★煤矿安全技术管理论文摘要范文煤矿安全技术管理论文摘要写

煤矿安全技术管理论文摘要范文煤矿安全技术管理论文摘要写 由于我国煤矿安全工作的基础比较薄弱,目前我国煤矿安全生产局面比较严峻.为研究煤矿安全管理与控制的科学方法,本文在系统动力学理论的基础上,结合系统论、控制论、计算机和网络等现代科学技术,从现代安全科学的理论和实践出发,通过对煤矿企业进行实际的调查,深入研究煤矿事故的发生机理,在借鉴现有事故模型的基础上,提出了煤矿人失误模型,并以该模型为基础,根据灵新煤矿安全生产实际数据,从安全经济学的角度入手,以安全效益、安全投入、安全度等量之间的各种关系为依托,构建了系统变量集,借助VENSIM软件建立了煤矿安全管理物理模型煤矿安全管理系统动力学模型,以及用于进行模型解算和分析的相应数学模型；同时,提出了煤矿企业安全管理与控制方法,建立了煤矿企业安全管理与控制的整套方法体系,并以灵新煤矿为例,应用此方法对该企业的安全管理水平进行了实际评价.同时,根据上述方法体系,研制了配套应用软件,可方便地应用于煤矿企业的安全管理与事故的预防控制工作中. 煤炭作为我国重要的基础能源,在国民经济中扮演重要的战略角色.煤矿安全生产直接关系到我国经济建设的长久持续发展以及能源战略的实施情况,对我国全面建设小康社会以及现代化建设都起着决定性的作用.为此,必须高度重视煤矿安全生产,确保煤炭工业持续、稳定、健康发展. 近年来,我国制订了一系列的政策和措施加强煤矿安全管理力度.如xx年,我国共有2045处小煤矿因不具备安全生产条件被关闭.在国家政策的引导下,虽然我国煤矿事故总量呈下降趋势,百万吨死亡率从xx年的5.07降为xx年的0.564,但与国际先进采煤国家相比还相差甚远,如美国煤矿xx-xx年的百万吨死亡率分别仅为0.027、0.021和0.045.而且我国还一直是世界上煤矿伤亡事故发生频率最高、伤亡人数最多的国家之一.此外,网络通信技术、计算技术等的快速发展对煤矿企业安全管理提出了更高的要求,因此,煤矿企业需要充分利用现代技术加快信息化建设提升安全管理水平,从而建设具有“高度信息化、自动化、高效率”特点的数字化煤矿.通过本文研究,有助于找出煤矿事故的致灾原因,从而有效提高煤矿安全生产水平和管理水平. 为了促进我国煤矿安全生产形势好转,本文将剖析我国煤矿安全事故发生的深层次原因,通过综合评价煤矿企业安全生产水平来掌握影响安全生产的主要因素.本文结合我国煤矿安全生产的特点,利用现代先进的科学理论方法对煤矿安全生产活动进行动态监控和预警,构建完善的煤矿安全预警指标体系与预警模型,对煤矿安全生产活动进行实时监控和矫正,从而为预防及减少煤矿事故提供理论支持和技术保障.本文研究的主要结论包括： 第一,在对安全事故相关概念界定的基础上,提出事故具有因果相关性、事故后果随机性、事故后果不可挽回性及人为可控性四个特征:在对现有煤矿事故致因理论分析的基础上,剖析了煤矿事故的五大类因子：管理因子、人的因子、设备因子、环境因子和信息因子,提出了一种针对可控性事故的符合我国煤矿生产安全管理实践的煤矿事故致因机理,即由于煤矿生产系统中人、设备、环境的缺陷导致的不安全情况,在管理缺陷或信息缺陷下,导致煤矿事故发生,经过应急救援后,形成了事故的最终损失. 第二,针对我国煤矿地质条件的复杂情况,提出了我国煤矿工业系统具有复杂性、动态变化性、变化模糊性和随机性及应急救援和灾害事故处理任务艰巨三大特征,并阐释了以“安全第一,预防为主”为生产方针的煤矿安全评价的重要价值；此外,通过对目前研究状况的分析,发现煤矿安全指标体系的构建和优选尚缺乏统一的标准和方法,根据大多数学者自己的经验,指标体系的确定遵循一定原则会造成主观性过强,无法反映客观的存在,容易出现偏差.层次分析法、德尔菲法及模糊评价法同样很难避免这一弊端；采用主成分分析、变异系数法、神经网络法等统计方法要建立在大容量样本的基础上,然后多数情况下大容量样本是不可获得的.本文在分析各方法的优势和弊端之后,提出基于信息熵法的指标筛选方法,利用该方法进行煤矿安全评价初始指标体系的优化选择. 第三,对模糊神经网络的概念及优势进行了阐释,提出了模糊神经网络实现的原理,具体包括输入层、模糊化层、隐含层、输出层及去模糊化层等5个层次；对定性指标根据相应的规定进行了划分,提出了采用德尔菲法进行量化；并进行了实证分析,可以看出模糊神经网络模型在煤矿安全评价中的优势,结合模糊理论和神经网络技术的模糊神经网络模型既具有学习、联系和自适应能力,又具有模糊思维,可以使得评价结果更具有客观性,仅仅通过对已知样本的学习,就可以获得专家思维,然后可以直接用训练好的网络来仿真待评价样本,降低了评价中的人为因素；同时,利用网络训练求出相应的权重后,即可知道哪些因素对煤矿安全程度影响较大,哪些因素比较重要,从而确定煤矿安全管理的重点. 第四,界定了煤矿事故预警的内涵,给出了BP神经网络和遗传算法的煤矿安全预警评估方法,BP神经网络具有很好的自学习、自适应、并行处理和进行非线性计算的能力,因此在智能控制、非线性优化、信号处理等方面取得了广泛的应用.遗传算法是一种基于自然选择和基因遗传学原理的随机搜索优化方法,具有很强的全局优化能力.