文档介绍：第23卷第4期 2008年12月灾害学 JOURNAL OF CATASTROPHOLOGY VoL 23 矿山灾害系统的脆性关联分析’刘辉,吴超(中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙410083) 摘要i应用脆性理论来研究矿山灾害系统。从人、机、环境及运作管理等子系统出发,以矿山灾害事故与各子系统的脆性联系为着眼点,建立了矿山事故脆性关联分析模型,并根据矿山生产的特点,提出了相应的脆性因子。最后以某矿为例,计算出矿山事故与各子系统间的脆性联系熵值,并就结果进行了分析。结果表明应用复杂系统脆性理论研究矿山灾害,找出影响矿山灾害的脆性因子对于预防事故的发生具有重要意义;同时,脆性波动熵变化范围表明运作管理对于控制事故的发生有更大的操作空间。关键词i矿山灾害;脆性关联;分析模型;熵中图分类号:TD7 文献标识码:A 文章编号:1000—811X(2008)04—0006一05 0 引言矿山安全是采矿工业可持续发展的重要组成部分,已广泛引起各国政府的高度重视?。由于矿山生产系统是一个由人、机、环境等子系统构成的空间极其复杂的灾害系统旧J,其事故的发生具有明显的不确定性和随机性,一旦一个关键组元的功能失效,就有可能导致整个井下生产系统的崩溃,从而造成事故的发生,甚至酿成重大灾难。目前我国矿山安全生产形势依然严峻,矿山灾害严重制约了我国矿山企业的发展,并成为其发展的“瓶颈”。因此,如何通过对灾害事故及其致灾因子进行客观、有效的分析,找出导致灾害事故发生的脆性因子及其相互影响关系,从而控制事故乃至从根本上杜绝事故的发生成为安全科学迫切需要解决的重大课题。近年来,一些学者运用脆性理论日。1来研究复杂系统,并且成功地应用于传染病扩散旧J、交通系统H1等的研究中。文献[3]根据脆性的定义以及脆性所具备的特性提出脆性熵和脆性联系熵函数等概念来研究复杂系统的特性及其与内外不确定因素之间的关系。文献[5]描述了煤矿系统内部的脆性过程。矿山灾害系统是一个典型的复杂系统, 其井下开采的作业环境与条件完全具有复杂系统所具备的特点。 1复杂系统脆性 、外干扰因素的作用而使得某一部分发生崩溃,从而使得其他部分受到直接或间接的影响,进而引发崩溃,这样会带来连锁的反应。文献[3]把系统的这种特性称之为脆性。脆性是复杂系统的一个基本特性,始终伴随着复杂系统存在,并不会因为系统的进化或外界环境的变化而消失。对于一个开放的复杂巨系统, 当它的一个子系统(不是孤子)遭受足够大的外力打击时,会使原来的有序状态破坏,进而形成一种新的无序状态,此时称该子系统崩溃。由于该子系统会与其他的子系统交换物质和能量,因此它的崩溃会使其他与其交换物质和能量的子系统的有序状态遭到破坏,最后产生崩溃。随着崩溃子系统数量的增多,层次的扩大,最终将导致整个复杂系统崩溃p一。 ∞J,在复杂系统的子系统之间或子系统的各个要素之间,按照其功能和状态受相关系统(要素)崩溃影响的程度,可将脆性关联关系分为同一、波动和对立3种p’6 集对分析是我国学者赵克勤提出的一种系统分析方法,其核心思想是将两个具有一定联系的·收稿日期:2008—04—21 基金项目:国家“十一五”科技支撑计划课题(2006BAK04803) 作者简介:刘辉(1978一)。男