煤矿通风系统可靠性探讨
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇煤矿通风系统可靠性探讨范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
[摘 要]通风系统是矿井生产系统的重要子系统，关系到矿井的安全生产。很多矿井重大安全事故的发生都与通风系统不合理或不可靠有关，研究通风系统可靠性具有重要的实践意义和理论价值。矿井通风系统是由通风网络、通风动力设施和通风构筑物三个相互关联的子系统共同组成的可修复系统。由于通风系统的稳定性又与可靠性密切相关，所以在研究可靠性的同时考虑了风流稳定性的研究。
中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0052-01
通风系统可靠性的研究目的，就是及时发现系统正常运转过程中可能出现的故障和事故隐患，给矿井通风系统的设计和改造提供科学依据，为通风系统整体或单元性能评价找到更加全面而合理的指标。通风系统可靠性研究是防止和减少矿井通风系统事故发生，保障其合理、经济、高效运转的关键；也是优化通风设计、促进安全生产的一项重要任务。
可靠性基本概念
可靠性数学起源于20实际30年代，最早被引用于机器维修问题，知道第二次世界大战，可靠性问题才被重视，原因就是军事上需要可靠性理论知识来提高军事设备的性能。
矿井通风系统中主要应用到的数学模型主要是概率模型，该模型是从系统的结构和单元的寿命分布，以及修理时间分布等信息出发，来推断系统的寿命或各种可靠性指标，为系统的最优化设计以及维修方法提高数据及方法支持。
产品丧失了规定的功能，我们称为失效或故障"通常对于不可修产品，我们称之为失效，对可修产品我们称之为故障，在讨论问题时，由于概念的相似性，一般不具体区分，所以从广义上认为“故障”与“失效”含义相同。
产品的寿命与许多因素息息相关，比如产品本身的质量、产品所处的环境、以及人为规定使用时间的长短等等。所以产品的寿命可认为是一个随机变量，我们常用X表表示，分布函数规定为：
寿命分布函数意义表征了产品寿命不超过t的概率。
同理，我们定义：
R（t）=P（X>t）=1-=
上述函数表征了产品寿命大于t的概率，也就是产品在（0，t]内都保持正常工作、不失效的概率。
从上述分析我们得到可靠度的定义：
产品在规定的条件下，在规定的时间内，完成规定功能的概率。
可靠度函数R（t）与失效分布函数F（t）以及失效密度函数f（t）之间的关系如图所示
失效密度函数分布
在公式中，产品的寿命用随机变量X表示，规定的时间就是（0，t]，上式就是可靠度的数学表达式。
前苏联在矿井通风系统可靠性方面的研究比较早也比较深入，他们将矿井通风失效分为三个等级，一级失效是整个矿井通风系统失效，也即通风系统瘫痪；二级失效是指矿井通风系统的子系统失效，也可认为是区域失效；三级失效是指矿井的个别采区的通风系统失效，通过进行可靠性分析，他们得出保证可靠性的参数，维持这些参数，即可确保通风稳定，其主要评价方法可分为结构法、模拟模型法和统计评价法等
1.结构法
该方法是以巷道单位长度的相对工作系数为基础，可靠性指标值与矿井通风系统可工作系数成正比，表达式为
式中：
w――风网中的巷道数目；
n――风网中的节点数目；
Li――巷道i的长度；
l――单位巷道的长度；
―― 巷道i单位长度的绝对可工作系数；
―― 基准巷道单位长度的绝对可工作系数；
=―― 巷道i单位长度的相对可工作系数；
―― 巷道i内通风设施s的绝对工作系数；
―― 巷道i内通风设施s的相对工作系数；
S―― 巷道i内的通风设施的数目；
对通风系统进行可靠性指标的计算，然后进行比较，即可遴选出最优方案，这种方法虽然比较简单，缺点也比较明显，就是需要的参数比较多，必须具备风网的拓扑结构、巷道长度、构筑物数目等等。
2.模拟法
该方法以网络解算为基础，通过矿井通风的参数密度来模拟矿井通风过程中的各种状态，将通风过程的时间进行离散化，求解各种可靠性指标，比如各个单元的平均故障间隔时间！平均维修时间"在模拟过程中，可靠性的计算精度决定了运算的次数，且计算过程要进行风网解算和统计一记录失效情况，将模拟情况进行汇总，可得总的系统可靠性指标，该方法由于计算方便！模拟情况基本符合实际状态，所以是一种具有深度挖掘的方法"
3.统计评价法
该方法认为，矿井实际运行的风流应以风网解算的结果为基础，不能超过其固定的范围，如果风量超过其范围，就可以视为通风系统发生了故障"一般风量发生变化是由于开采过程的进行导致巷道发生变化，同时通风构筑物的的状态也在发生变化，而且这种情况取决于矿山的地质和采矿工艺条件"通过分析可以得到评价矿井通风系统的各个评价指标，根据评价指标对矿井通风系统的可靠性进行评价。
发展展望
矿井通风系统可靠性评价是一门交叉学科，涉及矿井通风、统计分析、安全评价、可靠性工程等多学科领域，包含深刻的科学问题和巨大的理论和实践创新空间。在未来的发展阶段，以下问题将是矿井通风系统可靠性评价研究的重点：
（1）矿井通风系统可靠性评价指标体系的动态性。
（2）矿井通风系统可靠性评价方法的科学性。
（3）矿井通风系统可靠性评价的决策支持系统与矿井其他系统的耦合。
矿井通风系统可靠性理论研究，主要是针对该领域中存在的一些问题而提出的，其目的
是为了提高矿井通风系统可靠性水平，降低通风系统的建设和维护成本，防止和减少
灾害事故发生，保障矿井高产高效的实现"因此，对矿井通风系统可靠性的研究有着
十分重要的意义"
参考文献
[1] 王海桥.矿井通风网络的通风有效度分析[J]，煤炭工程师，1990.6.
[2] 马云东.矿井广义可靠性理论[M].北京，煤炭工业出版社，1995，116-126.
[3] 任振平.矿井通风系统可靠性分析及应用：硕士学位论文.唐山，河北理工大学，2008.
[4] 李艳军.矿井通风系统可靠性分析方法研究：硕士学位论文.西安，西安科技大学，2008.