铀矿通风网络系统可靠性分析与优化控制

发布时间：2017-10-16 01:00

  本文关键词：铀矿通风网络系统可靠性分析与优化控制

  更多相关文章： 铀矿 通风网络系统 氡析出 可靠性分析 通风参数 智能优化

【摘要】：为解决铀矿开采安全作业问题,有效实现铀矿山污染物析出最优控制尤为重要,通风降氡是行之有效的主要办法。铀矿井通风系统是确保矿井安全生产,提高矿井抗灾能力和矿井经济效益的重要矿井生产系统组成之一,其运行的可靠性关系到铀矿井生产的安全性。铀矿井通风系统是由诸多要素组成的一个复杂系统,开采深度和规模的扩大不断将铀矿井通风系统复杂化,致使其可靠性降低。通过对铀矿通风系统可靠性分析,及时发现铀矿通风在技术和管理上的隐患,有效地防止事故的发生。进而运用最优控制原理与智能优化算法,对铀矿井通风系统可靠性实现优化控制,达到安全生产、灾害防治、节能降费的目的,最终为矿井生产创造显著的经济效益。本文首先运用网络系统的可靠性,在考虑了风量、有毒有害气体、粉尘浓度、温度等风路可靠度指标定义风路可靠度后,利用网络元素之间的拓扑关系,构建了网络系统可靠度数学模型。针对铀矿井放射性特性,以铀矿井巷道为研究对象,探讨氡在多孔介质中的渗流-扩散迁移规律,分析巷道内稳态和非稳态下氡的析出与分布,结合系统可靠性原理,建立氡浓度安全作业条件下的铀矿井巷道通风氡浓度可靠性模型。其次,运用氡渗流-扩散迁移理论,分析了采场破碎松散介质内氡运移规律,构建了氡渗流迁移动力学方程。同时,结合大气压力变化与破碎介质氡运移方程,构建了采场松散体氡析出率与通风参数关系模型,探讨风量、风压对采场氡浓度的分布的共同影响。再次,应用系统可靠性技术及氡析出机制,建立通风参数作用下的氡浓度可靠性模型。分析整个矿井通风系统的可靠性。并将氡浓度指标融入到网络分支风路可靠度模型中,形成了铀矿井通风网络系统可靠性计算模型。然后,利用最优控制原理与智能优化算法,通过控制氡浓度影响因素如风压、风量达到对铀矿井氡浓度的控制,从而掌握将防护成本降至最低的主动控氡技术。论文最后以某铀矿采区为例,对该矿的通风系统现状进行了详细调查、测定和评价,展开了通风网络系统可靠性建模,运用遗传算法进行优化控制,进行数值模拟与优化控制程序实现,并提出通风网络系统改造方案。
【关键词】：铀矿 通风网络系统 氡析出 可靠性分析 通风参数 智能优化
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD724
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 选题背景与意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-20
• 1.2.1 系统可靠性研究现状13-15
• 1.2.2 系统可靠性优化控制研究现状15-17
• 1.2.3 矿井通风网络系统可靠性研究现状17-20
• 1.3 研究的主要内容及技术路线20-22
• 1.3.1 研究内容20
• 1.3.2 技术路线20-22
• 第2章 矿井通风网络可靠性分析22-36
• 2.1 系统可靠性分析22-28
• 2.1.1 可靠性定义及指标22-24
• 2.1.2 经典可靠性模型24-27
• 2.1.3 网络系统可靠性分析27-28
• 2.2 矿井通风网络的基本形式与特征28-31
• 2.2.1 矿井串联通风网路特性29-30
• 2.2.2 矿井并联通风网路特性30
• 2.2.3 矿井角联通风网路特性30-31
• 2.3 通风网络系统可靠性分析31-36
• 2.3.1 风路可靠性模型及指标31-33
• 2.3.2 风路可靠度计算33-34
• 2.3.3 通风网络可靠性模型34-36
• 第3章 放射性污染物扩散迁移动力学分析36-46
• 3.1 铀矿井放射性污染物扩散迁移动力学分析36-38
• 3.1.1 氡析出机理36-37
• 3.1.2 氡迁移动力学模型分析37-38
• 3.2 通风参数作用下的氡浓度可靠性模型分析38-46
• 3.2.1 通风参数作用下的氡迁移动力学模型分析39-43
• 3.2.2 通风参数约束条件下的氡控制可靠性模型分析43-46
• 第4章 铀矿井通风网络系统可靠性智能优化控制研究46-56
• 4.1 放射环境下通风网络系统可靠性分析46-51
• 4.1.1 氡浓度约束下通风网络系统可靠性模型46-48
• 4.1.2 氡浓度约束条件下通风网络系统可靠性实例分析48-51
• 4.2 铀矿井通风系统可靠性优化控制51-56
• 4.2.1 智能优化算法52-53
• 4.2.2 铀矿井通风系统可靠性智能优化控制53-56
• 第5章 实例分析56-62
• 5.1 某铀矿井开采及通风系统现状56
• 5.1.1 矿床开拓方案56
• 5.1.2 通风系统56
• 5.2 通风网络系统可靠性模型智能优化控制56-60
• 5.2.1 采区通风网络系统可靠性分析56-59
• 5.2.2 采区通风网络系统可靠性智能优化59-60
• 5.3 通风网络系统可靠性优化方案60-62
• 第6章 结论与展望62-64
• 6.1 研究结论62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-72
• 附录72-74
• 作者攻读学位期间的科研成果74-75
• 致谢75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王海桥;矿井通风可靠性分析[J];煤矿安全;1993年03期

，

本文编号：1039689