采纳诸如安全指数法、概率风险法、指数法、分值法等不同的方法,将概率统计方法、模糊数学、神经网络和灰理论等运用到安全评价中,建立了一系列的煤矿安全评价方法煤炭科学研讨总院重庆分院采纳安全检查表和安全指数法等评价方法在安全评价领域作了大量的工作在煤矿安全评价中,针对不同的灾害类型,有必要采纳不同的安全评价方法运用数学方法时其计算过程一般都比拟冗杂,需要编程完成安全评价过程中的计算止匕外,建立煤矿安全专家系统的任务之一就是集中专家学问,建立安全评价数学模型,完成安全评价程序化运算因此,研讨煤矿安全评价方法及其量化计算方法对推动我国煤矿安全评价的发展有着重要的现实意义煤矿井下灾害危险程度评价1将面对对象技术的思想和方法运用于煤矿安全评价中,可利用面对对象技术的模块性、继承性、封装性和易维护性等长处,完成不同安全评价方法的综合运用建立安全评价模型时,可依据煤矿井下不同评价单元存在的各种灾害类型的详细特点,选用相应的方法进行分析和评价基于肯定风险值的安全评价方法
1.1通过精确的、科学的分析和计算,得出某一时间段内事故发生的概率值和损失值,这个概率值和损失值的乘积就是风险的肯定值人们进行安全评价的时分,都希望能得到事故风险的肯定值,精确地反映评价对象发惹事故的危险程度但事故的概率很难得出,事故的影响因素一般都属于随机大事,其安全风险指标需要重复进行大量的随机试验、非常冗杂的牢靠性分析或者对大量的事故进行分析和数据统计才能得出事故树分析方法就是典型的肯定风险值评价方法基于相对风险值的安全评价方法
1.2对事故的危险程度评价一般采纳间接的方法,通过对影响事故发生可能性和后果严峻程度的各内因和外因的分析与综合,可以得到风险的相对值目前一般的安全评价结果,都是相对风险,而非肯定风险对于煤矿井下生产系统这样一个冗杂的大型系统,其灾变机理、途径等根本因素难以确定,因素状态模糊性强,大事失效为小概率大事且难以人为重复试验模糊可能性的长处就在于它和独立试验无关,一般用其可能性最大的状态常用的专家打分法、模糊综合评判、灰理论和神经网络等评价方法都是基于相对风险值的安全评价方法煤矿安全评价单元划分煤矿井下不同位置的自然环境、危险因素,以及人员等因素各异,因此必需将井下系统划分为不同的评价单元分别进行评价评价单元可采纳以下方法进行划分)采掘工作面及其附属巷道作为独立评价单元;1)主要巷道可依据其所在位置,特点或功能划分为独立评价单元;2)主要碉室可依据其所在位置、特点或功能划分为独立评价单元;3)其它地点视其详细情况划分为单独评价单元或归入其它独立评价单4元对不同的评价单元,分别评价不同类型灾害的危险程度建立安全评价指标体系灾害影响指标可分为易发生和后果严峻程度两类,依据评价的要求,对煤矿评价单元的各种灾害的影响因素进行分析,依据专家看法对评价指标进行重要度排序,对安全评价指标进行重要性筛选依据引发事故的各种影响因素之间的作用关系,基于事故树的思想,建立灾害评价多层次指标体系灾害评价多层次指标体系按灾害类型对评价指标进行划分,每一种灾害按易发性和后果严峻程度划分下一层次指标易发性和后果严峻程度的下层指标可依据不同灾害的特点和安全评价的目的和需要划分评价指标隶属度确定度量评价系统状态及其因素状态程度的尺度确定,一般为基于客观评价系统状态发展改变规律;专家群体理论学问、实践经验的集中归纳提取;数据统计分析结果实际评价通常是这处技术途径的综合3基于模糊理论,假如用论域上的数值表示系统危险属性的可U£10,1能性程度值,则存在一映射|i=-A X,把因子X映射到U|i-A XX—U,其中匕为系统某属性因子危险程度的隶属度函数Xe[0,1,A