基于Apriori算法的煤矿安全事故分析

为分析煤矿事故报告中的危险致因因素,统计分析了2018—2022年全国煤矿事故报告数据,采用Apriori关联规则算法,并利用Gephi进行关联规则可视化,探究各个致因之间的复杂关系。首先对数据进行预处理,计算词频-逆向文件频率(Term Frequency-Inverse Document Frequency, TF-IDF),提取了78个煤矿事故致因因素,其中人因层包括31个因素,设备层包括9个因素,管理层包括31个因素,环境层包括7个因素;然后,经过关联规则挖掘算法,得到了585条关联规则,绘制了其支持度、置信度和提升度的散点图;最后,根据Gephi生成的事故致因复杂网络图,分别分析了高支持度、高置信度和高提升度关联规则致因因素。结果表明:基于Apriori算法的煤矿事故致因分析,得到了人因层、管理层、设备层和环境层4个方面的关键致因因素;对煤矿关键致因因素进行直观、多视图的展现,有助于提高煤矿安全管理水平。

基于“灰色+非线性回归”的煤矿死亡人数预测

为探究我国煤矿现阶段安全管理水平,从煤矿近年死亡人数为切入点,分析灰色模型[Gray Model, GM(1,1)]、回归模型在煤矿事故的预测效果,进而建立“灰色+回归”模型。首先,建立灰色模型,利用后残差比值、小概率误差验证灰色模型的预测等级为“好”,满足改进要求;其次,对回归模型进行线性拟合,建立“灰色+回归”预测模型,并对3类模型的预测准确性进行评估;最后,利用“灰色+非线性回归”模型预测2023年煤矿死亡人数。结果显示:以2021—2022年数据为基准,“灰色+非线性回归”预测相对误差依次为4.5%和1.3%,预测结果接近实际值,适用于短中期预测;经分析,“灰色+非线性回归”对煤矿死亡人数预测具有较高的研究价值。2023年煤矿死亡人数控制在123~136人,煤矿死亡人数呈下降趋势。

基于组合赋权三维云评估技术的深部煤矿顶板事故风险分析

为了更好地对深部煤矿顶板事故展开风险评价,提出了组合赋权三维云评估技术。基于事故统计及事故致因理论,对深部煤矿顶板事故风险指标体系展开研究,采用博弈论对改进层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)和熵权法进行博弈分析,以实现风险指标的组合赋权,通过构建三维云模型,对深部煤矿顶板事故危险性进行可视化分析。结果表明:包括行为、技术、设备、环境、管理5大风险因素在内的一级指标并其下20个二级风险指标是深部煤矿顶板事故风险评价指标体系的主体内容,且以环境风险权重最大;由三维云评估技术分析可知,平煤九矿的顶板事故风险级别为Ⅲ级,即修复后可接受,与该矿生产实际情况相符。组合赋权三维云评估技术的提出有助于完善深部煤矿顶板事故风险评价方法,可应用于工程实践。

最小割集在系统安全分析方法中的应用

利用事故树分析法对矿井火灾进行分析 ,结合平煤六矿建立了矿井火灾事故树。阐述了最小割集理论及其在事故分析中的作用 ,着重提出了对事故树底部事件进行排序分级的加权结构重要度分析法。该方法新颖、简洁而实用 ,为系统安全分析提供了新的方法和途径。

瓦斯煤尘爆炸特性及传播规律研究进展

概要介绍国内外的瓦斯爆炸和瓦斯煤尘混合物爆炸特性及传播规律研究进展,瓦斯爆炸研究主要集中在瓦斯爆炸压力、火焰、温度等特征参数、不同障碍物对瓦斯爆炸压力、火焰传播的影响以及分岔、拐弯等不同形状管道内的传播规律,而瓦斯煤尘混合物爆炸研究主要集中在瓦斯对煤尘爆炸的最小点火能、爆炸下限、最大爆炸压力等爆炸特性及传播规律的影响。对不同研究人员采用的主要研究指标、手段、方法和研究结论进行综合评述,同时也对爆炸事故人员伤害模型在国内外的研究状况进行讨论,最后指出目前存在的主要问题和下一步的研究方向。

