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文檔簡介

遼寧工程技術(shù)大學(xué)博士

碩士研究生論文選題報(bào)告及論文工作計(jì)劃研究生姓名學(xué)科(專業(yè))研究方向指導(dǎo)教師2010年11月27日填選題報(bào)告須知、選題原則(一)博士生:1、應(yīng)選擇學(xué)科前沿,對科學(xué)技術(shù)進(jìn)步有重要的理論意義或較大理論意義的課題,也可選擇對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要或較大理論意義或?qū)嵱脙r(jià)值的課題。2、課題具有很大的難度,便于作者做出創(chuàng)新性成果。3、要有先進(jìn)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)或運(yùn)算手段驗(yàn)證理論作保證。4、要盡量結(jié)合導(dǎo)師的科研任務(wù)進(jìn)行選題。5、要廣泛閱讀文獻(xiàn)資料,要對本學(xué)科及相關(guān)學(xué)科研究狀況和最新進(jìn)展有全面的了解,寫出文獻(xiàn)綜述。(二)碩士生:1、應(yīng)選擇有較大的科學(xué)研究意義或有一定理論意義的課題,也可以選擇對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)有較大實(shí)用價(jià)值或一定價(jià)值的課題。2、課題要具有先進(jìn)性,便于作者提出新見解。3、課題要有一定的份量和難度,同時(shí)要考慮在一年內(nèi)完成。4、要對實(shí)驗(yàn)條件,計(jì)算手段有恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)。5、要盡量結(jié)合導(dǎo)師的科研任務(wù)進(jìn)行選題。6、要廣泛閱讀文獻(xiàn)資料,了解本領(lǐng)域國內(nèi)外學(xué)術(shù)研究動態(tài),寫出文獻(xiàn)綜述。二、基本要求1、查閱文獻(xiàn)資料一般要:博士生中外文獻(xiàn)限于近5年內(nèi)50篇以上;碩士生30篇以上。2、博士生通過選題報(bào)告后與論文答辯申請相隔期為1.5年,碩士生為1年。博士生要在省級以上科技情報(bào)所進(jìn)行查新。3、書寫格式:(1)論文題目(或選題范圍)(2)綜述(國內(nèi)外在這一領(lǐng)域已進(jìn)行的工作及自己要進(jìn)行的研究)(3)課題的實(shí)用價(jià)值或理論意義(4)課題研究方案(5)實(shí)驗(yàn)、試驗(yàn)設(shè)想(6)所閱讀的文獻(xiàn)、資料(7)論文工作安排選題報(bào)告論文題目(或選題范圍)基于FMEA及FTA的金川龍首礦通風(fēng)系統(tǒng)可靠性研究一、綜述:1)選題背景煤炭是我國的主要能源,然而煤炭開采卻是我國工業(yè)災(zāi)害最嚴(yán)重的行業(yè),安全生產(chǎn)形勢十分嚴(yán)峻。煤炭生產(chǎn)過程中的安全事故事時(shí)有發(fā)生,主要包括瓦斯爆炸、煤炭自燃、粉塵危害、有害氣體的中毒和窒息等,其主要原因是礦井通風(fēng)系統(tǒng)不完善。而且,煤礦開采工作面的粉塵含量高,光線可見度極低,嚴(yán)重影響工作人員的健康和安全作業(yè)等。同時(shí),隨著淺部煤炭資源的枯竭,開采深度將不斷增加,預(yù)計(jì)至2015年,我國將有80座煤礦采深達(dá)800?1500m,從而導(dǎo)致井下作業(yè)溫度高,工人作業(yè)環(huán)境差、作業(yè)效率低等。所以,應(yīng)努力提高礦井通風(fēng)系統(tǒng)的合理性,以增強(qiáng)對事故的防范和抗御能力。礦井通風(fēng)是煤礦生產(chǎn)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),良好的通風(fēng)效果是解決煤炭生產(chǎn)安全事故,特別是上述瓦斯爆炸、粉塵超標(biāo)及高溫的有效途徑,據(jù)統(tǒng)計(jì),煤礦通風(fēng)系統(tǒng)可排除全礦瓦斯量的80%?90%,采煤工作面瓦斯量的70%?80%和粉塵量的20%?30%以及深井熱量的60%?70%。然而,礦井通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)成極其復(fù)雜,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、動力或控制設(shè)施的每個(gè)環(huán)節(jié)故障都將引起整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的失效。即系統(tǒng)構(gòu)成極其復(fù)雜,影響因素繁多,故障發(fā)生具有一定的隨機(jī)性和模糊性,且隨開采階段不斷下降和工作面變化,系統(tǒng)具有一定的動態(tài)性,為完善的礦井通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)成和可靠性研究帶來一定的困難。