因此将两者有机结合起来,用后者对前者的权值和阈值进行优化,可以使网络具有更快的收敛速度,这样,既发挥了神经网络的泛化映射能力,又避免了陷入局部极小的问题,并通过遗传算法优化神经网络权值和阈值建立煤矿事故预警模型,结合义马煤业集团的实际情况对构建的事故预警模型进行应用,发现GA-BP与BP神经网络相比具有更好的预测精度和更快的收敛速度,得出了遗传算法优化BP神经网络是可行的、有效的. 第五,从预警分析和预控对策两方面实现煤矿事故预警管理工作,并在此基础上,形成了从企业各职能管理部门到安全预警中心各部分的工作流程.预警分析包括监测、识别、诊断及预警评估四个方面,预控对策包括组织准备、日常监控和应急管理三方面的内容.煤矿企业各职能管理部门向安全预警中心定期上报运营管理诊断状态报表,并详细说明所采取的预控措施和所取得的效果.安全预警中心对预警指标进行实时监测,当监测结果处于正常状态时,继续监测：当监测结果显示警戒状态时,通过预控对策库采取合适措施进行纠正；当监测结果显示危机状态时,立即成立危机管理小组实施救援工作,直到生产系统转危为安,到达正常工作状态,并将处理危机采取的措施反馈到对策库中,经过长期积累,事故预警管理系统达到很强的免疫能力.此外,安全预警中心还要负责整个煤矿企业工作的组织、指挥和协调,对各部门的预警工作进行定期检查和总结. 另外,给出了从有效和失效两角度启动相应的煤矿预警管理系统及应急管理状态,提出了合理有效的煤矿事故预警管理系统运转模式.煤矿预警管理系统的运转应围绕着“人-机-环-管-信息”开展其活动.对致灾因素预警管理会产生两种结果：有效的预警管理使生产系统转危为安,此时生产系统可以继续运行,失效的预警管理应启动应急措施,此时生产系统停止运行进入调整阶段.在应急管理状态下,通过实施及时正确的预控对策可以促使生产系统恢复到正常生产状态,失败的后果可能发生重大或重特大事故.无论企业是由危险状态还是由应急管理状态转入正常生产状态,其发生的过程和结果参数都将反馈于预警管理系统中的信息库和对策库中,如此可以合理调整和优化下一周期过程中的预警活动.依照煤矿事故预警管理理论所提出的原理可知,预警管理包括对安全管理失误、生产管理波动、重大危险进行监测、识别、诊断、评价、预控等. 第六,从正式制度和非正式制度两方面提供对策建议,进一步完善我国煤矿安全生产管理保障体系.正式制度,作为社会制度的主流,具有强制性的特点,其为非正式制度的建设提供了条件.国家及煤矿企业通过正式制度对煤矿安全生产管理进行协调管制,主要有3个方面：完善煤矿安全生产标准体系、加大煤矿安全生产投入和加强应急救援保障措施.正式制度离不开法律法规的规定,加大其执行力度,为煤矿安全生产管理营造健康发展的环境.正式制度的安排也应结合各地具体情况进行调整和再界定,需要各地政府对相关规定进行合理变通和灵活处置.非正式制度,虽不能代替正式制度,但也是制度不可分割的一部分,是一种具有自发性、非强制性、连续性和广泛性等特点用以规范行业的行为准则,与正式制度形成互补和谐的关系,它并非使用法律法规等强硬手段来实现,其依靠的是行为准则、道德传统等柔性手段.本章从加强煤矿安全技术培训、加强煤矿安全宣传及文化建设、加强国内外安全技术交流合作和加强信息化建设四个方面来阐述煤矿安全生产管理的非正式制度安排. 正式制度为非正式制度的建设提供了基础,非正式制度弥补正式制度的不足.正式制度虽具有强制性但也离不开非正式制度,非正式制度虽然弥补了不足,但其缺乏成文的规定,无法约束煤矿企业的安全生产行为.要想促进煤矿安全生产管理,离不开两种制度的建设,而且两种制度目的统一方能有效.另外制度不是一成不变的,与时俱进才能促进煤矿安全可持续发展. 论文的主要创新体现在： (1)提出了适合我国的煤矿事故致因机理.本文在借鉴事故致因理论的基础上,通过对煤矿事故形成原因的归纳分类,将其分为人的因子、设备因子、环境因子、管理因子、信息因子等5大类,并对危险因子的作用方式进行比较分析,探讨各因子间相互作用路径及事故发生演化规律,提出了煤矿事故致因机理的逻辑框架,并以此作为构建煤矿安全评价指标体系的理论框架. (2)建立了“人-机-环-管-信息”评估指标模型.从现有研究看,大多数学者根据事故致因理论“人-机-环”指标评估体系,这一体系缺少对安全信息管理的考量.从我国煤矿信息化管理现状看,加强信息安全管理显得尤为重要和迫切.因此,本文将人、机、环、管、信息等要素相结合,同时考虑人员、设备、环境、管理以及信息缺陷可能造成的问题和结果,建立更为全面的评估指标体系模型,具有一定的创新价值.利用信息熵法对煤矿安全评价指标体系进行优化.指标体系是否合理会直接影响到评价结果的准确性,通过指标筛选方法的对比研究,本文选择了较为客观的信息熵法对指标体系进行了优化.结合模糊理论和神经网络模型,构建了模糊神经网络模型.通过模糊理论和神经网络技术的有机结合,利用了两个理论各自的优点,同时避免了它们的缺陷,为煤矿生产这种复杂系统的安全现状评价提出了一种新的思路. (3)构建了基于遗传算法优化的煤矿安全神经网络预警模型.从现有煤矿安全预警方法看,模糊综合评价、层次分析、灰色关联分析方法都是学者关注的方法.但是这些方法往往主观性过程,并直接导致评估结果的不确定性增加以及模糊性的增加.