硕士论文开题报告

采煤机人——机系统可靠性研究及作业分析

硕士生：

蒋熠

导师：王卫军（教授）廖巍（副教授）

研究题目：一、研究意义二、研究现状三、研究内容四、研究方法五、研究路线六、研究的关键问题七、研究的进度安排开题内容：一、研究意义据国内外统计表明，人机工程学因素已成为地下采矿许多意外事故的主要原因，这些因素严重影响地下采矿机械的操作效率及机械操作人员的人身安全和心理健康，更甚者导致发生机毁人亡的安全事故。近年来，随着人机工程学在我国的进一步推广应用，割煤机等地下采矿机械的设计已日趋完善，然而，综采工作面采矿机械造成的事故仍时有发生，对于综采面的人——机系统而言，环境、机器对人的可靠性影响研究便成为了今后对于地下采矿安全性的研究重点。虽然现今，国家加大了对煤矿特殊工种的培训力度，但据统计，综采工作面的事故70％以上仍为人因事故。一）综采工作面采煤机司机的工作环境为基础，在用模糊模型技术进行模糊可靠性计算的前提下，从环境的角度进行改善和提高系统可靠性方面具有一定的意义；二）针对“采煤机司机——采煤机”人机系统，运用方法研究、作业研究等已高度运用于生产生活中的方法技术，这对综采工作面的作业进行分析，并制定标准化方案。为国内煤矿综采面割煤工作提供标准化作业依据，在提高生产效率的同时保障安全生产操作方面有着重要意义。一）人机工程学在“采煤机司机——采煤机——环境”系统中的应用现状；二）国内采煤机目前状况；三）工作研究在井下作业中的应用现状。二、研究现状在井下综采工作面“采煤机司机——采煤机——环境”系统中，人机工程的应用：1、改进机器设备和环境设施。

2、改善劳动环境。3、调节人机之间匹配。一）日后发展方向：对于地下采煤机司机——采煤机——综采工作面环境为系统的人机环境中，司机与环境相互作用的研究成果相对较少。如何完善综采工作面环境使采煤机司机的可靠性加强，是综采工作面安全所应该重视和解决的问题，也将是以后国内外研究的方向之一。1976年国外研制出第一台电牵引采煤机。1991年，由煤炭科学研究总院上海分院与波兰科玛克公司合作，研制成功我国第一台采用交流变频调速的MG344-PWD型薄煤层强力爬底板电牵引采煤机。2005年煤炭科学研究总院上海分院又开发出总装机功率达1815kW的大功率采煤机。随后，更大功率的电牵引采煤机MG900/2215-GWD也问世，是目前国内功率最大的采煤机。可以说，国内采煤机技术除在智能化方面与国外相比还有一定差距外，已经达到了国际先进水平。二）国内采煤机目前状况国内采煤机相较于国外差距的主要表现：1、装机功率小，工作能力差。2、设备可靠性差，使用寿命短。3、新技术应用上的差距。4、生产连续性差，效益低下。5、人员素质和管理水平较低。工作研究是世界上公认的能杜绝各种浪费，有效提高生产率和经验效益的，把技术和管理有机结合起来的一门边缘学科。它是以提高生产率和工作效率为目的，研究合理的工作程序和有效的工作方法，并确定标准作业时间的一种技术。三）工作研究（OperationResearchorWorkStudy）综采面采煤作业即采矿工艺（回采工艺）包括落煤、煤炭运输和采场管理三项主要作业。落煤作为采煤工作面作业中的主要工艺，多年来，尽管每个煤矿都有其相应的操作规程，但工作研究这种能大大提高生产效率的方法，并没有像工厂作业生产那样被有效的应用在综采工作面的采煤作业中。所以，把工作研究、作业环境管理等工业工程这一新兴专业的方法应用于采煤作业这一传统的作业形式中，成为新的研究方式。三、研究内容1、分析综采工作面特别是采煤机人——机系统工作环境空气温度、湿度、气流速度、光照度、噪音、粉尘CO、CO2、C粉等因素对系统可靠性研究的影响；

2、运用模糊数学分析方法，借用可靠性（HCR）模型建立模糊可靠性优选模型；3、针对“采煤机司机——采煤机”这一人机系统，对采煤机司机的作业具体情况进行分析研究，在制定标准化作业流程的同时，对作业环境进行管理和改善，以达到安全生产和提高生产效率的目的。四、研究方法本论文采用理论、实验、模拟相结合的方法，针对综采工作面环境创建数值模拟（HRC模型），取得采煤机司机模糊可靠性的数据，再运用安全系统工程、风险管理等相关知识提出改善工作环境的方法。结合工作研究理论知识，对“采煤机司机——采煤机”系统进行作业标准化设计和现场管理。五、研究思路一）对“采煤机司机——采煤机——综采工作面环境”这一系统环境进行可靠性分析。1、通过实验研究，分析综采工作面微气候、照明、噪音、能见度、空气环境等因素对可靠性研究的影响；并运用模糊数学分析方法，借用可靠性（HCR）模型建立模糊可靠性优选模型。2、立足于综采面人机系统，分别从人、机以及环境三方面对可靠性的影响情况进行分析和研究，运用安全工程等理论方法提出提高系统可靠性的措施。二）针对“采煤机司机——采煤机”这一人机系统，运用工作研究的方法，对采煤机司机的作业情况进行研究，制定标准化的作业流程；并就作业环境运用现场管理等方法，对采煤机司机作业环境进行改善，以达到安全生产和提高生产效率的目的。六、研究关键问题1、作业环境因素对人的不安全状态和可靠性的影响度；2、用模糊数学方法进行可靠性计算时，隶属函数的确定；3、采煤机司机作业的标准化；作业环境的现场管理措施的制定。序号工作内容完成日期1调研、收集资料、确定研究步骤、制定合理研究计划2011.12分析采煤机对采煤机司机可靠性的影响；实验室模拟井下综采工作面环境对割煤机司机可靠性的影响因素对可靠性的影响；并收集到综采面工人工作的相关材料。2011.3~83利用数值模拟软件，以各种环境因素构建系统模糊状态的隶属函数及可靠性模型，并进行计算和初步论证，求解出系统模糊工作状态的语言真值。2011.9-11