施式亮[1]2000年在《矿井安全非线性动力学评价模型及应用研究》文中提出本文首先分析了我国煤炭工业在国民经济发展中的重要基础地位，指出了煤矿安全是煤炭工业健康、可持续发展的关键问题。针对矿井安全管理及其评价中存在的问题，提出了矿井安全非线性动力学评价和预测的研究课题，并进行了研究，提出了作者独到的见解和方法，并在实际的应用中达到了预期的效果。 煤矿井下生产系统是一个由人-机-环境构成的、空间极其复杂的灾害系统。其中人工、自然因素共存，瓦斯、煤尘、水害、火灾、顶板以及机电事故等是存在的主要灾害形式。这些事故发生的机理各异，引发事故的因素却相互关联，在时间、空间上各种灾害随时随地发生，且相互影响。因此，根据煤矿井下灾害系统的结构特点，对系统的危险程度进行评价，事先获得事故的可能后果及对整个生产系统的影响，从而使矿井的技术和管理部门有针对性地采取措施，达到安全生产的目的。寻求并建立科学、合理的矿井安全评价模型，并与实际生产相结合，是矿井安全管理与控制的关键问题。 矿井安全系统中的许多问题都是非线性的，传统的、事先设定变化规律和特性的评价方法已经显现出其局限性，且难以很好地解决从因素到结果的定权和变权问题。本文在分析了矿井灾害系统所具有的非线性特征的基础上，论述了具有典型非线性动力学特征的灰色理论和人工神经网络与矿井安全性评价有机的结合适应性问题；系统地分析了矿井事故发生的机理和规律，建立了反映矿井事故特性的分析模型；在遵循可比性、科学性、统一性、适用性、拆分与合成性以及指标定量化处理等原则前提下，充分考虑了影响矿井安全的各种因素，构建了全面的矿井安全评价指标体系，使矿井安全生产过程中的各个重要影响因素在指标体系中得到体现，并配套编制了安全数据采集表和各指标分级定量化表；进行了矿井安全评价与非线性动力学模型的适应性研究，建立了非线性灰色安全评价模型和基于神经网络的非线性安全评价模型，对矿井安全状况的历史和现状进行动态评价，实现由历史到现在甚至未来的动态评价，并且解决了由安全状态参数与结果之间因素权值的智能化确定，即变权问题，实现了真正意义上的动态安全评价。实现了矿井安全状态指标数据采集的动态和实时性，改变了目前现有方法不能实现可操 中南大学博土学位论文：矿井亥全非线性动力学评价模型及应用研究 作性的状况，推动了安全评价方法的发展。本文将神经网络技术、灰色 系统理论与安全信息处理技术的结合为矿井安全管理和科学决策提供了 新的、更为有效的途径和方法。 预测就是依据历史寻求事物的未来发展趋势，是对事物未来发展趋 势的认识，目的就是根据事件的发展与变化趋势来采取相应的措施。矿 井安全的有效控制对生产和作业人员的安危具有重要意义。有效的管理 与控制，必须有完善、可靠的过程监测，而过程控制的成功与否，取决 于对煤矿安全性指标的超前把握，准确的预测是超前把握并采取有效技 术和管理措施的先决条件，矿井安全预测就是通过系统现有或过去的危 险信息来预测未来的系统安全状态。本文根据宏观与微观、静态与动态 的辨证关系，确定了矿井安全预测的基本原则，建立了非线性灰色预 测、神经网络预测数学模型。建立的灰色预测模型适应于历史数据不充 分的预测问题，而首次将神经网络应用于安全预测的数学模型擅长于解 决具有大量的历史数据的预测课题，使得殒测结果更具客观性和预见 性。 在本文理论和应用研究的同时，研制、开发了与非线性动力学评价 和预测模型相配套的计算机应用程序，包括安全评价和安全预测两大主 要功能，且在本系统程序开发中首次引入了科学计算可视化技术，实现 了安全评价和预测过程的可视化监控。