本文将神经网络模型运用到煤矿安全预警模型的构建,同时兼顾遗传算法的优点,使神经网络模型具有较强的学习能力和较快的收敛性,具有一定创新性. 我国煤矿企业在国民经济中地位显著.然而近年来,我国煤矿企业重特大事故频繁发生,造成了严重的人员伤亡和经济损失.根据国家安监局资料显示,xx年至xx年,我国煤矿企业因安全问题造成的人员死亡总计高达16759人.安全问题已成为影响到我国煤矿企业生存和长期发展的重大战略问题.如何有效遏制这些安全问题的发生已成燃眉之急.分析近年来煤矿企业事故高发原因,我们发现,虽然存在经济发展周期等因素,但主要原因是煤矿企业完善的安全文化体系建设的缺失.因此,对我国煤矿企业加强安全文化建设势在必行. 本文正是从企业文化建设的角度出发,着重于安全文化建设,将煤矿企业的精神、制度、行为和物质等资源进行综合分析,构建我国煤矿企业安全文化的体系,并进行科学的评价,达到完善企业文化建设、预防和遏制重大安全事故的目的.最后,还将结合科研课题对河南平煤天安公司五矿企业文化建设进行应用研究. 全文共分五部分,以下对各部分进行简要的概括： 第一部分是绪论.首先阐述了选题的及研究背景,基于对我国煤矿企业发展现状、发展趋势以及安全形势的分析,得出了结论,即安全问题已经成为影响我国煤矿企业生存和长期发展的根本战略的重大问题.接下来,阐述了研究的目的和意义,即从企业文化建设的角度出发,着重于安全文化建设,将煤矿企业的精神、制度、行为和物质等资源进行综合分析,构建我国煤矿企业安全文化的体系,并进行科学的评价,达到完善企业文化建设、预防和遏制重大安全事故的目的.最后说明了本文所采用的主要研究方法和研究技术路线. 第二部分是关于企业文化和安全文化建设相关理论的综述.主要阐述了两个方面的内容：企业文化相关理论综述和安全文化相关理论综述.首先,对国内外企业文化的研究现状和发展趋势作了总结和展望,并概述了企业文化的内容和结构.接下来,在安全文化方面,界定了安全文化和企业安全文化的内涵,总结了安全文化研究与应用的现状,并特别地从联系和差别两个方面分析了安全文化与企业安全管理的关系. 第三部分是我国煤矿企业安全文化体系的构建.主要包括我国煤矿企业安全管理现状、安全文化建设过程中存在的问题、国外煤矿企业安全管理启示和我国煤矿企业安全文化体系的构建三个方面的内容.首先,分析了我国煤矿企业安全管理现状,认为存在死亡率高、监察不力、管理落后、投入不足、超能生产、预防缺位、人才缺乏、培训不够、技术落后和*不全等严重问题；接下来,指出我国煤矿企业安全文化建设中存在领导重视不够、理解存在误差和方法有待改进等不足之处；接着,分析了美国、印度、澳大利亚、南非、德国、日本等主要产煤国的安全管理经验,得出了一些启示；最后,在分析安全文化的特点和对象的基础上,从安全精神文化、安全制度文化、安全行为文化和安全物质文化等层面构建了我国煤矿企业完整的安全文化体系,并进一步指出了安全文化建设的方法. 第四部分是我国煤矿企业安全文化的科学评价.主要包括分值量化安全检查表法和AHPFuzzy综合评价模型两个部分.首先,介绍了一种简单易操作的方法分值量化安全检查表法,通过组织的承诺、管理参与、员工授权、奖惩系统、报告系统和素质培养等六个指标进行评分,按照得分进行评价.接下来,介绍了AHPFuzzy综合评价模型,先是构建包括总目标层、准则层和指标层在内的煤矿安全文化综合评价的层次结构模型,接着介绍了煤矿安全文化的模糊(Fuzzy)综合评判具体步骤. 第五部分是平煤天安公司五矿安全文化建设实践.主要包括河南平顶山煤业集团及天安五矿的简介、天安五矿安全体系的构建两部分内容.在天安公司五矿的安全文化构建部分,首先阐述了五矿安全文化建设的目的和意义,进一步阐述了原则和要求,接着指出了五矿安全文化建设的基本理念,然后根据文章第三部分我国煤矿企业完整的安全文化体系的构建,构建了五矿安全文化体系,该体系包括安全精神文化、安全制度文化、安全行为文化、安全物质文化和安全形象文化五大层次.在安全精神文化层次中,构建了五矿安全文化建设的基本目标和安全价值观；在安全制度文化层次中,构建了五矿安全生产责任制度、安全质量明细化管理制度、事故预防管理制度、安全技术管理制度、安全宣传教育和培训制度、安全监督检查制度、安全生产奖罚制度、职业安全健康认证制度等八个方面的安全制度体系；在安全行为文化层次中,构建了五矿安全行为准则、安全行为规范和安全责任落实等几个方面的安全行为体系；在安全物质文化层次中,指出了五矿应构建包括产品和厂容厂貌在内的安全物质文化体系；鉴于安全视觉识别系统能通过对人的视觉刺激,警示工作人员遵章作业,规范行为,从而达到促进安全生产的目的,文章最后还构建了五矿的安全形象文化体系. 煤炭资源在我国分布较广,储量丰富,开采历史久远.长期以来,煤炭资源已经在我国一次性能源消费结构中占有主导地位.特别是改革开发以来,随着煤炭资源市场需求的持续旺盛,我国煤炭开采生产能力不断增加,大量的煤矿建设项目相继开工建设.煤矿建设项目的增加,导致了安全生产事故的不断发生,煤矿建设安全生产面临严峻挑战,影响着煤炭工业的稳定和发展.因此,控制煤矿建设项目安全生产事故的发生已经成为社会各界极为关注的重大问题. 