因此,建立一個(gè)能滿足日常生產(chǎn)需風(fēng),保證風(fēng)向穩(wěn)定、風(fēng)質(zhì)合格,并且災(zāi)害時(shí)期又能保持通風(fēng)動力設(shè)備運(yùn)行可靠、穩(wěn)定、能快速實(shí)現(xiàn)救災(zāi)決策的通風(fēng)系統(tǒng)是至關(guān)重要的。然而,目前國內(nèi)外對礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性研究大都存在考慮因素不系統(tǒng)、使用方法僅局限于特定對象等缺點(diǎn)。本文在建立完善的動態(tài)礦井通風(fēng)系統(tǒng)和動態(tài)通風(fēng)系統(tǒng)故障樹(FaultTreeAnalysis,FTA)的基礎(chǔ)上,使失效模式與后果分析法(FailureModesandEffectsAnalysis,FMEA)和故障樹分析法(FTA)相結(jié)合,旨在獲得能夠適用于眾多礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的研究方法。2)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與水平前蘇聯(lián)在這方面研究得較早,他們采用的評定方法主要有結(jié)構(gòu)法、模擬模型法以及統(tǒng)計(jì)評價(jià)法等。結(jié)構(gòu)法是以確定巷道單位長度的相對可工作系數(shù)為基礎(chǔ)。對可靠性的評定和制定提高通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的措施,也可采用這種比較方法。這種方法雖然簡單,但必須具備通風(fēng)系統(tǒng)的拓?fù)渲怠⑾锏篱L度,通風(fēng)構(gòu)筑物的數(shù)目和類型、主要巷道群的相關(guān)可工作系數(shù)等。模擬模型法按照系統(tǒng)通風(fēng)參數(shù)的分布密度來模擬礦井通風(fēng)系統(tǒng)的可能狀態(tài),確定通風(fēng)系統(tǒng)工作過程的時(shí)間離散化,應(yīng)考慮系統(tǒng)各單元預(yù)防檢修到突然破壞的時(shí)間間隔分布密度。通風(fēng)系統(tǒng)狀態(tài)模擬運(yùn)算次數(shù)應(yīng)根據(jù)其可靠性計(jì)算精確度來決定,每次模擬運(yùn)算均需計(jì)算系統(tǒng)的風(fēng)量分配和記錄失效情況,根據(jù)各次運(yùn)算狀態(tài)的模擬結(jié)果,計(jì)算出全礦通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性總指標(biāo)。統(tǒng)計(jì)評價(jià)法應(yīng)用在文獻(xiàn)[12]中,對礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)評價(jià),認(rèn)為通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)按照設(shè)計(jì)的風(fēng)量分配運(yùn)轉(zhuǎn),即通風(fēng)系統(tǒng)各分支的風(fēng)量都應(yīng)在容許范圍內(nèi)。如果這種狀況受到破壞,就是礦井通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生了故障。我國礦井通風(fēng)領(lǐng)域可靠性研究是從上世紀(jì)50年代開始的。北京理工大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)、中國煤炭科學(xué)研究總院的撫順分院、東北大學(xué)和遼寧工程技術(shù)大學(xué)等科研院所與現(xiàn)場實(shí)際相結(jié)合,在礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)確定、通風(fēng)系統(tǒng)可靠性基礎(chǔ)理論研究以及不確定性環(huán)境下礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分風(fēng)理論研究等方面都進(jìn)行了有益探討,且取得了一定成果:(1)對井巷通風(fēng)阻力進(jìn)行了廣泛的研究與測定;(2)建立了各類作業(yè)面紊流傳質(zhì)方程及污染物濃度分析計(jì)算方法,為風(fēng)量計(jì)算方法提供了理論依據(jù);(3)應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)計(jì)算和分析復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò),為礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析提供了有效的方法;(4)射流通風(fēng)理論與技術(shù)得到發(fā)展,利用風(fēng)流動壓的方向性調(diào)節(jié)與控制風(fēng)流的技術(shù)獲得應(yīng)用;(5)礦井火災(zāi)時(shí)風(fēng)流非穩(wěn)定流動規(guī)律的研究不斷深化,建立起若干典型風(fēng)流控制方案;(6)受控循環(huán)通風(fēng)理論推動了空氣凈化裝置的研制和污染源控制技術(shù)的發(fā)展;(7)深井熱源、空氣與圍巖熱交換和礦井熱環(huán)境控制理論與技術(shù)有較大進(jìn)展,初步形成礦內(nèi)熱力學(xué)理論體系;(8)開展了露天礦通風(fēng)理論與技術(shù)的研究等等。