许满贵[2]2006年在《煤矿动态综合安全评价模式及应用研究》文中研究指明论文在国家杰出青年基金项目《采矿环境与安全(50125414)》等纵向科研项目和大量煤矿安全现状综合评价项目研究与实践基础上，综述了国内外煤矿安全评价理论与技术的研究现状，建立了煤矿安全动态评价和预测模型，并结合现场数据实现了应用研究。论文还综合模糊数学和神经网络技术的优点建立了煤矿安全评价的模糊神经网络模型，增强了对不确性指标的表达能力，使评价模型具有更强的自学习、并行计算、全局寻优和复杂数据的处理能力，得出一套符合煤矿生产系统特点的动态(变权)安全评价和预测技术、方法。首先，论文在分析我国煤矿安全现状的基础上探讨了开展煤矿安全评价工作的重要意义，综述了国内外安全评价理论和煤矿安全评价技术的发展现状、神经网络技术的特点，提出课题研究的意义、研究思路和主要内容。然后，根据现代事故致因理论，结合人-机-环分析法与层次分析法等分析了煤矿安全生产的主要影响因素，并总结为11大类。根据安全评价指标体系建立的原则，提出几种煤矿安全评价指标的预处理方法，建立了煤矿安全评价指标体系。接着，根据神经网络结构特点和已经建立的煤矿安全评价指标体系，确定以误差反向传播的前向BP网络作为煤矿安全评价算法模型，并探讨了煤矿安全评价的网络结构设计、训练学习流程、性能改进方法。讨论了MATLAB神经网络工具箱及其图形用户界面GUI在神经网络模型的设计和训练过程中的强大功能，为煤矿安全评价网络模型的应用奠定基础。利用神经网络工具箱GUI实现了煤矿动态(变权)安全评价的神经网络模型设计，并结合大量的现场实际数据实现了煤矿安全动态评价的应用研究，评价结果与“煤矿安全现状综合评价报告”结果基本一致。论文还对煤矿安全评价神经网络模型作了重要改进，综合模糊数学和神经网络技术的优点建立了煤矿安全评价模糊神经网络模型，并完成了应用研究，使评价过程对不确定性指标的表达能力更强，具有更强的自学习、并行计算、全局寻优和复杂数据处理能力。煤矿安全预测也是煤矿安全动态评价的一部分，论文建立了煤矿安全指标(百万吨死亡率)预测的神经网络模型，并借助新疆焦煤集团某矿井的实际数据完成了应用研究，比较了三种网络结构、三种训练函数的预测过程及结果的准确度，得出三种网络结构中6×18×1三层网络模型的预测结果更稳定和准确，TRAINBR和TRAINLM函数在矿井安全动态预测中有明显的优势。在现场实践的基础上，适应煤矿安全评价神经网络模型需要，论文中编制了煤矿安全评价原始数据采集表，并制定了指标量化标准，有助于动态采集并量化数据，便于该安全评价技术的推广应用。
施式亮, 何利文[3]2005年在《矿井安全非线性动力学评价及过程可视化》文中研究说明针对矿井安全系统所具有的非线性特征,结合实际生产矿井安全状态原始指标数据,在对原始数据分析的基础上,进行了非线性安全评价模型网络结构及参数、网络训练过程参数的合理确定及综合测试,获得了与实际情况相吻合的结果,并在MATLAB平台上实现了评价过程的可视化.从分析可视化过程及结果可知:矿井安全子系统的非线性动力学特性是客观存在的,应用具有非线性动力学特征的人工神经网络对矿井安全状况进行评价可获得合理准确的结果.