基于以往对煤矿建设项目安全生产管理理论及安全评价理论的不足,结合影响煤矿建设项目安全生产管理的因素和造成安全生产事故的原因,进行煤矿建设项目安全生产要素集成管理的研究具有重要的科学意义和现实意义. 目前,我国煤矿建设项目安全生产管理形势依然很严峻,大量存在的问题导致了煤矿建设项目安全生产事故的频繁发生.煤矿建设项目安全生产系统是一个由人、机、环境、管理要素组成的复杂的开放系统,要素子系统内部具有层级结构,要素之间具有复杂的作用关系,这种作用关系推动着煤矿建设项目安全生产系统的演化进程,对煤矿建设项目安全生产的影响深远. 本文运用集成管理、安全系统工程、协同、管理熵等相关理论,在分析煤矿建设项目安全生产影响因素、集成管理的必要性的基础上,研究了煤矿建设项目安全生产要素集成管理的时间结构、空间结构和功能结构,运用霍尔三维结构理论建立了煤矿建设项目安全生产要素集成结构模型.同时,在分析煤矿建设项目安全生产传统管理框架不足的基础上,设计了煤矿建设项目安全生产要素集成管理框架. 煤矿建设项目安全生产要素集成管理模型是实现集成管理框架的基础.本文按照SIPOC协同模式理论,在分析煤矿建设项目安全生产要素之间以及要素内部具有SIPOC协同过程的基础上,对煤矿建设项目安全生产集成管理下的要素间作用关系进行了研究.从要素间的作用关系看,人的因素与自身的人力资源状况、发展潜力、管理方面存在的问题有关；机器要素与机器自身的状态、人力资源能力、管理方面存在的问题有关；环境要素与自身环境条件的风险水平大小、管理方面存在的问题有关；管理要素则与四个要素均有关系.本文按照上述逻辑分析,建立了煤矿建设项目安全生产要素协同演化数学模型,并建立了基于要素指标协同评价的模型有关参数的确定方法. 通过对协同演化模型数值模拟,找出了人因要素和管理要素是煤矿建设项目安全生产要素集成管理系统的序参量,控制着系统的演化进程,对其系统的伺服过程和系统平衡点稳定性进行了分析.煤矿建设项目安全生产要素集成管理的协同控制、保证系统的稳定性是实施集成管理的重要环节.对于煤矿建设项目安全生产要素集成管理的协同控制的研究主要体现在三个方面：一是研究安全风险的产生机理；二是建立煤矿建设项目安全生产要素集成管理协同控制的概念模型；三是提出协同控制的对策措施.本文从安全生产法治与序参量之间的关系分析入手,建立了基于序参量协同控制的煤矿建设项目安全生产法治框架,重点分析了我国煤矿建设项目安全生产法治体系在事前预防、事中控制和事后反馈三个环节存在的问题和原因,同时,基于问题导向分别提出了基于序参量协同控制相应的法治对策措施,并从政策、工程技术、效益三个层面对其可行性进行了分析. 最后,对东风煤矿改扩建项目安全生产要素集成管理进行了案例研究,设计了集成管理的框架,分析了集成管理的运行模式,对东风煤矿改扩建项目安全生产要素集成管理协同度进行了评价,对其集成管理模型和稳定性进行了分析,找出了影响集成管理稳定性的主要问题,并有针对性地提出了相关的对策措施建议. 近年来,我国煤矿安全生产形势不断好转,煤矿百万吨死亡率逐年下降,但是和发达国家相比差距仍然较大.究其原因,是我国煤矿安全管理水平较低,没有全面辨识、排查煤矿安全隐患,对煤矿生产中的风险没有定量计算,没有有效实现煤矿风险层次化动态预警.因此,在我国煤矿安全生产实践的基础上,通过对比分析国内外先进的安全管理理论、安全管理模式、安全管理模型,应用精细化管理思想、“流变-突变”理论、安全隐患辨识理论、风险定量计算方法、风险层次化预警模型、TARPs理论、闭环控制理论、大数据理论等建立现代煤矿安全隐患层次分析与动态预警方法,对实现煤矿生产作业过程中的风险分层预控,实现煤矿风险层次化动态预警,实现煤矿本质安全化生产具有重要的理论意义和现实意义.(1)在对我国煤矿安全管理现状进行深入梳理的基础上,通过总结归纳国外先进的煤矿安全管理、安全隐患辨识、风险评价、风险预警等理论的研究现状,尤其是澳大利亚的煤矿安全管理理论和模型,得出:我国大部分煤矿生产作业环境复杂,生产过程中的安全隐患比国外煤矿要多,并且没有全面辨识,所以直接引进国外的安全管理理论和模型未必能够解决我国煤矿安全管理中的实际问题,我国煤矿风险预警模型和预警理论不够完善,针对性不强,我国煤矿安全管理中信息化的应用不够成熟.因此,需要运用信息化的手段,将国外先进的安全管理理论和我国煤矿安全生产的实际相结合,才能从根本上提高我国煤矿安全管理的水平.(2)论文深入分析了我国现代煤矿生产系统的特点,有针对性的分析了精细化管理理论在煤矿安全隐患辨识、层次化分析、预警中的应用,流变-突变理论在煤矿事故和安全管理中的应用,澳大利亚TARPs理论在煤矿风险管理中的应用,闭环控制理论及其在煤矿安全管理中的应用,研究了本质安全和传统安全的区别以及煤矿本质安全化管理理论等.在此基础上,建立了基于无线传感网络、便携式风险检查仪和风险信息卡的煤矿层次化安全管理理论,提出了“全员参与、闭环控制、动态预警”的核心理念,建立了煤矿层次化管理组织结构模型和煤矿安全隐患层次化管理体系等.