X对煤矿安全进行分级评价是常用的方法,首先确定分级,即论域U={ul,设是上待确定其隶属函数的模糊集,专家评判法建立隶属u2,……,un,A U度函数的过程为请位专家,让每位专家分别对每一个给出一个隶属度1m uii=l,2,n的估量值,设第位专家给出的估量值为|1A uij Siji=l,2,n,j=l,2,,m救出平均值及方差S—i di检查方差是否小于或等于事先制定的阀值假如大于£,则请专家2di e,重新给出估量值,然后再计算平均值及方差重复这一过程,直S-i di到设在第轮时到达了要求,此时再请每位专家给出所估量值得“确£dio k信度”,设为其中把求它们的平均值一cjj=L2,......,m,001c)若
(一)的值到达了肯定的标准,就以
(一)作为的隶属3c Si ui度()|1A uio假如考虑各个专家的情况不同,希望某些专家的看法占较大的比例,则可以为每个专家分配一个权值3j(3j满意COjK),且)评价结果合成安全评价系统状态构成要素具有冗杂性及层次结构性特点,上层因素的合成方法根据构成要素的合成法则,可分为
①加法模型;
②乘法模型;
③函数模型;
④模式辨认最大隶属原则方法模型;
⑤加权和模型;
⑥模糊积分模型事故发生可能性和事故后果严峻程度的评价结果合成为相对风险的方法有加法合成和乘法合成两种,一般采纳加法合成方法多种灾害危险性评价结果的合成可采纳加权和或者模糊综合评判等方法权系数确定可采纳专家看法法确定,也可采纳对事故数据进行统计的方法安全评价的最终结果是管理和决策的依据,但对于安全专家系统而言,评价的中间结果更为重要,多层次评价模型可以得到一系列的中间评价结果,都可作为专家系统制定安全对策的依据灾害影响因素相关性处理煤矿井下环境冗杂,不同灾害之间存在相关性,因此计算灾害后果严峻程度的时分,必需考虑引发二次灾害造成的可能性和后果严峻程度,将两次事故的后果严峻程度合并二次灾害发生可能性和后果严峻程度可作为灾害的后果严峻程度的下层影响因素,一般采纳加权和方法合并安全评价量化计算方法2简介
2.1MATLAB是公司开发的科学计算软件,拥有强盛的矩阵MATLAB MathWorks运算功能,还有模糊数学专用工具箱可以被Fuzzy MATLABC/Fortran程度调用,也可以调用编制的程度,还可以与、C/Fortran JavaVisualBasic等语言编制的程序进行交互,是理想的安全评价计算软件开发环境隶属度函数
2.2对常用隶属度函数分布确实定,只需要明确函数类型和确定确定函数类型的参数即可如梯形分布共个节点;三角形分布trampf[ala2a3a4],4共个节点当时,梯形分布转化为三角形分布;当trimf[ala2a3],3a2=a3时,梯形分布转化为降半梯形分布;当时梯形分布转化为升半al=a2a3=a4,梯形分布编程完成时可模块化编程完成调用依据选取的量化方法不同,论域上隶属函数表达U={uk u2,……,un方式,可以是论域内个函数分别对应指标对的隶属度函数,也m mnui可以采纳分段函数表达指标权值确定方法
2.3评价指标的权向量、是用来刻画评价指W={col2,,conD标重要程度的正数,其中表示评价指标的重要程度在加权综合评coi Xi价方法中,有很多种权系数确实定方法,比拟常用的是层次分析法层次分析法是一种定性与定量分析相结合的多目标决策分析方法采纳进行编程完成矩阵运算,求层次分板法推断矩阵最大特征值入MATLAB及其所对应的特征向量并进行全都性检验和特征向量归一化,得到maX co,权系数向量,可极大地简化计算过程合成运算