李润求[4]2009年在《煤矿瓦斯爆炸事故演化特性与危险性评价研究》文中认为煤炭在我国能源发展中占据至关重要的地位,在今后很长一段时间内,我国能源利用仍将以煤炭为主。在煤矿生产事故中,瓦斯爆炸事故是经济损失最大、人员伤亡最多的事故,也是造成社会影响最大的事故,煤矿瓦斯爆炸事故仍然是制约煤炭工业生产安全的关键因素。本文运用非线性科学、系统科学、安全科学、矿井通风与安全学、现代应用数学、计算机科学等相关理论,采用理论分析、文献研究、现场数据采集和计算机应用相结合,对煤矿瓦斯爆炸的瓦斯积聚原因、引爆火源和引爆地点等基本要素进行了分析和探讨并进行了分类研究,统计分析了1988年至2008年间563次瓦斯爆炸事故的瓦斯积聚原因、引爆地点和引爆火源的耦合规律和特征;在事故致因理论基础上构建了煤矿瓦斯爆炸事故演化的“人—机—环境—管理”分析模型,对人的不安全行为和物的不安全状态等事故演化要素进行了分析研究,提出了煤矿瓦斯爆炸事故演化要素的分类以及统计分析了事故演化要素的耦合规律和特征;建立了煤矿瓦斯爆炸事故演化的尖点突变模型并对瓦斯爆炸事故演化的突变特性进行了分析和探讨;分析了目前瓦斯危险性评价方法与模型以及存在的问题,阐述了危险性评价指标体系建立的原则,构建了危险性评价指标体系;对层次分析法和灰色聚类法等危险性评价方法进行了分析,在研究基础上应用层次分析法和灰色聚类法相结合,建立了煤矿瓦斯爆炸危险性评价的非线性多层次灰色评价模型,对危险性评价程序和步骤进行了阐述并给出了评价实例;充分利用计算机技术进行煤矿瓦斯爆炸事故数据分析和危险评价软件系统的研究和开发。研究和探索瓦斯爆炸事故的演化特性、发生规律以及有效的预防控制理论和技术,为建立煤矿长效安全机制和改善矿井安全状况以及推进我国矿山生产领域安全科技进步,提高矿山企业防灾、抗灾能力,促进煤炭工业的可持续发展均具有重要意义。
李江[5]2008年在《煤矿动态安全评价及预测技术研究》文中研究指明煤炭工业是国民经济的基础产业,同时也是特殊的高安全风险的行业,煤矿安全是煤炭工业健康、可持续发展的关键问题。因此研究如何有效地控制煤矿安全风险具有十分重要的理论和现实意义。本文综述了国内外煤矿安全评价理论与技术的研究现状,建立了煤矿安全动态评价和预测模型,并结合现场数据进行了应用研究。煤矿井下生产系统是一个由人-机-环境构成的、空间极其复杂的灾害系统。虽然事故发生的机理各异,但引发事故的因素却相互关联,在时间、空间上各种灾害随时随地发生,且相互影响。因此,根据煤矿井下灾害系统的结构特点,对系统的危险程度进行评价,事先获得事故的可能后果及对整个生产系统的影响,从而使煤矿的技术和管理部门有针对性地采取措施,达到安全生产的目的。寻求并建立科学、合理的矿井安全评价模型,并与实际生产相结合,是矿井安全管理与控制的关键问题。矿井安全系统中的许多问题都是非线性的,传统的、事先设定变化规律和特性的评价方法已经显现出其局限性,且难以很好地解决从因素到结果的定权和变权问题。本文在分析我国煤矿安全现状的基础上探讨了开展煤矿安全评价工作的重要意义,综述了国内外安全评价理论和煤矿安全评价技术的发展现状,分析了人工神经网络技术的特点,提出课题研究的意义、研究思路和主要内容。根据现代事故致因理论,结合人-机-环分析法与层次分析法等分析了煤矿安全生产的主要影响因素,并总结为10大类。根据安全评价模型的要求,在遵循指标构成及其定量化处理等原则的前提下,构建了全面的煤矿安全评价指标体系,使煤矿安全生产过程中的各个重要影响因素在指标体系中得到体现。