基于灰色系统理论的煤与瓦斯突出预测

为了对煤与瓦斯突出事故进行有效的预防与控制 ,笔者应用灰色系统理论中的灰色聚类评估方法 ,对矿井的煤与瓦斯突出进行了预测。经实例证明 ,与常用的预测方法相比 ,灰色聚类预测方法具有能动态预测、预测准确等优点。该方法将影响突出的多个因素综合系统的来考虑 ,跳出了常规预测方法只依靠单一指标进行预测的圈子 ,提高了预测的准确性。研究结果表明 ,该方法能准确地反映矿井煤与瓦斯突出规律 。

矿井通风系统合理性的灰色综合评判

针对煤矿通风系统评判中存在的不足 ,应用灰色系统理论 ,提出了进行合理性评判的 10项指标 ,建立了其评价模型 ,结合实际并进行了灰色关联分析与评判 ,较客观地确定了矿井通风系统合理性的优劣程度 。

倾斜井巷轨道运输事故的系统安全分析

在诸多煤矿发生的事故中 ,除一些恶性事故外 ,大部分伤亡事故属于运输事故。运输事故是煤矿三大事故之一 ,其对矿井的安全生产构成了严重威胁。笔者以倾斜井巷轨道运输事故为研究对象 ,利用系统安全分析方法中的 FTA(事故树分析法 )进行了定性分析和定量计算 ,寻找事故发生的原因 ,从而有的放矢地采取安全对策 ,以减少事故的发生。

受限空间煤尘爆炸毒害气体传播伤害研究

为减少煤矿煤尘爆炸后毒气对人的危害,为煤矿防爆、抑爆和安全评价,以及事故应急救援等提供理论依据,研究了煤尘爆炸后毒气的传播伤害规律。基于质量守恒定律与空气动力学理论,建立煤尘爆炸后风流作用下的毒害气体在受限空间内的数学传播模型,得到巷道内毒气传播的弥散系数,计算出沿爆炸传播方向毒气浓度随距离变化的关系,划分伤害三区并推导出相应的伤害范围计算公式。研究表明:毒气传播的峰值点随风流方向移动,其峰值点浓度逐渐变小。

基于多层次模糊综合评判的人疲劳综合评价

疲劳是一种复杂的生理和心理现象,易引发事故。目前对疲劳的测定多采用主观感觉测试法,仅对罗列症状做出“有”与“无”的判定,不能对症状的程度做出量化判断。笔者应用模糊数学中多层次模糊综合评判原理,通过确定人的疲劳因素集及其评价集,构建了人疲劳的综合评价模型。制定了疲劳指标评估表,确定了各指标的权重,实现了对疲劳的定量分析,对人的疲劳状况进行了综合评价,并进行了实例分析与计算,其结果符合客观实际,具有一定的科学性、合理性和较强的实用性,对劳动者的安全健康保护,对职业卫生工程、人机工程、安全管理工程均有重要的参考价值,对安全生产具有一定的指导意义。

掘进工作面复杂环境因素与人因伤亡事故的关联度分析

为探究煤矿掘进工作面的温度、湿度、噪声、照度、粉尘等环境因素对人因伤亡事故发生的影响,进一步明确不同类型的人因伤亡事故与各环境因素之间的关系,针对人因伤亡事故的发生与各环境因素之间不具有确定的线性关系,而是具有灰色系统的特点,运用灰色关联分析方法建立了不同类型人因伤亡事故与环境因素之间的灰色关系模型,分析了掘进工作面不同类型的人因伤亡事故与各环境因素之间关联程度的大小。结果表明,在煤矿掘进工作面的温度、湿度、噪声、照度、粉尘5个环境因素中,温度是影响掘进工作面人因伤亡事故的最主要因素,其次是光照,再次是温度。

煤尘爆炸传播特性的实验研究

用实验方法,在长1.5m、直径0.3m的爆炸腔体与80mm×80mm方形断面管道对接的实验装置中进行煤尘爆炸传播特性研究。研究结果表明,爆炸火焰区传播距离远大于原始煤尘积聚区长度,爆炸传播过程中各测点冲击波压力出现先"升"后"降"变化,冲击气流衰减变化与爆炸煤尘量和断面有关,爆炸毒害气体并非一开始就扩散传播,而是在动压作用下冲击一段距离后开始扩散,可能存在膨胀极限区。

煤与瓦斯突出过程中瓦斯作用的研究

为了对煤与瓦斯突出事故进行有效的预防与控制, 分别从孕育和突出两个阶段阐述了瓦斯在煤与瓦斯突出中所起的作用, 指出了煤层吸附瓦斯和裂隙瓦斯对煤的物理力学性质的影响;由于空隙瓦斯的存在, 加剧了煤体失稳破坏的过程; 特别指出突出的主要能源来自于瓦斯的膨胀能; 并根据这一结论提出了相应的防突措施.

