碩士論文開題報告

采煤機人——機系統(tǒng)可靠性研究及作業(yè)分析

碩士生：

蔣熠

導(dǎo)師：王衛(wèi)軍（教授）廖巍（副教授）

研究題目：一、研究意義二、研究現(xiàn)狀三、研究內(nèi)容四、研究方法五、研究路線六、研究的關(guān)鍵問題七、研究的進度安排開題內(nèi)容：一、研究意義據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計表明，人機工程學(xué)因素已成為地下采礦許多意外事故的主要原因，這些因素嚴重影響地下采礦機械的操作效率及機械操作人員的人身安全和心理健康，更甚者導(dǎo)致發(fā)生機毀人亡的安全事故。近年來，隨著人機工程學(xué)在我國的進一步推廣應(yīng)用，割煤機等地下采礦機械的設(shè)計已日趨完善，然而，綜采工作面采礦機械造成的事故仍時有發(fā)生，對于綜采面的人——機系統(tǒng)而言，環(huán)境、機器對人的可靠性影響研究便成為了今后對于地下采礦安全性的研究重點。雖然現(xiàn)今，國家加大了對煤礦特殊工種的培訓(xùn)力度，但據(jù)統(tǒng)計，綜采工作面的事故70％以上仍為人因事故。一）綜采工作面采煤機司機的工作環(huán)境為基礎(chǔ)，在用模糊模型技術(shù)進行模糊可靠性計算的前提下，從環(huán)境的角度進行改善和提高系統(tǒng)可靠性方面具有一定的意義；二）針對“采煤機司機——采煤機”人機系統(tǒng)，運用方法研究、作業(yè)研究等已高度運用于生產(chǎn)生活中的方法技術(shù)，這對綜采工作面的作業(yè)進行分析，并制定標準化方案。為國內(nèi)煤礦綜采面割煤工作提供標準化作業(yè)依據(jù)，在提高生產(chǎn)效率的同時保障安全生產(chǎn)操作方面有著重要意義。一）人機工程學(xué)在“采煤機司機——采煤機——環(huán)境”系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀；二）國內(nèi)采煤機目前狀況；三）工作研究在井下作業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀。二、研究現(xiàn)狀在井下綜采工作面“采煤機司機——采煤機——環(huán)境”系統(tǒng)中，人機工程的應(yīng)用：1、改進機器設(shè)備和環(huán)境設(shè)施。

2、改善勞動環(huán)境。3、調(diào)節(jié)人機之間匹配。一）日后發(fā)展方向：對于地下采煤機司機——采煤機——綜采工作面環(huán)境為系統(tǒng)的人機環(huán)境中，司機與環(huán)境相互作用的研究成果相對較少。如何完善綜采工作面環(huán)境使采煤機司機的可靠性加強，是綜采工作面安全所應(yīng)該重視和解決的問題，也將是以后國內(nèi)外研究的方向之一。1976年國外研制出第一臺電牽引采煤機。1991年，由煤炭科學(xué)研究總院上海分院與波蘭科瑪克公司合作，研制成功我國第一臺采用交流變頻調(diào)速的MG344-PWD型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機。2005年煤炭科學(xué)研究總院上海分院又開發(fā)出總裝機功率達1815kW的大功率采煤機。隨后，更大功率的電牽引采煤機MG900/2215-GWD也問世，是目前國內(nèi)功率最大的采煤機?？梢哉f，國內(nèi)采煤機技術(shù)除在智能化方面與國外相比還有一定差距外，已經(jīng)達到了國際先進水平。二）國內(nèi)采煤機目前狀況國內(nèi)采煤機相較于國外差距的主要表現(xiàn)：1、裝機功率小，工作能力差。2、設(shè)備可靠性差，使用壽命短。3、新技術(shù)應(yīng)用上的差距。4、生產(chǎn)連續(xù)性差，效益低下。5、人員素質(zhì)和管理水平較低。工作研究是世界上公認的能杜絕各種浪費，有效提高生產(chǎn)率和經(jīng)驗效益的，把技術(shù)和管理有機結(jié)合起來的一門邊緣學(xué)科。它是以提高生產(chǎn)率和工作效率為目的，研究合理的工作程序和有效的工作方法，并確定標準作業(yè)時間的一種技術(shù)。三）工作研究（OperationResearchorWorkStudy）綜采面采煤作業(yè)即采礦工藝（回采工藝）包括落煤、煤炭運輸和采場管理三項主要作業(yè)。落煤作為采煤工作面作業(yè)中的主要工藝，多年來，盡管每個煤礦都有其相應(yīng)的操作規(guī)程，但工作研究這種能大大提高生產(chǎn)效率的方法，并沒有像工廠作業(yè)生產(chǎn)那樣被有效的應(yīng)用在綜采工作面的采煤作業(yè)中。所以，把工作研究、作業(yè)環(huán)境管理等工業(yè)工程這一新興專業(yè)的方法應(yīng)用于采煤作業(yè)這一傳統(tǒng)的作業(yè)形式中，成為新的研究方式。三、研究內(nèi)容1、分析綜采工作面特別是采煤機人——機系統(tǒng)工作環(huán)境空氣溫度、濕度、氣流速度、光照度、噪音、粉塵CO、CO2、C粉等因素對系統(tǒng)可靠性研究的影響；

