1、 本科毕业论文（设计）题目：综合安全决策方法在安全装备设计中的应用研究姓 名： 学 号： 专 业： 安全工程 院 系：土木与环境工程学院指导老师： 职称学位： 完成时间： 2015 年 5 月 教务处制安徽新华学院本科毕业论文（设计）独创承诺书本人按照毕业论文（设计）进度计划积极开展实验（调查）研究活动，实事求是地做好实验（调查）记录，所呈交的毕业论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中特别加以标注引用参考文献资料外，论文（设计）中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明
2、并表示谢意。毕业论文（设计）作者签名： 日期： 安徽新华学院 2015 届本科毕业论文（设计）I综合安全决策方法在安全装备设计中的应用研究摘 要国家的发展的离不开能源，因此在当今社会中，煤炭产业是国家能源发展的重要支柱之一。但是，由于安全投入和安全管理水平的低下是影响煤矿安全状况的两大重要因素,从而导致我国煤矿安全事故频频发生,主要是我国煤矿企业的安全资金缺乏造成的。而安全决策作为一门将管理技术与经济效益相结合的方法,无疑是解决以上问题的有力工具。本文针对煤矿中所发生的事故设计了一种救生舱，在矿难发生时，能用于紧急避难的一种安全场所。在遇险人员无法撤离危险区域时可以迅速躲进救生舱，救生舱无需外
3、部能源补给，就可以为幸存人员躲避有毒有害气体、浓烟烟尘及氧气缺乏等危害，提供一段时间的生命生存保障。对于挽救井下幸存人员的生命具有积极而重大的意义。在本文中主要运用安全决策中的评分法和决策树法对该设备进行评分和分析。评分法中将运用到 0-4 评分法对救生舱进行评分，从而得出组成救生舱各系统的重要性程度；决策树法中先画出决策树，在利用决策树对救生舱进行研发分析，从而选择经济适用行的研发方案。关键词：安全决策； 救生舱； 评分法； 决策树法安徽新华学院 2015 届本科毕业论文（设计）IIResearch on Application of Comprehensive Security Decis
4、ion Method in the Design of Safety EquipmentAbstractNational development cannot do without energy, so in todays society, the coal industry is an important pillar of national energy development. However, because of safety investment and safety management level is low are the two most important factor
5、s affecting coal mine security situation, leading to coal mine safety accidents happen frequently in our country, mainly is the safety of the coal enterprises in our country due to lack of funds. And safe decision as a goalkeeper management method of combining the technical and economic benefits, is
6、 a powerful tool to solve the above problem. Accidents in coal mines, this paper designed a kind of capsule, in mine disaster occurs, can be used for emergency shelter a safe place. In distress personnel cannot withdraw dangerous area can quickly hide in the capsule, the capsule without external pow
7、er supply, can be survived for personnel to avoid toxic or harmful gases, smoke dust and lack of oxygen to harm, for a period of life security. To save survived underground staffs life has a positive and significant meaning. This thesis mainly applies the point method and decision tree method in the
8、 security decision-making to analyze and evaluate the device. The author applied 0-4 point method to evaluate the capsule to get the importance degree of the systems that make up of the capsule; and in the decision tree method, the author firstly draws the tree then use the tree to analyze the devel
9、opment of the capsule, finally choose the most economical and practical development project. 安徽新华学院 2015 届本科毕业论文（设计）IIIKeywords: Safety Decision; Capsule; Evaluation; Decision Tree目 录1 绪 论 .11.1 论文背景 .11.2 国内外研究现状 .11.3 本课题研究的内容及技术路线 .42 救生舱工作原理及结构特点分析 .52.1 救生舱 .52.2 可移动式救生舱的设计 .62.3 氧气供给系统 .62.4 空
10、气净化系统 .82.5 动力保障系统 .92.6 生存保障系统 .102.7 监测系统 .112.8 本章小结 .123 救生舱的设计研发方式 .133.1 研发的概念 .133.2 自行研发 .133.3 协作研发 .143.4 集中研发 .14安徽新华学院 2015 届本科毕业论文（设计）IV3.5 并行研发 .153.6 本章小结 .154 安全决策方法在救生舱设备设计中的研究 .164.1 安全决策的概念 .164.2 评分法 .164.3 0-4 评分法 .174.4 决策树法 .184.5 救生舱的案例分析 .194.6 本章小结 .215 结 论 .22致 谢 .23参考文献 .
