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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于博弈论-贝叶斯网络的煤矿瓦斯爆炸风险评估
  • 55
  • 作者

    林志军李敏贺珊施式亮田孝娜王丹

  • 单位

    湖南科技大学资源环境与安全工程学院

  • 摘要
    为解决煤矿瓦斯爆炸风险分析中不确定性处理的不足和指标权重模糊性的难题,基于贝叶斯网络及博弈论提出了一种瓦斯爆炸风险评估方法。首先,基于专家经验和事故致因理论构建瓦斯爆炸风险拓扑结构模型,同时通过博弈论方法优化利用层次析分析法和三角模糊数法分别的确定主客观权重,然后基于模糊集理论计算风险因素的先验概率和条件概率;其次利用贝叶斯推理技术计算瓦斯爆炸发生的概率和风险因素的后验概率分布;最后通过敏感性分析和关键致因链分析,找出影响瓦斯爆炸关键性风险因素和关键风险路径。案例研究表明:山东省某煤矿工作面瓦斯爆炸发生的概率为6.5%,而导致瓦斯爆炸主要点火源为电气故障、岩石间摩擦、放炮火花以及煤自燃;导致瓦斯超限最主要的原因为通风系统缺陷和通风系统设计。通过敏感性分析可知,通风系统缺陷和电气故障这两因素最为敏感。通过关键致因链分析可知,路径为电气故障→通风系统缺陷→通风措施→瓦斯控制措施→瓦斯超限和路径为电气故障→电火花→点火源的组合导致瓦斯爆炸发生可能性最大,相比于正常情况下,瓦斯爆炸发生的概率增加了301.5%。同时基于博弈论组合赋权法在提升指标权重的客观性和准确性上具有综合优点,评估结果符合煤矿实际情况。评估方法可为决策者有效管理煤矿瓦斯爆炸风险提供技术指导。
  • 关键词

    瓦斯爆炸贝叶斯网络博弈论组合赋权风险评估

  • 文章目录
    1理论基础
    1.1贝叶斯理论
    1.2博弈论
    2风险评估方法
    2.1致灾机理分析
    2.2贝叶斯网络模型构建
    2.3基于博弈论的模糊概率评估
    2.3.1层次分析法确定主观权重
    2.3.2三角模糊数法确定客观权重
    2.3.3博弈论组合赋权计算综合权重
    2.3.4评估变量的先验概率和条件概率
    2.4结果分析
    3实例分析
    3.1 案例背景
    3.2瓦斯爆炸贝叶斯网络模型构建
    3.3基于博弈论的模糊概率评估
    3.4贝叶斯推理
    3.4.1因果推理
    3.4.2诊断推理
    3.4.3敏感性分析
    3.4.4关键致因链分析
    3.5模型准确性和稳定性分析
    4结论
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