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煤矿通风安全系统脆性研究

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1 绪论

1.1 研究背景以及问题提出(The Background and Questions)

1.2 研究目的及研究意义(Research Purposes and Significance)

1.3 国内外研究现状( Research Theoretical Status at Home and Abroad)

1.4研究目标、内容及方法(Research Object and Method)

1.5 技术路线(Technical route map)

2 复杂系统脆性相关理论介绍

2.1 复杂系统脆性理论提出( The Complex System Brittleness Theory Background)

2.2 复杂系统脆性语言描述(The Description of Complex System Brittleness)

2.3 煤矿事故特征与复杂系统脆性特征比较(The Characteristics Comparison of Coal Mine and the Complex System Brittleness)

2.4 复杂系统脆性源及脆性过程分析(The Analysis of Complex System Brittleness and Brittle Process)

2.5 复杂系统脆性结构和脆性风险(The Risk and The Brittleness Structure of Complex System)

2.6 复杂系统脆性树(The Complex System Brittleness Tree)

2.7 突变理论与复杂系统脆性( The Catastrophe Theory and Brittleness of Complex System)

2.8 复杂系统脆性理论与集对分析( The Complex System Brittleness Theory and Set Pair Analysis)

2.9 子系统之间的非合作博弈( The Non-cooperative Game Between Subsystems)

3 煤矿通风系统脆性分析

3.1 煤矿通风系统简介( The Introduction of Mine Ventilation System)

3.2 煤矿通风系统内部子系统边界确定及脆性分析( The Boundary and Brittle of Mine Ventilation Subsystems)

3.3 煤矿通风系统脆性结构分析(Analysis of Brittle Structure in Mine Ventilation System)

3.4 煤矿通风系统子系统因素演化( The Evolution of Mine Ventilation Subsystems)

3.5 集对分析与通风系统演化系数(The Set Pair Analysis and the Evolutional Coefficient of Mine Ventilation System)

4 煤矿通风系统脆性系统动力学演化仿真

4.1 系统动力学简述(Introduction for System Dynamic)

4.2 系统动力学的建模(Building System Dynamic Model)

4.3 仿真应用方案的选择及相关假设( Selected Simulation Program and The Related Hypothesis)

4.4 通风系统脆性模型因果关系分析(Analysis of Cause and Effect Relationship Between The Brittle Model of Mine Ventilation System)

4.5 煤矿通风系统脆性建模( The Establish Brittle Model of the Mine Ventilation System)

4.6 基于系统动力学的煤矿通风系统仿真研究(The Simulation Study Based on System Dynamics of Mine Ventilation System)

4.7 模型仿真结果分析(The Analysis of the Simulation Results)

4.8 煤矿通风系统脆性风险动力学干涉试验(Policy Interferential Experiments for Mine Ventilation System Based on System Dynamic)

5 基于脆性理论对煤矿通风系统管控建议

5.1 从脆性视角规避煤矿通风系统安全事故发生( From the Perspective of Brittleness to Avoid Safety Accidents in Coal Mine Ventilation System)

5.2 从反馈与延迟的角度加强对通风系统事故的管控(From the Perspective of Feedback and Delay to management the Ventilation System)

6 结论及研究展望

6.1 研究结论(Conclusions)

6.2 创新点(Innovation)

6.3 研究的局限性(Limits of the Research)

6.4 未来研究方向及展望(Research Prospects)

参考文献

附录1

附录2

附录3

作者简历

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摘要

现阶段,我国煤矿生产事故多发,造成了严重的人员伤亡和财产损失,因此,对煤矿事故的致因机理进行分析非常重要,煤矿生产系统是由多个子系统构成的复杂系统,而煤矿通风子系统是其重要组成部分。对煤矿通风子系统的致因机理的研究有助于我们明确引发煤矿事故的影响因素,在煤炭生产过程中,通过对这些因素的进行管控,达到减少和避免煤矿事故的发生。
  本文通过对煤矿通风子系统的运行机理以及日常容易出现的煤矿事故分析的基础上,结合复杂系统脆性理论、集对分析理论和系统动力学,对通风系统内部结构之间的脆性关联性、反馈动态性以及受到外界因素干扰之后系统脆性风险的变化特征进行了分析;同时,在深入研究了“通风系统参与者子系统”、“设备设施子系统”、“矿井通风环境子系统”、“通风安全管理子系统”四个子系统以及子系统内的因素之间的因果影响关系的基础上,构建了煤矿通风系统脆性风险仿真模型,并从系统演化的角度,利用煤矿统计数据对矿井通风系统系统演化过程及脆性风险的变化过程进行实证分析,从未来系统运行的预测角度出发,设计了相关系统动力学干涉实验,探究了煤矿生产量的变化与系统脆性风险水平变化的关系。
  最后根据对煤矿通风系统演化以及脆性仿真结果,从基于复杂系统脆性理论和系统反馈动态复杂性的管理视角出发,通过控制和管理煤矿通风系统子系统脆性风险因素以及因素之间的脆性关联性,进而达到预防煤矿通风系统崩溃的效果。具体管理措施包括控制和消除系统要素之间的脆性关联性,加强技术和管理预防以降低煤矿通风安全系统的脆性风险,提高个人和组织的安全承诺,减少人员的不安全行为,来为煤矿企业管理者提供了科学的决策参考依据。

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