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煤矿水灾害的防治是煤矿安全生产亟需解决的重要课题,而对煤矿水灾害致因机理的研究是煤矿水灾害防治的基础。煤矿水灾害致因系统是人-机-环境相互交融的复杂系统,是一个开放的、动态的巨系统,但是,以往关于煤矿水灾害形成机理的研究多侧重于工程技术层面,没有将其放在煤矿生产复杂系统的大环境下来考虑,同时煤矿水灾害各影响因素问是非线性的关系,利用传统的安全评价方法已经显示出其局限性。
针对以上煤矿水灾害研究的不足,本文引入了系统动力学分析方法。重点研究在煤矿生产复杂系统条件下煤矿水灾害的致因机理,并研究煤矿水灾害致因系统的安全状况在上述因素共同作用下的系统动力学演化机制。
首先,以危险源辨识理论和方法为基础,通过综合运用经验分析法和因果分析法辨识出煤矿水灾害的危险源,提出了影响煤矿水灾害的六大子系统,并研究了各子系统间、子因子间的复杂因果联系,最终建立起煤矿水灾害致因机理体系图;
其次,从系统动力学理论出发,对煤矿水灾害致因系统进行详细分析,按照系统动力学建模步骤依次确定建模问题;确定系统边界及构成系统的要素;确定因果关系图及定义变量;建立SD流图模型及方程;
最后,以DS煤矿为例,收集并处理该煤矿水灾害致因系统的相关数据,利用Vensim软件模拟出系统在不同状态下的结果,经过系统分析提出系统改进措施,并对影响系统的关键因素进行灵敏度分析,说明模拟预测的可靠性和适用性,为煤矿水灾害的安全管理决策提供科学的参考。
通过以上研究,本文建立起了系统详尽的煤矿水灾害致因机理图,构建了可靠适用的煤矿水灾害致因系统动力学模型。这将有利于系统地揭示煤矿水灾害形成机制,推进系统动力学理论在煤矿水灾害领域的应用,对于提高煤矿水灾害救治水平具有一定意义。