根据神经网络结构特点和己经建立的煤矿安全评价指标体系,确定以误差反向传播的前向BP网络作为煤矿安全评价算法模型,并探讨了煤矿安全评价模型的网络结构设计、训练学习流程、性能改进方法。讨论了MATLAB神经网络工具箱及其图形用户界面GUI在神经网络模型的设计和训练过程中的强大功能,为煤矿安全评价网络模型的应用奠定基础。利用神经网络工具箱GUI实现了煤矿安全评价的神经网络模型设计,并结合大量的现场实际数据实现了煤矿安全动态评价的应用研究,评价结果与实际情况基本一致。预测就是依据历史寻求事物的未来发展趋势,是对事物未来发展趋势的认识,目的就是根据事件的发展与变化趋势来采取相应的措施。煤矿安全的有效控制对生产和作业人员的安危具有重要意义。有效的管理与控制,必须有完善、可靠的过程监测,而过程控制的成功与否,取决于对煤矿安全性指标的超前把握,准确的预测是超前把握并采取有效技术和管理措施的先决条件,煤矿安全预测就是通过系统现有或过去的危险信息来预测未来的系统安全状态。本文根据宏观与微观、静态与动态的辨证关系,确定了矿井安全预测的基本原则,建立了神经网络预测、灰色系统预测的数学模型。神经网络应用于安全预测的数学模型擅长于解决具有大量的历史数据的预测问题;而灰色预测GM(1,1)模型适应于历史数据不充分的预测问题,并在其基础上提出了函数变换型GM(l,1)模型,引入了UGM模型,有效的解决了GM(1,1)模型在短期预测中的不足,从而使预测结果更具客观性和预见性。
郭军[6]2016年在《矿井热动力灾害救援安全性评价与动态预测》文中研究表明矿井热动力灾害是煤矿的重大灾害类型,具有突发性强、灾情发展迅速、伤亡人数大、容易引发继发灾害、救援困难等特点。在灾害救援过程中,由于灾区存在的热力作用,往往会造成灾区通风紊乱,使灾情更加模糊化和复杂化,随时都有可能发生瓦斯爆炸。加之,救援决策往往会遇到进退取舍“两难”的问题,一旦决策失误,就有可能造成救援人员伤亡,扩大事故严重程度。因此,研究矿井热动力灾害救援安全性评价和动态预测方法,将对救援决策具有重要的理论指导意义。论文首先总结了矿井热动力灾害的成因、影响因素、灾害类型和传播蔓延特性,分析了矿井热动力继发灾害的类型和致灾形式,得到了矿井热动力灾害致灾特点和规律;从救援人员的角度分析了各种继发灾害的危险性,得到热力作用下的热动力继发灾害具有极强的模糊性和难预测性等特点,尤其是继发性瓦斯爆炸更加难以准确判定,严重威胁救援人员的生命安全。根据瓦斯爆炸的形成条件和影响因素,结合煤矿发生瓦斯爆炸的特点和规律,提出了瓦斯爆炸判定方法,可用来判定瓦斯爆炸时间、概率和位置三个关键指标;根据热动力灾变发生后,灾区瓦斯和氧气浓度升高速度等特点,将瓦斯爆炸分为高浓度瓦斯爆炸和低浓度瓦斯爆炸,并划分了相应的瓦斯爆炸时间范围;根据瓦斯积聚特点,将井下区域分为封闭区域和巷道区域两大类,结合提出的判定方法对这两类区域瓦斯爆炸的特点和危险性进行了分析,同时也验证了该方法的科学性和合理性。基于现代事故致因理论,采用“人-机-环-管理”系统分析法,将影响灾害救援安全性的因素分为14个大类、50个小类,初步建立了矿井热动力灾害救援安全性评价指标;在分析和总结评价指标的筛选、优化方法的基础上,结合评价目标的特点和评价指标的建立原则,采用Delphi法和AHP法对评价指标进行了优化,得到了优选的矿井热动力灾害救援安全评价指标;针对矿井热动力灾害救援安全性评价指标的特点,提出了指标的处理、量化和权重赋值方法。