地下铀矿山运输提升系统可靠性研究

发布时间：2019-03-31 11:10

【摘要】：铀是核电和核能的主要原料,由于世界资源有限,越来越严重的资源危机导致世界对铀的需求越来越大,对铀矿的开采规模也越来越大模越大。矿山规模越大,其矿山生产系统也就越复杂,这使得安全生产系统的可靠性愈加重要。在铀矿开采中,矿山全部生产系统能够稳定经济运行的关键性前提就是有一个良好的提升与运输系统,它的可靠性直接影响到矿山的生产规模和经济效益。因此,对运提系统可靠性进行分析和研究有着重要的意义。本文根据地下铀矿山生产系统特性,应用Markov过程理论和状态空间理论构建地下矿山运提系统可靠性模型,并利用Simevents和Stateflow工具箱实现地下铀矿山运提系统的可靠性仿真。Markov过程理论是一种典型的随机过程,Markov模型分析法是常用可维修系统可靠性分析方法之一,可以用来描述系统与设备之间的失效转换关系,用来描述多种状态的系统以及系统状态之间的相互转换是一种较为准确实用的方法,因此Markov模型分析法在可维修系统的可靠性分析领域中具有重要的意义。基于Matlab的仿真方法灵活、适应性强,具有自立性、分布式自治性、自我构造性及良好的拓展性,并使得仿真数据更加符合实际,是解决运输与提升系统结构复杂性的有效方法。因此,应用Markov过程理论和仿真技术能够很好的构建和完善运输与提升系统的可靠性体系结构。首先,运用Markov过程理论构建铀矿山运提系统的可靠性模型,把铀矿山运提系统划分成运输、提升及通风三个子系统,再将各个子系统分解成具体设备单元;然后,运用系统仿真技术及系统可靠性理论建立各级系统及它们之间的通讯机制,并在Matlab软件平台上实现对铀矿山运提系统的可靠性仿真。(1)铀矿山运输提升系统可靠性模型框架的构建。利用Markov过程理论,首先通过定义运输提升系统的状态空间,建立运提系统的状态集合;再绘出运提系统的状态转移图,并写出状态转移概率矩阵;最后解出微分方程得到运提系统的可靠性参数。(2)铀矿山运输提升系统可靠性模型的建立。铀矿山运输提升系统依据不同环节所担负的不同的功能,可以将运提系统分解为通风系统、阶段运输系和竖井提升系统三个子系统,这三个子系统又是由许多设备单元组成,每个设备都有着特定的功能,并完成规定的任务。本文从系统中的具体设备单元入手,根据Markov过程理论,利用状态转移图建立各设备(正常/失效)与各级系统(正常/失效)之间的状态转换。(3)铀矿山运输提升系统可靠性模型仿真。传统解析法难以求解复杂系统的Markov模型,Matlab/Simulink建模环境中的Simevents和Stateflow工具箱可有效解决复杂系统模型的复杂性问题。因此借助Matlab平台,首先由Simevents工具箱完成具体设备的运行流程,再由Stateflow完成设备与各级系统之间的状态转移,最后得出运输提升系统的可靠性参数。通过对铀矿山运提系统可靠性模型仿真分析,得到合理的可靠性参数,因此本文建立的铀矿山运输与提升系统可靠性模型符合实际,得到的可靠性参数能够为铀矿山安全生产提供一些理论数据作为参考。
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【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】：TD53

【参考文献】