井下作业温度对事故影响关系的灰色关联分析

笔者基于灰色系统理论 ,结合煤矿井下运输生产实际 ,建立了以死亡人数为参考数列、以不同作业温度为比较数列的灰色关联分析体系。通过对构造的不同数据列的无量纲化处理、求取差序列 ,计算灰色关联系数等 ,得到了不同作业温度对伤亡事故影响的灰色关联度 ,并据此分析结果而找出了井下作业温度对死亡事故的影响关系 ,为预防事故发生。

火灾事故致因的多因素灰色关联分析

运用灰色关联分析方法,以河南省6年的火灾事故统计数据为例,通过计算和分析纵火、电气、违反操作规程等多因素与火灾事故间的灰色关联度及灰色关联序;确定出影响火灾事故的主要相关因素;得出火灾多因素与火灾事故间关系的定量化分析结果。该研究为确定火灾因素间的关系提供了一种较为科学的定量评价方法,对分析事故主要原因、掌握火灾事故发生规律提供支撑,对提出有效对策有重要的理论意义和实用价值;同时,有利于减少火灾事故的发生,促进社会的安全与稳定。

井下运输系统环境状况的灰色聚类分析

根据煤矿生产实际 ,应用灰色系统理论建立了井下劳动环境聚类指标体系 .按照安全人机工程学的观点 ,从人的生理和心理对劳动环境的适应程度出发 ,确定了不同劳动环境灰类的灰数 ,给出了不同灰类的白化函数 ,标定了灰色聚类权 ,并计算出聚类系数 .针对矿井不同运输子系统 ,进行了灰色聚类分析 ,确定出不同运输子系统的劳动环境状况 ,以便进一步改善井下作业环境 ,减少或杜绝事故的发生 .

井下运输人—机—环境系统安全性灰色多层次综合评判

为了分析与评价井下运输系统的安全状况，笔者基于灰色关联分析理论，确定了井下运输系统安全状况综合评判的指标体系，建立了灰色多层次安全综合评判模型。通过对影响井下运输系统安全的人、机、环境的１１ 种因素进行的实际分析与计算，指出了井下不同运输子系统的安全状况及其薄弱环节。该方法使评判结果更具科学性、可比性和实用性，而且为进一步搞好安全评价工作提供了理论依据。

基于BP神经网络的河南省火灾风险评价

采用火灾发生起数、死亡人数、受伤人数、直接经济损失、烧毁面积、受灾户数及人口火灾发生率7项指标构建河南省火灾风险评价综合体系,并用BP神经网络对该省份的18个地级市行政区的火灾风险进行评价,评价结果显示,该方法不但可以体现各地区的火灾风险相对水平,而且还可避免传统方法的主观性,具有较强的可行性和可靠性,对控制火灾风险、客观地反映各地区的消防工作现状具有一定的指导意义。

基于光环境指数综合评价法的综掘工作面照明环境评价

人通过视觉从外界获得信息的效率和质量与照明环境条件有直接关系,而且人维持基本的视觉功能也依赖于照明,因此照明条件是作业环境中的一个重要方面。为了分析光环境中影响人的工作效率与心理舒适度的因素的各种可能状态与光环境质量的关系,参照建筑行业的光环境指数综合评价法对煤矿井下综掘工作面照明环境进行了评价,从而确立了两个工作面照明环境的质量等级,并据此提出了改善井下照明环境的措施。该研究可对煤矿井下其他作业地点的光照环境评价与分析提供借鉴。

胶带输送机运输事故树可靠性的计算机模拟

以胶带输送机运输事故树的计算机模拟过程为例 ,介绍了对事故树可靠性进行计算机模拟的原理、算法以及程序运行步骤 ,编制了模拟程序。用笔者提出的理论、方法及模拟程序 ,对平顶山煤业集团一矿胶带输送机运输事故进行了事故树分析与求解 ,同时将模拟程序运行结果与最小割集法求得的理论值进行了对比 ,计算结果误差小 ,所得结论准确可靠 。