煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險預(yù)警研究.pdf

1、中國煤礦行業(yè)是一個高危行業(yè)，頻發(fā)的煤礦事故給國家和人民造成了極大的損失，嚴(yán)重影響了和諧社會的建設(shè)，并在國際社會上產(chǎn)生了惡劣的影響。在煤礦安全生產(chǎn)管理中，改變目前被動的、經(jīng)驗式的安全管理模式，進(jìn)而實施主動的、全面風(fēng)險預(yù)警的安全管理模式是有效的解決中國目前煤礦事故頻發(fā)的關(guān)鍵。煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險預(yù)警是在從定性到定量綜合集成方法的指導(dǎo)下，全面收集煤礦風(fēng)險信息，通過相應(yīng)的預(yù)警知識規(guī)則和預(yù)警模型提前判斷系統(tǒng)的風(fēng)險狀態(tài)，達(dá)到對當(dāng)前的不可接受風(fēng)險進(jìn)行及時

2、報警、對未來的風(fēng)險進(jìn)行實時預(yù)警的目的，同時依據(jù)預(yù)警結(jié)果提前做好防控措施，從而消除、減少與控制煤礦事故。實施煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險預(yù)警對貫徹“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針，改善目前嚴(yán)峻的煤礦安全生產(chǎn)形勢具有重要意義。
　　 本文以復(fù)雜性理論為指導(dǎo)思想，以從定性到定量的綜合集成方法為指導(dǎo)方法，融合復(fù)雜性科學(xué)理論、風(fēng)險預(yù)警理論、安全科學(xué)理論、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等多種理論與方法，結(jié)合實證分析，對煤礦安全生產(chǎn)風(fēng)險預(yù)警的相關(guān)知識進(jìn)行了系

3、統(tǒng)的研究。
　　 首先，研究了煤礦事故的復(fù)雜性演化機(jī)制，提出了煤礦風(fēng)險狀態(tài)預(yù)警的新思路。通過分析煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜性特征，認(rèn)為煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)是一個耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，更是一個復(fù)雜巨系統(tǒng)，從定性到定量綜合集成方法是目前解決此類問題的最有效方法，將其作為煤礦風(fēng)險預(yù)警的指導(dǎo)方法；以自組織臨界性理論為依據(jù)，分別對煤礦死亡事故、由瓦斯引起的死亡事故的冪律關(guān)系進(jìn)行了分析，結(jié)果表明中國煤礦事故具有自組織臨界性特征；依據(jù)煤礦的復(fù)雜性特征提出了煤礦風(fēng)險狀

4、態(tài)預(yù)警的思想，將系統(tǒng)的風(fēng)險狀態(tài)分為遠(yuǎn)離臨界態(tài)、臨界態(tài)和超臨界態(tài)三種狀態(tài)：煤礦安全生產(chǎn)系統(tǒng)中的風(fēng)險狀態(tài)在遠(yuǎn)離臨界態(tài)的暫穩(wěn)態(tài)中不斷變化，這種變化是一種可預(yù)測和可控的變化；臨界態(tài)是系統(tǒng)風(fēng)險狀態(tài)演化的特殊形式，在臨界態(tài)風(fēng)險的演化可能是突變的，這種演化是不可預(yù)測的，因此臨界態(tài)的風(fēng)險是煤礦風(fēng)險預(yù)警的防控重點；超臨界態(tài)是臨界態(tài)的進(jìn)一步正向發(fā)展，此時表示系統(tǒng)必然會發(fā)生事故，必須立即報警。風(fēng)險預(yù)警的防控措施就是保證系統(tǒng)的風(fēng)險狀態(tài)始終保持在遠(yuǎn)離臨界態(tài)的暫穩(wěn)

5、態(tài)中。
　　 其次，研究并初步建立了煤礦風(fēng)險預(yù)警的理論體系。依據(jù)“治未病”原理分析了適合煤礦風(fēng)險預(yù)警的“辨證論治”方法；依據(jù)風(fēng)險預(yù)警的特點提出了顯性危險源和隱性危險源的概念；提出了“以人為本、預(yù)防為主、及時適時”的風(fēng)險預(yù)警原則；確立了明確警義-尋找警源-分析警兆-預(yù)報警度-防控警情的風(fēng)險預(yù)警程序和煤礦風(fēng)險預(yù)警的方法。
　　 第三，研究了建立煤礦風(fēng)險預(yù)警指標(biāo)體系的相關(guān)內(nèi)容。結(jié)合層次分析法和集對分析法提出了一種獲取指標(biāo)主觀權(quán)

6、重的層次-集對分析法，研究了基于粗糙集理論的客觀權(quán)重獲取方法，結(jié)合粗糙集和信息熵理論，提出了一種獲取客觀權(quán)重的改進(jìn)熵權(quán)分析法，并分別用實例進(jìn)行了分析和驗證；從人、機(jī)、環(huán)與管理四個方面，建立了煤礦隱性風(fēng)險預(yù)警的指標(biāo)體系，并用模糊數(shù)學(xué)方法確定了指標(biāo)體系的隸屬度函數(shù)。
　　 第四，基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)建立了煤礦風(fēng)險預(yù)警知識庫。提出利用產(chǎn)生式表示法和框架表示法表示煤礦風(fēng)險預(yù)警知識，產(chǎn)生式表示法適合表示顯性風(fēng)險知識，框架表示法則適合表示隱性風(fēng)

7、險知識；針對產(chǎn)生式表示法，以決策樹CART和C5.0為代表進(jìn)行了風(fēng)險預(yù)警的實證研究，針對框架表示法，以基于案例的推理方法為代表進(jìn)行了風(fēng)險預(yù)警的實證研究。
　　 最后，研究并提出了基于集對分析理論的風(fēng)險預(yù)警模型。針對風(fēng)險的不確定性特征，從聯(lián)系度對煤礦風(fēng)險的不確定性描述方面分析了聯(lián)系度對系統(tǒng)宏觀與微觀演化的狀態(tài)描述，并利用突變模型對聯(lián)系度的不確定性區(qū)間進(jìn)行了分析；對顯性風(fēng)險源提出了三級警度的集對分析模型，對隱性風(fēng)險源提出了五級警度的