(3)经过统计分析我国煤矿近十年的安全生产形势,得出:我国煤矿安全生产形势逐年好转,我国煤矿生产中顶板、瓦斯、机电、运输、放炮、水害、火灾以及其他类型等八大类事故中顶板事故起数最多,瓦斯事故发生后带来的危害最大,我国煤矿事故在下降的过程中瓦斯事故、顶板事故、火灾事故的波动性最大,我国八大类事故的发生起数和 _都呈现出下降的趋势,其他类型的事故在煤矿生产中应该特别重视.然后结合我国煤矿生产的特点、事故致因理论和轨迹交叉理论提出了煤矿事故宏细微观致因模型,对我国煤矿曾经发生的重特大事故原因及教训运用该模型进行了宏细微观3个层面的详细分析.(4)论文辩证的分析了我国煤矿生产过程中的危险源和安全隐患的关系,得出:在煤矿生产中安全隐患是安全管理的主要对象.全面系统的分析了煤矿安全隐患的分类方法,人-机-环-管4类安全隐患之间的耦合关系,介绍了煤矿安全隐患的辨识方法、安全隐患风险的定量计算方法,对煤矿生产系统中的人-机-环-管4个子系统的安全隐患进行了全面辨识和风险定量计算.(5)论文将煤矿风险分为3个层次,宏观风险(矿级)、细观风险(采煤工作面等)、微观风险(具体的人-机-环-管),然后建立了煤矿宏观风险计算模型,运用理论分析、专家访谈和问卷调查相结合的方法确定了煤矿宏观风险计算模型中的指标体系,明确了单指标的计算方法,对指标进行了归一化和无量纲化处理,运用层次分析法和熵值法对风险计算模型中的指标进行了赋权,这种赋权方法提高了指标赋权的科学性和合理性.运用煤矿宏观风险计算模型对某矿的风险进行了层次划分,针对该矿s3-2工作面进行了实例分析.(6)论文系统分析了煤矿风险预警的基本概念、相关理论、预警基本原则等,在此基础上结合煤矿宏观风险指标体系建立了煤矿风险层次化动态预警指标体系,研究了宏细微观3个层次预警指标的联动关系.在预警指标体系研究的基础上建立了煤矿安全直接预警理论和间接预警方法,直接预警是人-机-环等具有直接指标可以预警的子系统,间接预警一般指安全管理的预警,论文分析了直接预警和间接预警的关系.建立了煤矿风险层次化动态预警模型及其相应的数学模型.该模型中,引入了触发器的概念,只要微观层面预警指标达到预警临界值就启动触发器将预警级别传递到细观层面,细观层面的预警指标值也会超过相应指标的临界值,将警情最后再传到宏观层面,实现宏细微观联动预警.在此基础上,论文建立了基于触发器的煤矿宏细微观3个层次的风险预警联动模型.(7)煤矿风险层次化动态预警模型在山西某矿进行了应用.将山西某矿的风险预警分为宏观(矿级)、细观(例如采煤工作面)和微观(具体的人-机-环-管)3个层次,将宏观预警区域分为8个采区和井底车场共9个区域的预警,然后以s3采区为例进一步细分为5个采煤工作面和2个掘进工作面,最后以s3-2工作面为例建立了人-机-环-管预警模型,对预警模型的进行了实例研究.(8)基于煤矿层次化安全管理理论、安全隐患辨识与风险定量计算方法、风险层次化动态预警方法建立了相应的管理系统.该管理系统包含硬件部分和软件部分,硬件设备包括井上数据中心、井上工作区域监测体系、井下工作区域监测体系,并且制定了管理系统的相关技术指标.论文重点对井下系统的硬件进行了详细的分析,包括智慧线及其附属设备、便携式风险检查仪、风险信息卡.智慧线是一种集数据采集、传输,语言通信为一体的线缆,还可以实现人员定位的功能,智慧线和智慧线附属设备可以简单、快捷、安全的组建智慧线网络,该网络具有很强的稳定性.便携式风险检查仪和风险信息卡是一套安全管理工具,可以有效提高煤矿作业现场安全管理效率.论文对煤矿井下的关键岗位设计了风险信息卡,关键机械设备设计了机械风险信息卡,主要危险环境设计了相应的环境风险信息卡.软件系统可以实现:安全隐患闭环管理、安全标准化动态管理、安全培训、违章管理、事故预测、人员定位、安全检查等功能.(9)论文运用煤矿层次化安全管理理论,安全隐患辨识理论、风险定量计算方法、风险层次化动态预警方法等在某矿进行了应用研究,从人、机、环等方面对煤矿日常安全业务指标进行量化描述,通过现代信息化技术手段将量化、精细化煤矿安全管理作为核心,利用信息管理系统对隐患、违章进行闭合处理和在线管理,有效落实各项安全管理制度,变静态安全管理为动态安全管理,变被动安全管理为主动安全管理.对本系统应用前后的事故数量、违章数量和安全隐患数量进行了对比分析,得出煤矿事故数量没有明显的变动趋势,人员违章次数逐渐减少,安全隐患数量在刚实施量化管理时数量反而增加,随后又逐渐下降,最终在下降20%左右后数量没有明显的变化,达到一个新的平衡状态.(10)论文系统的研究了大数据的理论,以及大数据在国民经济社会中的应用情况.目前大数据技术在电子商务、金融、天气预报当中应用比较成熟,在煤矿安全管理中的实际应用还没有展开,但是相关的科研院所,大型的煤矿集团已经开始了相关的研究.论文根据大数据技术的特点和煤矿安全生产系统的特点,提出了大数据在煤矿安全管理中的应用分为4个层次,即统计、分析、预测、辅助决策,4个层次是层层递进的关系.大数据的统计功能就是煤矿安全生产数据的采集和存储,大数据的分析功能就是传统意义上的统计分析功能,论文在大数据对煤矿安全生产的预测展开了深入研究,运用支持向量机预测模型对某矿生产中的安全隐患等进行了预测. 煤炭是我国的主要能源,受我国煤矿复杂地形限制,矿难频发.