安全结构危险性度量模型的构建

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangjianglong
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为解决危险性度量问题中因素状态变化的随机性及状态变化范围的模糊性问题,实现安全结构的静态危险性和动态危险性计算。本文借助安全结构理论中安全结构作为描述和分析问题的最小单元,采用失稳域作为度量安全结构危险性的指标,通过分析安全结构的原子环境失稳域与原子活动环境属性空间之间的关系,构建了安全结构危险性度量模型。基于概念内涵的量化方法,确定了安全事件的模糊失稳域。根据因素之间的层次性和相互作用机制,给出了安全结构原子环境模糊失稳域的确定方法。通过分析表征安全结构原子环境因素状态变化的原子活动环境属性空间和原子环境失稳域的内在关系,阐释了安全型、危险型、可控型三种危险性度量模型。针对可控型安全结构危险性度量模型,采用概率论和模糊数学理论构建了安全结构的随机危险性度量模型、模糊危险性度量模型以及随机-模糊耦合危险性度量模型。基于安全结构原子环境因素状态与原子环境模糊失稳域的距离、速度、方向数学描述方法,定义了临界角、方向角和危险系数,推导出了安全结构动态危险度的计算方法,构建了安全结构动态危险性度量模型。基于构建的安全结构危险性度量模型,以瓦斯体积分数作为研究对象,确定了瓦斯体积分数模糊失稳域,给出了瓦斯体积分数随机模糊耦合危险性的计算示例。以综掘工作面为例验证安全结构的动态危险性模型,预测了掘进面的瓦斯涌出量,验算了工作面的最小需风量,进而确定了模糊失稳域,计算了瓦斯体积分数随时间变化的动态危险性。结果表明:工作面瓦斯体积分数随机-模糊耦合危险度为0.1,原子环境因素的状态概率密度分布和原子环境因素模糊隶属度对安全结构的危险度具有双重影响,随机-模糊耦合模型具有一定的可行性;掘进工作面动态方向角为0°,危险系数为1,始终趋向失稳域的方向移动,巷道风量呈下降趋势,当送风量小于最小风量时,巷道风量不再满足要求,存在危险的可能性,须及时采取调控措施。经过示例验证,安全结构危险性度量模型可应用于现场实际,可以指导现场安全生产,提高生产安全水平。该论文有图14幅,表5个,参考文献72篇。
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