【摘要】：為了研究煤層注水過程中可靠度隨時(shí)間的變化規(guī)律,運(yùn)用多層流模型對(duì)煤層注水系統(tǒng)進(jìn)行建模,描述了目標(biāo)和功能之間的相互關(guān)系。應(yīng)用基于多層流模型的系統(tǒng)可靠性分析(MRA)方法中時(shí)間點(diǎn)和隨時(shí)間失效概念,將煤層注水過程劃分為若干時(shí)間段,時(shí)間間隔設(shè)置為4 h,計(jì)算出系統(tǒng)和子系統(tǒng)在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的可靠度;運(yùn)用多項(xiàng)式擬合和指數(shù)擬合并進(jìn)行誤差分析,得出多項(xiàng)式擬合效果較好,通過擬合曲線方程對(duì)系統(tǒng)可靠度進(jìn)行預(yù)測(cè)。分析表明:煤層注水過程在失效部件的影響下,系統(tǒng)可靠度按照時(shí)間的四次多項(xiàng)式的規(guī)律變化。基于多層流模型的系統(tǒng)可靠性分析方法,可以在不同抽象層次上表達(dá)系統(tǒng)知識(shí),有利于發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié),在對(duì)系統(tǒng)預(yù)測(cè)和設(shè)備維護(hù)管理中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

MFM是以成功為導(dǎo)向的系統(tǒng)分析方法。MFM基本元素包括目標(biāo)、功能、物理部件關(guān)系，表示符號(hào)有源、阱、運(yùn)輸、障礙、存儲(chǔ)和平衡等，MFM表示符號(hào)如圖1。MFM根據(jù)守恒原理，運(yùn)用“部分—整體”的分析方法將復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行拆解，在不同的抽象層次上對(duì)組成系統(tǒng)的單元進(jìn)行分析，根據(jù)部件在系統(tǒng)中的功能選擇相應(yīng)的操作符號(hào)，把系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)換成多層流模型。然后運(yùn)用基于多層流可靠性定量分析方法（MRA），沿著信息流動(dòng)逐一計(jì)算各功能的成功（或故障）概率，進(jìn)而計(jì)算得出系統(tǒng)完成規(guī)定目標(biāo)和功能的成功概率。圖1MFM表示符號(hào)2MFM在煤層注水系統(tǒng)可靠性分析中的應(yīng)用2.1系統(tǒng)分析煤層動(dòng)壓注水系統(tǒng)主要由2臺(tái)注水泵，電動(dòng)閥、閘門、分流器、單向閥、及水表組成，煤層注水系統(tǒng)布置圖如圖2。為了保證對(duì)煤層的注水效率，采用3路注水方案，系統(tǒng)的正常運(yùn)行要求3路都可以正常注水。當(dāng)注水系統(tǒng)向煤層注水時(shí)，主注水泵和輔助注水泵從水源吸水，水流經(jīng)過閘門流向注水泵，注水泵提供動(dòng)力，使水流沿著固定路線向煤層注水。為了提高注水的利用率，煤層未吸收的水經(jīng)過回水管路回流至供水箱，系統(tǒng)的正常運(yùn)行要求供水管路和回水管路都要正常工作。注水路線如下：供水路線1：水源→閘門A→主注水泵→電動(dòng)閥A→單向閥→3路注水→煤層。供水路線2：水源→閘門B→輔助注水泵→電動(dòng)閥B→單向閥→3路注水→煤層�；厮肪�：煤層→回水管路→單向閥→儲(chǔ)水箱。2.2多層流模型建立結(jié)合系統(tǒng)分析和系統(tǒng)各組成部件功能結(jié)構(gòu)關(guān)系，定義了13個(gè)目標(biāo)，G0表示向煤層注水；G1、G2、G3表示注水系統(tǒng)通過3支路線向煤層注水；G4、G5分別表示向注水干路提供足量的水以及將水匯集至高壓水表入口；G6、G7分別表示主注水泵和輔助注水泵從水源吸水?

Vol.48No.4Apr.2017第48卷第4期2017年4月SafetyinCoalMines圖2煤層注水系統(tǒng)布置圖過簡(jiǎn)單的運(yùn)算，得出系統(tǒng)可靠度與時(shí)間的關(guān)系，進(jìn)而預(yù)測(cè)系統(tǒng)可靠度。1多層流模型簡(jiǎn)介MFM是以成功為導(dǎo)向的系統(tǒng)分析方法。MFM基本元素包括目標(biāo)、功能、物理部件關(guān)系，表示符號(hào)有源、阱、運(yùn)輸、障礙、存儲(chǔ)和平衡等，MFM表示符號(hào)如圖1。MFM根據(jù)守恒原理，運(yùn)用“部分—整體”的分析方法將復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行拆解，在不同的抽象層次上對(duì)組成系統(tǒng)的單元進(jìn)行分析，根據(jù)部件在系統(tǒng)中的功能選擇相應(yīng)的操作符號(hào)，把系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)換成多層流模型。然后運(yùn)用基于多層流可靠性定量分析方法（MRA），沿著信息流動(dòng)逐一計(jì)算各功能的成功（或故障）概率，進(jìn)而計(jì)算得出系統(tǒng)完成規(guī)定目標(biāo)和功能的成功概率。圖1MFM表示符號(hào)2MFM在煤層注水系統(tǒng)可靠性分析中的應(yīng)用2.1系統(tǒng)分析煤層動(dòng)壓注水系統(tǒng)主要由2臺(tái)注水泵，電動(dòng)閥、閘門、分流器、單向閥、及水表組成，煤層注水系統(tǒng)布置圖如圖2。為了保證對(duì)煤層的注水效率，采用3路注水方案，系統(tǒng)的正常運(yùn)行要求3路都可以正常注水。當(dāng)注水系統(tǒng)向煤層注水時(shí)，主注水泵和輔助注水泵從水源吸水，水流經(jīng)過閘門流向注水泵，注水泵提供動(dòng)力，使水流沿著固定路線向煤層注水。為了提高注水的利用率，，煤層未吸收的水經(jīng)過回水管路回流至供水箱，系統(tǒng)的正常運(yùn)行要求供水管路和回水管路都要正常工作。注水路線如下：供水路線1：水源→閘門A→主注水泵→電動(dòng)閥A→單向閥→3路注水→煤層。供水路線2：水源→閘門B→輔助注水泵→電動(dòng)閥B→單向閥→3路注水→煤層�；厮肪�：煤層→回水管路→單向閥→儲(chǔ)水箱。2.2多層流模型建立結(jié)合系統(tǒng)分析和系統(tǒng)各組成部件功能結(jié)構(gòu)關(guān)系，定義了13個(gè)目標(biāo)，G0表示?

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