现有煤矿井下安全监控系统所存在的缺陷和不足,已成为制约煤矿安全生产水平的瓶颈问题,设计一套能够满足煤矿安全需求的井下安全综合监控系统十分必要.近年来无线通讯技术和无线传感器网络技术的迅速发展,为研发下一代的煤矿安全综合监控系统提供了技术基础.无线传感器网络具有结构灵活、自组织、多跳等特点,适用于恶劣环境,是弥补目前井下监控系统缺陷的有效工具. 本文通过对我国xx年4月至xx年12月间发生的221起重特大煤矿安全事故的分析和事故诱发原因的统计,借助这些实际事故数据,根据煤矿安全事故产生的必备条件,采用层次分析方法（AHP）建立了瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、顶板事故、透水事故四类典型事故的失信模型.并在煤矿失信因素分析的基础上,结合煤矿安全监控系统的现状和无线传感器网络技术的发展趋势,提出了基于无线传感器网络技术的由传感与检测系统、安全 _络与通讯系统、安全管理信息系统、安全预警决策与决策支持系统以及救援信息保障系统组成的煤矿井下安全综合监控系统设计方案,针对煤矿安全综合监控系统中两个关键性支撑技术：无线传感器网络节点定位和路由技术展开了研究.在理论研究的基础上基于CC2430/CC2431节点设计、实现了一个无线传感器网络定位原型系统,并在模拟矿井中利用该原型系统对本文提出的改进RSSI定位算法的性能进行了测试.围绕这些内容所进行的工作和取得成果如下： 1、针对煤矿井下静止节点的定位问题,通过对传统RSSI定位方法的分析,发现由于传统RSSI定位算法中路径衰落指数通常取固定的常数值,无法反映井下环境对无线信号的影响程度,是导致RSSI定位算法在井下的定位精度较差的原因.本文结合巷道内信标节点链式部署的特点,提出了一种基于信标节点间距离和信号强度值动态计算巷道各处的真实路径衰落指数的方法,并在此基础上提出了一种基于动态路径衰落指数的改进RSSI定位算法.仿真结果表明,在相同的环境下,该算法定位精度优于RSSI定位算法,能够满足井下人员定位的要求. 2、受井下恶劣条件和节点有限能量的影响,井下无线传感器网络经常会出现节点失效的情况,使得巷道内覆盖不足,定位节点由于无法收集到足够的定位辅助信息而无法完成自身的定位,需要借助一些其它的辅助信息完成节点定位.井下狭小而封闭的空间限定了定位结果只能落在这个封闭空间内,网络中信标节点的分布及网络的连通 _也有助于消除一些冗余的定位结果,本文在此基础上提出了一种服务器端基于地理信息的辅助定位方法,针对井下节点定位过程中不同的节点覆盖度,借助于井下巷道地理信息和信标节点的分布信息,实现覆盖度不足情况下的节点定位,提高节点定位的精度. 3、针对井下移动节点的定位问题,通过对巷道内移动节点的移动过程分析发现,受井下信标节点链式部署特点的影响,移动节点在移动过程中所感知到的一跳信标节点的质心与移动节点保持着相同移动的趋势,且在位置上较为接近,在质心点附近采样,可以大大提高采样的成功率.本文在此基础上提出了一种基于质心盒子的蒙特卡洛定位方法,通过定义一个质心盒子缩小采样范围,以提高采样的成功率,并最终提高移动定位的精度.仿真结果表明该算法比蒙特卡洛定位方法和基于锚盒子的蒙特卡洛定位方法更适应于井下巷道内的移动节点定位. 4、针对井下巷道内节点路由问题,通过分析井下巷道内线型、网状和团型三种应用场景的特点,分别提出相应的路由策略.针对线型场景中监测区域狭长的特点,基于分区成簇、簇头成链的思想提出了一种适用于狭长结构网络的基于位置的分簇路由（PBCR）协议；针对网状场景提出了一种动态最小能耗中继路由（DMERR）算法,动态调整信标节点的通信距离,以达到降低信标节点通讯能耗的目的；针对团型场景中信标节点和移动节点能量水平不平衡的特点,提出了一种基于位置估计的井下路由（PEBHR）协议,由井下巷道内的移动节点承担主要的数据转发任务,降低信标节点的能耗,延长网络生存时间.仿真实验分别说明了这三种算法的有效性,能够适应不同场景下井下无线传感器网络的路由需求. 中国煤矿行业是一个高危行业,频发的煤矿事故给国家和人民造成了极大的损失,严重影响了和谐社会的建设,并在国际社会上产生了恶劣的影响.在煤矿安全生产管理中,改变目前被动的、经验式的安全管理模式,进而实施主动的、全面风险预警的安全管理模式是有效的解决中国目前煤矿事故频发的关键.煤矿安全生产风险预警是在从定性到定量综合集成方法的指导下,全面收集煤矿风险信息,通过相应的预警知识规则和预警模型提前判断系统的风险状态,达到对当前的不可接受风险进行及时报警、对未来的风险进行实时预警的目的,同时依据预警结果提前做好防控措施,从而消除、减少与控制煤矿事故.实施煤矿安全生产风险预警对贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针,改善目前严峻的煤矿安全生产形势具有重要意义. 本文以复杂性理论为指导思想,以从定性到定量的综合集成方法为指导方法,融合复杂性科学理论、风险预警理论、安全科学理论、数据挖掘技术等多种理论与方法,结合实证分析,对煤矿安全生产风险预警的相关知识进行了系统的研究. 