基于提出的评价模型的建模思路和优选的评价指标,采用AHP分析法和模糊理论,建立了AHP-FCE评价模型;利用3个具体的煤矿热动力灾害救援案例对该模型进行了检验;结合煤矿与非煤矿山的异同,首先将该模型应用于非煤矿山事故救援中,对评价指标中“人-机-管理”部分和模型的合理性进行了验证;然后,将该模型应用于搜集到的20个矿井热动力灾害救援案例中的60组灾情,进行了安全等级评价,为基于人工智能算法的动态预测模型提供了科学准确的样本数据。结合矿井热动力灾害救援安全性评价的特点,引进了极限学习机理论和算法;分析和总结了常见极限学习机的算法步骤和特点,采用改进的I-ELM算法建立了基于ELM的矿井热动力灾害救援安全性动态预测模型;利用该模型对实际热动力灾害救援案例的安全性进行了定量化预测,检验了该预测方法的准确性和可靠性。通过本文的研究成果,可根据救援过程中实时获取到的灾情信息,快速、定量化判定救援人员进入灾区救援的安全性,这将对矿井热动力灾害救援的指挥决策具有重要的理论指导意义。
王沙燚[7]2008年在《灾害系统与灾变动力学研究方法探索》文中研究说明灾害系统是一个极其复杂的巨系统,它的发生、演化都具有相当复杂的特征,如有序化、突跳性、不可逆性、长期不可预测性以及模糊性、灰色特性等,这些特征都是传统的牛顿力学所不能描述的。然而,耗散结构、协同、突变论、混沌理论等非线性理论和复杂性科学的出现,使得从总体上研究系统灾变的非线性动力学发生、演化过程及控制因素成为可能。以耗散结构、协同、突变论、混沌理论的非线性理论强调了系统发生、演化的方向,亦即系统演化的不可逆性。开放的灾害系统吸收负熵流,系统的各个组成部分之间存在非线性作用,并在涨落作用下通过自组织和突变形成新的有序的结构—耗散结构。本文从耗散结构和自组织的角度研究整理了实际工程中的滑坡、围岩系统演化、水土流失、生物湮灭等灾变过程的发生、演化,总结了复杂性科学在煤矿安全管理中的指导作用,并介绍了耗散理论在社会经济、证券市场、气象、水文循环中的应用。突变理论是研究系统的状态随外界控制参数连续改变而发生不连续变化的数学理论,是研究灾变系统突跳特性的重要工具。本文介绍了尖点突变模型在系统危险性评价、预测和采矿、水利工程中灾害分析的应用,以及在隧道、地下硐室施工中防灾的指导作用;介绍了含软弱夹层岩体边坡失稳问题和建筑火灾的燕尾突变模型的应用。针对灾害系统的模糊性和灰色特性,本文介绍了利用模糊理论和灰色预测理论,为灾害系统的分级、综合评价、聚类分析和灾害的预测等问题整理出了较系统的解决办法。此外,灾害链理论是近几年才发展起来的灾害理论,本文介绍了基于灾害链式发生机理的防灾减灾新方法的当前有关成果。信息熵是热力学熵的推广,是系统混乱程度的测度。灾害系统的发生就是降维、有序化的过程,因此,用信息熵的演化来描述灾害系统的发生、演化特征是可行的。本文在修正一些既有灾害熵表述的不足之处基础上,构造灾变信息熵基本量的特征,并提出了基于损伤张量第一不变量构造损伤信息熵的观念。介绍了信息熵应用于系统的安全评价以及水文循环等实际问题中。混沌论是上世纪60年代才建立起来的科学,混沌是指在确定性系统中出现的无规则性或不规则性,灾害的混沌特征主要表现在短期可预测而长期不可预测的特征。用Lyapunov指数、Kolmogorov熵、分数维等研究、预测灾害系统的演化,以达到防灾的目的。本文介绍了滑坡、基坑的非线性混沌预测以及基于混沌理论的冲击地压预测的具体方法。本文总结大量的灾害研究的资料,并以此为基础探索、总结了灾害系统的非线性与灾变动力学的研究内容和方法,从大系统角度讨论了如何研究灾害孕育、演化、发生、传播、影响,评定、预测和防止的普遍规律和方法。提出了建立灾害系统和灾变动力学的思想和理论框架体系,为灾害研究以及防灾减灾提供了新思路。
