分形理论在煤矿安全事故分析中的应用-采矿工程专业论文.docxVIP

i i 摘 要 煤矿生产系统是一个非常复杂的非线性系统，事故的发生是多种不确定因素 的影响因素耦合作用的结果。本文主要应用分形理论对我国煤矿安全事故的空间 分布规律进行分析，研究了 2001-2005 年间每年所发生的所有煤矿安全事故、顶 板事故及瓦斯事故在空间分布的分形特征；运用 R/S 分析法分析了 2003-2005 年间我国煤矿安全事故的时间序列特征，研究了煤矿安全事故在时间上的相关 性。 2001-2005 年间我国所有煤矿安全事故、顶板事故、瓦斯事故的空间分布特 征具有相似性，主要分布在东部的山西、甘肃、河北、湖南、贵州、江西等地区， 西部地区则主要集中在新疆地区。事故分布主要与煤矿资源分布情况、地区经济 水平、生产技术水平以及安全生产监督管理等有关，可根据事故分布的特征制定 相应的对策措施。 2001-2005 年间我国所有煤矿安全事故、顶板事故、瓦斯事故的空间分布都 服从分形分布，且具有双分形特征，存在有两个无标度区间。无标度区间的平均 分界点分别为 84km、65.2km、69.4km，小于分界点的为第一区间，大于分界点 的为第二区间。第一区间的分形维数 D1 平均值分别为 0.4995、0.3683、0.2568， 第二个无标度区间的分维值 D2 分别为 1.1125、0.8315、0.6974。第二个无标度 区间事故的空间分布的复杂性大于第一个无标度区间，所有安全事故在空间上分 布比顶板事故及瓦斯事故分布复杂，顶板事故的分布也要比瓦斯事故分布复杂。 应用 R/S 分析法对我国煤矿 2003-2005 年以月为单位的顶板事故、瓦斯事时 间序列的分形特征分析，得到顶板事故和瓦斯事故时间序列的 H 值分别为 0.7763、0.8796，都大于 0.5，具有明显的正相关性，说明安全事故的时间序列 具有较强的时间持续性。煤矿顶板事故、瓦斯事故过去是递减趋势，表明未来也 是递减趋势。 关键词：安全事故；分形；空间分布；时间序列；煤矿 Application of Fractal Theory of Analysis on Accident of Coal Mine Abstract The production system of coal mine is a very complex nonlinear system. All accidents in coal mine are result from the coupling of many uncertain factors. In this paper, the fractal theory is used to analysis the temporal and spatial distribution of coal mine accidents in China. Specific studies include the fractal characteristic of spatial distribution of all coal mine accidents, roof accidents and gas accidents occurrence from 2001 to 2005 and the R/S analysis of accidents time series from 2003 to 2005. The spatial distribution of all of accidents, roof accidents and gas accidents of coal mine in China show similar between 2001 and 2005 that most of accidents occurrence in these east provinces such as Shanxi, Gansu, Hubei, Hunan, Guizhou and Jiangxi as well as in Xinjiang province of west China. The distribution of the accidents mostly related to the factors including the distribution of coal resources, the level of regional economy and production technology, and the management of safety production. The fractal analysis of spatial distribution of all of accidents, roof a