然而,以上針對礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的研究大都存在一點(diǎn)問題,主要表現(xiàn)為:僅使用可靠性工程理論對通風(fēng)系統(tǒng)中的局部元件進(jìn)行了研究,缺乏系統(tǒng)性和綜合性;研究大多只是針對通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的,并且風(fēng)網(wǎng)中風(fēng)路的可靠性指標(biāo)只體現(xiàn)了風(fēng)阻發(fā)生某種變化后的結(jié)果,未能充分考慮主通風(fēng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)械及其它不確定因素對風(fēng)路的影響,因而不能準(zhǔn)確地描述通風(fēng)系統(tǒng)的全部特征;缺乏對礦井通風(fēng)系統(tǒng)動態(tài)特性的研究,忽視了監(jiān)控反饋系統(tǒng)對礦井通風(fēng)系統(tǒng)故障反饋,以便及時(shí)排除故障的作用;所采用的方法、思路及公式等僅適用于所研究的特定通風(fēng)系統(tǒng),無法具有適用于普遍礦井通風(fēng)系統(tǒng)的功能?;谝陨洗嬖诘膯栴},本文在充分考慮礦體特性(瓦斯及有害氣體突出)、通風(fēng)系統(tǒng)組成元件可靠性、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)易發(fā)生的故障及監(jiān)控反饋系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,建立完善的動態(tài)礦井通風(fēng)系統(tǒng)和動態(tài)通風(fēng)系統(tǒng)故障樹(FaultTreeAnalysis,FTA),采用失效模式與后果分析法(FailureModesandEffectsAnalysis,FMEA)和故障樹分析法(FTA)兩者相結(jié)合的方法對礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行先研究。研究過程中,充分考慮通風(fēng)系統(tǒng)的動態(tài)變化,并以三角模糊數(shù)作為基本事件的模糊發(fā)生概率,解決基本事件無概率統(tǒng)計(jì)和模糊概率的問題,更加符合礦井通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)際情況。二.實(shí)用價(jià)值和理論意義礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的重要組成部分,安全可靠的礦井通風(fēng)系統(tǒng)能有效提高礦井的防災(zāi)抗災(zāi)能力。隨著淺部煤炭資源的枯竭和對煤炭資源需求量的不斷增加,煤礦開采深度將不斷增加,開采規(guī)模亦將不斷擴(kuò)大,相應(yīng)地礦井通風(fēng)系統(tǒng)將變得更加復(fù)雜,可靠性將大大降低。特別是有些煤礦盲目增加采掘面,存在超通風(fēng)能力生產(chǎn)現(xiàn)象;通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,形成許多角聯(lián)的子系統(tǒng),同時(shí)不合理串聯(lián)通風(fēng)、擴(kuò)散通風(fēng)等通風(fēng)方式的存在,造成風(fēng)流不穩(wěn)定,增加了技術(shù)管理難度;生產(chǎn)布置過分集中,造成有的區(qū)域風(fēng)量過剩,有的區(qū)域風(fēng)量不足;礦井通風(fēng)阻力過大,造成通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)能力不足,部分礦井仍然使用老、舊、雜的風(fēng)機(jī),附屬裝置通風(fēng)阻力大,造成通風(fēng)機(jī)效率低;漏風(fēng)率大,使礦井有效風(fēng)量降低。因此,礦井通風(fēng)系統(tǒng)的種種故障必將成為制約煤礦資源安全、經(jīng)濟(jì)、高效回采的瓶頸。通過對通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的研究,及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可能出現(xiàn)的故障和事故隱患,給礦井通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理提供科學(xué)依據(jù),為通風(fēng)系統(tǒng)整體或單元性能的評價(jià)找到更加全面而合理的指標(biāo),是防止和減少礦井通風(fēng)系統(tǒng)事故發(fā)生,保障其安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵;也是優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計(jì)、促進(jìn)安全生產(chǎn)的一項(xiàng)重要任務(wù)。