11、24安徽新华学院 2015 届本科毕业论文（设计）V安徽新华学院 2015 届本科毕业论文（设计）11 绪 论1.1 论文背景煤炭在近代工业发展历程中成为造福人类的“黑色金子”，有“工业粮食”的美誉。我国是一个多煤缺油少天然气的国家，煤炭是中国最主要、最安全和最可靠的能源。这就决定了煤炭工业必然在我国国民经济中起着极其重要的作用。2001-2002 年，煤炭行业在所有行业增长景气指数排名中名列第一，是收入增长最为迅速的行业。己经成为我国重要的能源支柱产业之一 1。但是，当前我国煤矿行业信息化水平仍然较低，信息技术应用不平衡，由于煤矿长期粗放经营和国家在煤矿信息技术应用上投入不足，适用于煤矿井下
12、的信息技术、电子信息产品和信息系统的研发及产业化水平非常落后，煤矿井下安全生产的技术支撑保障较为脆弱，这在一定程度上制约着煤矿安全生产工作。从系统集成来看，有关生产、管理的自动化与信息化水平相对较低 2；从产业角度看，目前煤矿行业安全生产软硬件研发和服务保障系统相对滞后，研发力量薄弱，适合煤矿行业特点和需求的软硬件与电子专用设备、仪器目前仍比较缺乏，还难以满足煤矿安全生产的需求和技术升级的需要 3。与此同时，应用在煤矿当中的安全设备，其研究成本高，应用局限性也相对比较大等因素。在一定程度上制约了我国煤矿行业的发展。1.2 国内外研究现状1.2.1 安全装备研究现状1.2.1.1 国外煤矿的安全
13、问题一直受到重视，但是对于安全设备的开发最近几年才受到人们的重视，在目前煤矿的安全装备主要有监测设备和救生设备，前者有瓦斯监测设备和顶板设备等，后者有救生舱和避难硐室等。安徽新华学院 2015 届本科毕业论文（设计）2在国外对安全设备的研究是继 20 世纪 50 年代采煤技术的出现才开始的。然而在目前煤矿的监测系统多数采用有限信号传输方式，使监测系统的移动性变差，从而监测系统在井下许多区域的监测受到限制。以瓦斯为例，监测系统很难对采空区、综采工作面等瓦斯气体大量聚集的区域进行监测，针对监测系统的难以移动这问题，国外一些专业人士提出 ZigBee 技术，ZigBee 技术是一种近距离、低功耗、低
14、数据速率、低成本、高可靠性的无线网络技术，能够对一些短距离、特殊工作条件下的环境参数进行检测和对工作人员的实时跟踪。在监测系统融入了 ZigBee 技术，使监测系统在煤矿中的应用价值更加明显。国外煤矿中运用的安全设备（救生舱），其一般分为硬体式和软体式。其具备基本功能包括气密性、隔热性、供氧、空气调节、动力系统、CO 2处理、气体监测、通讯指标、附属设施，但具体指标不同。在隔热性能方面一般涂抹一层隔热材料；在供氧方面一般是通过压缩空气和氧气这俩种方式，同时还配置一个氧烛（应急氧源）；在电力提供方面一般多采取矿山电源和蓄电池供电，并且蓄电池多采用铅酸蓄电池；对救生舱中的废弃排放多采用化学方法进行
15、处理等。救生舱在国外经历俩个阶段，俩个阶段最明显的区别是：一、结构改进，承重能力增强；二、制冷系统。在制冷系统中，澳大利亚某公司研制了干冰为介质的制冷系统。将干冰放在救生舱的独立隔舱中，利用干冰吸热蒸发的原理，来达到降温的效果。而有的是改变救生舱的设计尺寸，来实现降温的。还有的将救生舱设计成底面与井下地板直接接触，加快舱内的散热。1.2.1.2 国内我国国内的安全监测技术应用较晚，主要是通过向外引进的方式发展起来的。我国近几年来向国外引进了数十套监控监测系统，如美国的 SCADA 系统、英国的 MINOS 系统、德国的 TF-200 系统、加拿大的森透里昂系统等。我国在安全监测系统方面技术较为
16、落后，在中国的大型煤矿救生设备，就可移动式救生舱而言，现阶段配备较低。在可移动式救生舱的研究中，主要对其功能进行定位，以及对舱内的设施进行研究。舱内设施研究主要是对舱内的供氧系统、排安徽新华学院 2015 届本科毕业论文（设计）3泄物的收集和处理、空调系统以及对有害气体的除去等进行研究。然而在空调系统这部分中国内主要运用二氧化碳制冷除湿系统以及冰蓄冷空调系统这俩类。如中澳合资迈安科安全设备制造公司生产的救生舱采用液态二氧化碳喷射制冷，并利用释放的正压气体驱动舱内的风扇从而来进行降温的。国内煤矿中运用到的安全设备（救生舱），一般是用钢制材料制造而成，不仅成本高，而且在矿井中使用也会受到空间的限制
17、。国内救生舱的氧气提供一般采用压风供氧，在压风系统损坏的情况下才采用压缩氧气瓶供氧；在电力供给方面采用矿用隔爆兼本安电源，在外部电源可用的情况下，可用外部电源供电， 并对矿用隔爆电源进行充电，只有外部电源损坏，才会用隔爆电源进行供电。与国外相比，国内缺乏大型研发安全设备的企业，只能依靠各个部门的共同合作来完成；并且国外救生舱产品多数应用于金属矿山，煤矿用产品较少或不够成熟，且国外煤矿多为房柱式开采， 与我国煤矿长臂式开采存在巨大差异。因此直接引进国外现有救生舱产品并不能很好的适应我国煤矿生产条件。所以，我国的救生舱研发工作必须针对本国煤矿的复杂生产条件。而且国外的安全氛围浓厚，经济实力强大，相
18、关人才较多。1.2.2 设计方法研究随着社会的发展，新产品、新工艺、新技术的不断涌出，研发的方式也将随着它们的不断涌出而逐渐得到发展。集成产品研发（Integrated Product Development, 简称 IPD）是一种产品研发的理念、方法与模式，由美国 PRTM 公司在产品及生命周期优化法（简称 PACEProduct And Cycle-time Excellence）一书中首次提出。根据迈克尔 .E.麦克格拉斯提出了产品周期优化 PACE(Product And Cycle Excellence)的研发模式中的思想而产生的一种研发方式 4。精益研发是实现了第一次系统地以质量数据总线（QBUS）来整合各种产品质量信息（如几何信息、物理信息、系统可靠性等）的一种研发方式。是一种以精益为目标的研发方法，它集成了技术创新、协同仿真以及立体质量设计