刘海波[8]2006年在《自然权重原理及其在煤矿安全评价中的应用》文中研究说明现有安全评价方法中的权重都是人为主观确定的常值权重。这种权重的主要缺点是它的主观随意性、常值不变性以及缺乏针对性，但它的根本缺陷是其人为主观性。针对常值权重的这个根本缺陷，本文提出了自然权重的概念，并对其进行了深入的研究。通过总结分析各种灾害致因理论，本文认为影响系统安全状态的因素最终总是可以归结为“人”和“物”两个因素，并据此把“双因素论”和“轨迹交叉理论”作为本文的理论基础。依据这些理论基础，运用随机过程理论，本文详细研究了系统评价的可分性，认为系统在某个固定时刻(t_0)发生某事故(Ti)的风险率与系统在该时刻(t_0)发生诱发该事故(Ti∈T)的人的不安全行为的风险率成正比例关系，其比值(或称斜率、k值)即为系统在时刻(t_0)引发该事故(Ti∈T)的危险源处于高危状态的概率。考虑到概率分析的难度，本文分析了人们对系统运行状态进行具体描述时所表现出的模糊性，认为危险程度是基于安全风险率的模糊集、危险源危险易发程度是基于危险源处于高危状态的概率的模糊集，从而把安全风险率和危险源处于高危状态的概率的计算转化为安全程度和危险源危险易发程度的评价，并据此引入了自然权重的概念，将自然权重定义为：依据危险源危险易发程度而确定的、该危险源在整个灾害系统中所占份额的比值。依据自然权重的概念，本文提出了自然权重的直接确定方法和间接确定方法。自然权重的直接确定法就是采用直接评价危险源危险易发程度的方法来获得自然权重的方法；自然权重的间接确定方法就是通过空间类比或历史类比的方法把危险源危险易发程度(即自然权重)从隐含指标中反算出来的方法。作为实例，本文详细探讨了煤矿常见危险源的危险易发程度值和自然权重值的直接计算方法。这些计算方法都是以现行的、公认的、对煤矿开采技术条件进行评价的定性评价标准为依据，以升半正态分布函数形式为基础而建立的计算方法和公式。有赖于自然权重概念的确立和自然权重算法的确定，本文提出了基于自然权重的安全评价模型。这种评价模型就是把对系统的安全评价分解为对物的状态和对人的行为的评价，即对系统中所有危险源的危险易发程度(即自然权重)以及人的不安全行为的危险程度的评价。为了评价人的不安全行为的危险程度，本文详细研究了煤矿灾害系统中个人行为、群体行为以及它们与矿井整体行为的关系，认为人的行为遵循“安全经济消耗量最低准则”和“安全经济效益最大准则”去寻求他们心目中的安全风险平衡状态(或称期望状态)。而公认的或者强制性的风险平衡状态就是人们的行为规范，煤矿的行为规范甚至已经形成了法律法规和强制性技术规范。本文依据这些行为规范制定了煤矿中人的安全行为和安全措施的整体评价标准和方法。本文最后对评价模型进行了应用研究。通过对比分析，本文认为基于自然权重的安全评价模型具有适时性、针对性强的特点，比较好地解决了现有权重体系所存在的主观性、常值性、适时性、非线性问题，因此是解决矿山安全评价、具有较强实用价值的新方法。
严敏[9]2009年在《综放面瓦斯爆炸危险性非线性分析模型及应用》文中认为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。