首先,研究了煤矿事故的复杂性演化机制,提出了煤矿风险状态预警的新思路.通过分析煤矿生产系统的复杂性特征,认为煤矿生产系统是一个耗散结构系统,更是一个复杂巨系统,从定性到定量综合集成方法是目前解决此类问题的最有效方法,将其作为煤矿风险预警的指导方法；以自组织临界性理论为依据,分别对煤矿死亡事故、由瓦斯引起的死亡事故的幂律关系进行了分析,结果表明中国煤矿事故具有自组织临界性特征；依据煤矿的复杂性特征提出了煤矿风险状态预警的思想,将系统的风险状态分为远离临界态、临界态和超临界态三种状态：煤矿安全生产系统中的风险状态在远离临界态的暂稳态中不断变化,这种变化是一种可预测和可控的变化；临界态是系统风险状态演化的特殊形式,在临界态风险的演化可能是突变的,这种演化是不可预测的,因此临界态的风险是煤矿风险预警的防控重点；超临界态是临界态的进一步正向发展,此时表示系统必然会发生事故,必须立即报警.风险预警的防控措施就是保证系统的风险状态始终保持在远离临界态的暂稳态中. 其次,研究并初步建立了煤矿风险预警的理论体系.依据“治未病”原理分析了适合煤矿风险预警的“辨证论治”方法；依据风险预警的特点提出了显性危险源和隐性危险源的概念；提出了“以人为本、预防为主、及时适时”的风险预警原则；确立了明确警义-寻找警源-分析警兆-预报警度-防控警情的风险预警程序和煤矿风险预警的方法. 第三,研究了建立煤矿风险预警指标体系的相关内容.结合层次分析法和集对分析法提出了一种获取指标主观权重的层次-集对分析法,研究了基于粗糙集理论的客观权重获取方法,结合粗糙集和信息熵理论,提出了一种获取客观权重的改进熵权分析法,并分别用实例进行了分析和验证；从人、机、环与管理四个方面,建立了煤矿隐性风险预警的指标体系,并用模糊数学方法确定了指标体系的隶属度函数. 第四,基于数据挖掘技术建立了煤矿风险预警知识库.提出利用产生式表示法和框架表示法表示煤矿风险预警知识,产生式表示法适合表示显性风险知识,框架表示法则适合表示隐性风险知识；针对产生式表示法,以决策树CART和C5.0为代表进行了风险预警的实证研究,针对框架表示法,以基于案例的推理方法为代表进行了风险预警的实证研究. 最后,研究并提出了基于集对分析理论的风险预警模型.针对风险的不确定性特征,从联系度对煤矿风险的不确定性描述方面分析了联系度对系统宏观与微观演化的状态描述,并利用突变模型对联系度的不确定性区间进行了分析；对显性风险源提出了*警度的集对分析模型,对隐性风险源提出了五级警度的集对分析模型,并用实例进行了验证. “百闻不如一见”,人脑获取的外部世界信息80%以上通过视觉系统进行传输,同时,视觉信息处理具备高速、大容量、可并行的显著优势.当前,人们身处海量、碎片化、多维异构的大数据信息时代,充分发挥人的视觉思维能够克服人的信息认知瓶颈,因此,利用视觉辅助信息认知与逻辑分析,已成为现今学术科研与实践应用的潮流.随着信息技术在煤炭企业中不断得以广泛应用,其有效提升了矿井安全生产的实时监控、应急管理水平.然而,信息系统的普及也产生了不容忽视的问题.煤矿安全安全信息系统的异构异质性,使得安全数据呈现多维结构、联动性、隐喻性的特征,增加了人员信息理解与使用的难度,同时,由于系统对矿井环境进行实时监测,产生了TB级的海量数据,爆炸式的信息增长超出了管理人员的认知能力范围,导致信息处理滞后、业务流程繁琐、信息资源利用率低下的现象,安全信息的认知与利用不足阻碍了煤矿安全管理发展.因此,将人的视觉认知与煤矿安全管理结合,形成了煤矿安全可视化管理模式与安全可视化方式,能够对安全管理高维数据属性进行筛选与挖掘,并结合认知心理学与视觉思维规律,转化为形象、易于理解、吸引关注度的图形图示,甚至科学的图形构图启发人的思维与想象,从而有效提升信息资源的开发利用效率,实现“基本数据视觉化、客观规律显性化、隐喻内涵洞察化”的目标.然而,当前十分匮乏安全可视化方式的理论研究,理论研究中尚未形成系统体系,实践应用中缺乏科学理论指导.由此,本文面向煤矿安全管理,围绕科学应用、管理效应、优选设计三个方面开展煤矿安全可视化方式的具体研究.本论文受到国家自然科学基金面上项目“基于数据挖掘的煤矿安全可视化管理模型及图元体系研究”(基金编号:61471362)资助,该项目分为“知识可视化”、“展示可视化”与“可视化图元体系”三部分,本文主要围绕其中的后两项内容进行研究.按照“分析现状、寻找因素、评估效果、优化设计”的思路,论文可分为7章.具体研究内容包括:第1章:绪论.本章首先分析了煤矿安全可视化方式的研究背景,阐明了安全信息资源认知与利用不足是当前煤矿安全管理的关键问题,论述了视觉认知对于安全信息处理具有重要优势.其次,对国内外可视化管理与可视化方式的理论研究与煤矿安全可视化方式的实践应用进行归纳分析,提出当前煤矿安全可视化方式的理论研究仍十分匮乏,由于缺乏理论指导,安全可视化方式的实践应用效果也层次不齐.由此,提出了利用安全可视化方式解决当前安全管理困境的思路.由此明确了本文的研究目标与意义,系统分析了论文的主要研究内容与结构安排,并提出论文研究的技术路线.第2章:文献综述.本章围绕煤矿安全可视化方式的主要问题,结合可视化理论、煤炭企业安全管理、信息可视化与认知心理学四门学科,进行安全可视化方式的相关文献调研.