2、運用模糊數(shù)學(xué)分析方法，借用可靠性（HCR）模型建立模糊可靠性優(yōu)選模型；3、針對“采煤機司機——采煤機”這一人機系統(tǒng)，對采煤機司機的作業(yè)具體情況進行分析研究，在制定標準化作業(yè)流程的同時，對作業(yè)環(huán)境進行管理和改善，以達到安全生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率的目的。四、研究方法本論文采用理論、實驗、模擬相結(jié)合的方法，針對綜采工作面環(huán)境創(chuàng)建數(shù)值模擬（HRC模型），取得采煤機司機模糊可靠性的數(shù)據(jù)，再運用安全系統(tǒng)工程、風(fēng)險管理等相關(guān)知識提出改善工作環(huán)境的方法。結(jié)合工作研究理論知識，對“采煤機司機——采煤機”系統(tǒng)進行作業(yè)標準化設(shè)計和現(xiàn)場管理。五、研究思路一）對“采煤機司機——采煤機——綜采工作面環(huán)境”這一系統(tǒng)環(huán)境進行可靠性分析。1、通過實驗研究，分析綜采工作面微氣候、照明、噪音、能見度、空氣環(huán)境等因素對可靠性研究的影響；并運用模糊數(shù)學(xué)分析方法，借用可靠性（HCR）模型建立模糊可靠性優(yōu)選模型。2、立足于綜采面人機系統(tǒng)，分別從人、機以及環(huán)境三方面對可靠性的影響情況進行分析和研究，運用安全工程等理論方法提出提高系統(tǒng)可靠性的措施。二）針對“采煤機司機——采煤機”這一人機系統(tǒng)，運用工作研究的方法，對采煤機司機的作業(yè)情況進行研究，制定標準化的作業(yè)流程；并就作業(yè)環(huán)境運用現(xiàn)場管理等方法，對采煤機司機作業(yè)環(huán)境進行改善，以達到安全生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率的目的。六、研究關(guān)鍵問題1、作業(yè)環(huán)境因素對人的不安全狀態(tài)和可靠性的影響度；2、用模糊數(shù)學(xué)方法進行可靠性計算時，隸屬函數(shù)的確定；3、采煤機司機作業(yè)的標準化；作業(yè)環(huán)境的現(xiàn)場管理措施的制定。序號工作內(nèi)容完成日期1調(diào)研、收集資料、確定研究步驟、制定合理研究計劃2011.12分析采煤機對采煤機司機可靠性的影響；實驗室模擬井下綜采工作面環(huán)境對割煤機司機可靠性的影響因素對可靠性的影響；并收集到綜采面工人工作的相關(guān)材料。2011.3~83利用數(shù)值模擬軟件，以各種環(huán)境因素構(gòu)建系統(tǒng)模糊狀態(tài)的隸屬函數(shù)及可靠性模型，并進行計算和初步論證，求解出系統(tǒng)模糊工作狀態(tài)的語言真值。2011.9-11