國內(nèi)外自20世紀(jì)80年代開展這方面的研究工作以來,已做了一些有益的探索,并取得初步成果,但由于問題本身的復(fù)雜性,還有很多問題未能解決。本研究是在前人研究的基礎(chǔ)之上,進(jìn)一步探索礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性分析方法及解決通風(fēng)問題的方案,采用失效模式與后果分析法和故障樹分析法者相結(jié)合的方式,對提高礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠性和抗災(zāi)能力有很重要的意義,主要表現(xiàn)在:建立了完善的動態(tài)礦井通風(fēng)系統(tǒng)組成,為全面、詳細(xì)地系統(tǒng)可靠性評價(jià)奠定基礎(chǔ);采用的研究方法具有普遍適用性和推廣性,可應(yīng)用于任何礦山的通風(fēng)系統(tǒng)可靠性研究;對礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性以及影響因素進(jìn)行定量化分析;通過提高通風(fēng)系統(tǒng)可靠性來進(jìn)一步提高礦山企業(yè)生產(chǎn)過程的可靠性;通過對通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的研究,有效改善井下工人的勞動作業(yè)環(huán)境,減少和杜絕礦山災(zāi)害事故的發(fā)生;為我國煤炭資源深井開采和高產(chǎn)提供保障,以實(shí)現(xiàn)煤炭資源的安全、經(jīng)濟(jì)、高效回采。三:論文研究方案1研究內(nèi)容及方法首先通過大量的文獻(xiàn)檢索,充分考慮礦體特性(瓦斯及有害氣體突出)、通風(fēng)系統(tǒng)組成元件可靠性、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)易發(fā)生的故障及監(jiān)控反饋系統(tǒng)等,建立完善全面的動態(tài)礦井通風(fēng)系統(tǒng),為可靠性分析研究奠定基礎(chǔ);采用失效模式與后果分析法(FEMA)對礦井通風(fēng)系統(tǒng)可能發(fā)生的故障模式、后果分析、檢測方法、補(bǔ)救措施等進(jìn)行研究,指導(dǎo)深層次的事故樹(FTA)分析;建立系統(tǒng)的動態(tài)故障樹,以三角模糊數(shù)表示基本事件的發(fā)生概率,使用最小割集對系統(tǒng)可靠性進(jìn)行定性分析,再通過專家打分的方式確定基本事件發(fā)生概率,計(jì)算頂事件的模糊重要度,進(jìn)行定量分析,最終得出影響礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的主要因素及系統(tǒng)可靠性程度;以我國金川龍首礦為實(shí)例,現(xiàn)場收集通風(fēng)系統(tǒng)方面的資料,進(jìn)行其通風(fēng)系統(tǒng)可靠性分析,指導(dǎo)其安全、經(jīng)濟(jì)、高效開采。2技術(shù)路線本論文采用的技術(shù)路線如圖1—2所示。理論對比分析I完善的動態(tài)^礦井通風(fēng)系統(tǒng)qrI'FEMA表分析動態(tài)系統(tǒng)故障樹動態(tài)FTA分析||某礦山通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)例分析1!I現(xiàn)場調(diào)研II數(shù)據(jù)收集實(shí)例分析n1總結(jié)圖1—2技術(shù)路線圖四、實(shí)驗(yàn),試驗(yàn)和試想(1)通過調(diào)查研究,獲得所需數(shù)據(jù)信息,從而為以后分析、設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備;(2)大量閱讀有關(guān)資料,對國內(nèi)外礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性進(jìn)行更深入的了解與掌握,以便為自己論文的論述提供強(qiáng)有力的論證材料,使論文有說服力和參考價(jià)值。五、參考文件:[1]陸岡山韓可琦,肖桂彬.礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的模糊綜合評價(jià)J].采礦與安全工程學(xué)報(bào),200&25(2):244-247.⑵曾德容,何正友,于敏.地鐵牽引變電所可靠性分析[J].鐵道學(xué)報(bào),2008,30(4):22-27.⑶王鵬,張貴新,朱小梅,羅承沐,顧立華.基于故障模式與后果分析及故障樹法的電子式電流互感器可靠性分析.電網(wǎng)技術(shù),2006,12:26-28.[4]相曉鵬,邵玉槐.基于最小割集法的配電網(wǎng)可靠性評估算法[J].電力學(xué)報(bào),2006,21(2):149-153.⑸張瑞林,鮮學(xué)福,閆江偉,等.基于事故樹分析的瓦斯突出控制因素研究[J].中國礦業(yè),2005,14(5):14-16.林柏泉,周延,劉貞堂.安全系統(tǒng)工程[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2005.(7)徐義勇.FTA在礦井瓦斯爆炸安全評價(jià)中的應(yīng)用[J]?礦業(yè)安全與環(huán)保,2007,(5).