其中,可视化相关理论是研究的理论指导,煤矿安全管理理论是研究的实践,因而对其进行相关文献调研.其次,讨论了信息可视化模型、数据结构及可视分析的相关理论,为安全可视化方式作用机制与因素分析提供基础.此外,结合认知心理学的宏观(认知发展模型)、中观(认知信息加工模型)、微观(视觉认知规律)原理,为安全可视化方式的设计优选提供借鉴.第3章:理论框架研究.本章探索构建了煤矿安全可视化方式的理论体系,首先,结合煤矿安全管理特征与对象属性分析,讨论了煤矿安全可视化方式的内涵、外延及内容体系,其次,从信息传播与信息控制角度,论述了安全可视化方式在煤矿安全管理中的作用机理,并据此分析了安全可视化方式的应用过程,提出可视化方式的应用优化需求,阐明了可视化方式的实践优化是提升煤矿安全管理的有效手段,由此,构建了煤矿安全可视化方式的理论框架,并围绕可视化方式的影响因素x、描述因素y、管理效应p而提出研究的三个核心问题.第4章:关联因素研究.本章探讨了确定煤矿安全可视化方式的关联因素,并分析提出因素关联模型.基于霍尔三维结构而提出安全可视化方式的四维分析模型,以此模型为指导分析了安全可视化方式的关联因素基本维度(x、y、p).通过煤矿安全管理特征与对象属性的分析,总结了包含目标、内容、结构、模式组合的特征描述指标(x),利用问卷调查与因子分析技术,得出包含管理、信息、认知差异与技术设计的影响因素指标体系(y),根据x与y的关联关系构建了sce因素关联模型,为安全可视化方式的优化选择研究提供理论基础,最后,提出可视化方式的isq优化需求评估方法,针对煤矿安全管理活动的各类常用可视化方式类型进行应用效果的评估,从中寻找实践可行的可视化方式类型,也为进一步的优化选择确定了研究目标.第5章:管理效应研究.本章系统梳理了安全可视化方式的优化应用对煤矿安全管理的管理效应.首先,结合认知发展层次理论,阐述了“2-4”管理效应层次模型及作用机制.基于该模型提出了管理效应的评价指标(p),主要包括个人认知效率(pr)与个人在组织中重要度(p0)两项指标.其次,针对个人认知层面,结合信息加工原理分析了个人与人机交互的认知模型,由此提出安全可视化方式的个人认知效率公式,并推导了安全可视化方式对时效性、容量性的影响假设.进而,通过时效性导向的瓦斯警报认知实验,证明了可视化方式对信息获取、信息识别、信息分析的影响,得出、优化应用提升了30.17%的认知效率,开展容量性导向的安全隐患管理认知实验,验证了可视化方式对认知广度、认知强度、认知长度的作用,验证了可视化方式的优化应用提升27.18%的认知效率.最后,针对组织层面,论述了可视化方式的科学应用能够促进安全管理业务流程的精简化、智能化、可监控,组织制度的扁平化、协同化、规范化,并促进安全可视化管理的发展与成本管控能力,推动安全文化体系的完善.第6章:设计选择研究.以可视化方式应用的管理效应最大化为目标,本章讨论了煤矿安全可视化方式的优化设计方法,包括图库体系与FODV设计模型.结合认知心理学、信息可视化与煤矿安全管理的制度规范,提出科学的可视化图元、设计内容与组合规则,形成安全可视化方式的图库体系,为安全管理提供丰富的图形集合,结合SCE模型而提炼了FODV设计模型,并进行井下人员管理的认知实验,得出可视化方式的优化设计能够最高缩短70%的认知时间,有效提升安全人员的信息认知效率、提升安全可视化方式的管理效应.进而,利用对应分析方法,得出可视化方式的管理层级选择模式,将其与人机交互理论相融合,提出了安全可视化方式的MCD选择交互模型.围绕模型设计了安全可视化方式选择交互的系统框架与功能体系,为安全可视化方式的信息系统实现提供指导.第7章:结论与展望.基于上述研究成果,总结了本文的研究结论与创新点,并对未来进一步的研究做出展望.本文的主要创新点包括:构建了煤矿安全可视化方式的理论框架,提出了四维分析模型,提出了安全可视化方式的SCE关联模型与ISQ优化需求评估方法,建立了安全可视化方式的管理效应“2-4”层次模型,提出个人认知效率的计算公式,提出了安全可视化方式的设计选择方法,建立了可视化图库体系与可视化选择交互系统.综上,煤矿安全可视化方式是基于信息技术对安全数据、信息、知识的一种形象、高效的展示形式,其优化应用能够有效促进个人认知效率与组织管控水平.因而,针对当前安全可视化方式理论研究匮乏的现状,本文结合煤矿安全管理需求与视觉认知规律,利用统计分析、认知实验、数学建模的方法,探讨了可视化方式的优化需求判断、管理效应分析、优化设计选择方法,提出了SCE模型、“2-4”层次模型与FODV设计模型,完善了安全可视化方式的图库体系,并通过信息系统加以实现,对煤矿安全可视化管理具有重要的理论价值与实践意义. 研究煤矿企业长效安全评价体系,有助于分析和安全影响因素的关系脉络,并理清安全管理思路,是进一步理解事故致因理论和安全研究方向的有效办法,对评价煤矿企业安全管理能力、以便采取有效的措施、实现长效安全具有重要的理论和实践意义.现有的研究主要集中在,只有依托于企业微观层面的人-机-环-管“4M”模型的客体的描述,评价煤矿企业的安全管理状态.基于此,致力于运用因素分析、解释结构模