罗一忠[10]2005年在《大面积采空区失稳的重大危险源辨识》文中研究表明重大危险源辨识是重大事故预防和控制的第一步。大面积采空区失稳是典型的矿山重大危险源。由于问题的复杂性及研究不足等方面的原因,致使目前对该重大危险源的辨识尚缺乏系统科学的方法。因此,对大面积采空区失稳这一矿山重大危险源进行辨识研究十分必要。 论文研究与多个具体科研项目相结合。运用安全科学、岩石力学、人工智能、灰色系统和突变等理论,以及现场监测预报和数值模拟等技术手段,对大面积采空区失稳的灾害机理、辨识方法和重大危险源分级等问题进行了系统的研究。 主要研究内容有:从岩石力学角度对采空区围岩失稳机理进行了系统的分析和研究;从安全科学角度探讨了采空区围岩失稳的事故致因机理;将人工智能中的神经网络技术用于大面积采空区失稳辨识研究;结合国家科技攻关专题研究,探讨了现场监测基础上的危险源辨识方法;运用数值模拟计算技术对大面积采空区失稳危险源进行辨识研究;对大面积采空区失稳这一矿山重大危险源的危险性进行了分级研究。 研究取得的新进展如下: (1) 首次对大面积采空区失稳的重大危险源辨识问题进行了系统研究。针对目前重大危险源和矿山重大危险源在概念及分类问题上存在的不明确或不准确现象,论文对二者重新进行了定义,并对矿山重大危险源进行了分类。 (2) 从大面积采空区失稳过程的阶段划分入手,对空区围岩失稳的蠕变特性进行了深入研究,以此为基础,采用组合模型方式建立了大面积空区围岩失稳的流变模型。在此,作者提出并使用了软化元件,从而能够方便地模拟岩体材料失稳时的加速蠕变特性。 (3) 以扰动起源论(即P理论)和能量转移论为基础,提出了岩体失稳灾害的扰动-能量转移事故致因模型,简称P-E模型,并认为该模型同样适用于矿山其它重大灾害事故原因的解释。 (4) 根据岩石材料声发射过程中存在凯塞效应这一内在特性,通过对大量现场观测资料的综合分析,提出了压力-位移-声发射3项观测结果之间存在的4种典型的耦合辨识模式。 (5) 根据开挖过程中能量释放率指标的突变情况,并参考岩体中的拉应力和剪应力情况,以及岩体屈服状况,对采区的极限暴露面积进行了确定。通过编写接口软件,读取有限元计算的结果,并计算能量释放率指标,克服了通用数值模拟计算软件一般不能计算能量释放率指标的缺陷。
参考文献：
[1]. 矿井安全非线性动力学评价模型及应用研究[D]. 施式亮. 中南大学. 2000
[2]. 煤矿动态综合安全评价模式及应用研究[D]. 许满贵. 西安科技大学. 2006
[3]. 矿井安全非线性动力学评价及过程可视化[J]. 施式亮, 何利文. 煤炭学报. 2005
[4]. 煤矿瓦斯爆炸事故演化特性与危险性评价研究[D]. 李润求. 湖南科技大学. 2009
[5]. 煤矿动态安全评价及预测技术研究[D]. 李江. 中国矿业大学. 2008
[6]. 矿井热动力灾害救援安全性评价与动态预测[D]. 郭军. 西安科技大学. 2016
[7]. 灾害系统与灾变动力学研究方法探索[D]. 王沙燚. 浙江大学. 2008
[8]. 自然权重原理及其在煤矿安全评价中的应用[D]. 刘海波. 中南大学. 2006
[9]. 综放面瓦斯爆炸危险性非线性分析模型及应用[D]. 严敏. 西安科技大学. 2009
[10]. 大面积采空区失稳的重大危险源辨识[D]. 罗一忠. 中南大学. 2005
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