張國樞.通風(fēng)安全學(xué)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2000.23-28王永傳,郁文賢,莊釗文.基于故障率為模糊數(shù)的故障樹分析方法研究[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2000,(12):102-107.李漾,周昌玉.基于故障樹的冷卻器失效模糊綜合評判方法.石油天然氣報(bào),2005,(2).ChangDeqiang,LiuJingxian,ChenBaozhi.Numericalsimulationofventilationinblindingheading[J].JournalofCoalScience&Engineering,2008,(14).馮治斌.基于事故樹分析法的礦井水災(zāi)安全評價(jià).中州煤炭,2003.(4).吳中立.礦井通風(fēng)與安全[M].北京:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1989.(8).王超,王凱,韋彩平,周少強(qiáng).采煤面瓦斯爆炸事故的事故樹分析與防治,能源技術(shù)與管理,2008.3.56-62.鄧明.礦井采煤面瓦斯爆炸事故樹分析J].工業(yè)安全與環(huán)保,2002,28,(11).馮肇瑞,等.安全系統(tǒng)工程[M].125-156.閆志銘,武建國.事故樹在分析采煤工作面瓦斯爆炸事故原因中的應(yīng)用[J]礦業(yè)安全與環(huán)保.2003.31-32.ChengLei,YangYunliang,XiongYaxuan.Assessmentindexstructureofmineventilationsystemandapplication[J].JournalofChinaUniversityofMining&Technology,2005,15(2):135-140.裴揚(yáng),宋筆鋒.故障樹分析的等效失效概率計(jì)算方法.機(jī)械工程學(xué)報(bào).2003,(5)ChenSM.WeightedfuzzyreasoningusingweightedfuzzyPetrinets[J].IEEETransactionsonKnowledgeandDataEngineering,2002,14(2):386-397.陳真,胡寧,許亮.自動變速器液壓控制系統(tǒng)FMEA,機(jī)床與液壓.2007.15-17.楊倫標(biāo),高英儀.模糊數(shù)學(xué)原理及應(yīng)用[M].廣州華南理工大學(xué)出版社,1993.(8)張曉麗,楊建強(qiáng),常春影.基于不確定性分析的模糊故障樹的模糊數(shù)選擇[J].重慶工學(xué)院學(xué)報(bào),2005.53-56.趙艷萍,貢文偉.模糊故障樹分析及其應(yīng)用研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào),2001.(7)肖丹秦,文貴,邸志強(qiáng).模糊故障樹分析法及其在礦井水災(zāi)評價(jià)中的應(yīng)用?礦業(yè)安全與環(huán)保,2006.68-76.董玉華,高惠臨,周敬恩,馮耀榮.長輸管線失效狀況模糊故障樹分析方法.石油學(xué)報(bào),2002.14-16.隋鵬程,陳寶智,隋旭.安全原理.化學(xué)工業(yè)出版社,2005,2.21-25.吳萌嶺,王孝延,嚴(yán)凱軍?微機(jī)控制直通電空制動系統(tǒng)的FMEA和FTA分析.機(jī)車電傳動,2008.35-37.李彬,郭忠林.FTA在某地下礦運(yùn)輸事故安全評價(jià)中的應(yīng)用.銅業(yè)工程,2005.(4)林友,黃德鏞,劉名龍F(tuán)TA在某露天礦邊坡安全評價(jià)中的應(yīng)用.昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版),2005.12-14.吳彤,涂光瑜.采用模糊集合論事故樹法的變壓器故障分析.水電能源科學(xué),2008,6.劉娜,高文勝,談克雄,等大型電力變壓器故障樹的構(gòu)建及分析[J].中國電力,2003,36.(9)李青,陸廷金.三角模糊數(shù)的模糊故障樹分析及其應(yīng)用[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,29.31-33.武莊,石柱,何新貴.基于模糊集合論的故障樹分析方法及其應(yīng)用J].系統(tǒng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論文工作計(jì)劃論文工作計(jì)劃起止日期階段工作內(nèi)容及計(jì)劃完成的指標(biāo)論文目的、意義與文獻(xiàn)綜述研究動態(tài)礦井通風(fēng)系統(tǒng)組成研究采用失效模式與后果分析法研究進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)動態(tài)故障樹分析實(shí)例分析論文修改提交論文論文答辯至2011.1至2011.3至2011.42011.5至2011.62011.7至2011.82011.92011.1020

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