基于熵理论的矿山安全系统演化机理分析.pdf

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1、2011年第l5期si。dT。mtR阳h基于熵理论的矿山安全系统演化机理分析马金山(河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作454000)摘要：分析矿山安全系统的特征，构建可用于反映矿山安全系统所处状态及演化过程的熵理论，然后运用该理论探讨了矿山安全系统演化的机理，进而提出维持矿山安全系统处于安全状态的安全精细化管理模式。关键词：熵理论；矿山安全系统；演化机理；精细化管理模式中图分类号：TD7文献标识码：A文章编号：1000—7695(2011)15—0208—04AnalysisoftheEvolutionMechanismofMineSafetySystemB

2、asedonEntropyTheoryMAJinshan(SchoolofEnergyScience＆Engineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo45400，China)Abstract：Firstthecharacterofminesafetysystemisanalyzed，andthentheentropytheoryisusedtomeasurethestateandevolutionoftheminesafetysystem．Theevolutionmechanismoftheminesafetysyste

3、misanalyzedbasedontheentro·PYtheory．Intheend，thispaperputsforwardtherefinedmanagementmodelwhichcanmaintaintheminesafetysysteminasafestate．Keywords：entropytheory；minesafetysystem；evolutionmechanism；modeofrefinedmanagement我国的矿山企业事故频发的原因是多方面的，张景林和蔡天富分别在文献[1]和文献[2]中提到了但有一点可以肯定的是矿山安全系统的构成要

4、素复安全系统的特征及熵理论可以在安全系统加以应用杂，要素及要素之间的相互作用对矿山安全系统的的理论。有理由相信，随着专家、学者们的努力，影响是比较大的。矿山安全系统中任何一个要素的熵理论在安全领域中的应用会更加广泛和深入。不良变动，对矿山安全系统的所处状态均会造成负1．2矿山安全熵理论的构建面的影响，甚至发生安全事故。因此，深入探讨矿1．2．1矿山安全系统的特征。安全系统是以耗散结山安全系统的演化机理，并根据矿山安全系统所处构形式存在的这一论断，张景林在文献[1]中已的不同状态采取相应的对策是十分有意义的。笔者经进行了分析，他分别论证了安全系统是开放的、从分析矿山

5、安全系统的特征人手，阐述了熵理论在动态系统、非线性系统和远离原始态的系统，并分矿山安全系统中的适用性，并构建了相应的安全熵析论证了其形成机理。而矿山的安全系统属于安全理论，在此基础上分析了矿山安全系统的演化机理，系统的一种，其与外界进行着物质、能量和信息的然后提出了适合矿山安全状态实现的精细化管理交换，因此矿山安全系统也是一个开放的耗散结构模式，系统。1．2．2安全熵理论的构建。文献[2]重点提出了1熵与矿山安全系统安全度和安全熵的基本观点，并从人一机一环境的1．1熵及其应用角度探讨了安全系统的数学模型。笔者则在此基础熵最初由克劳修斯提出，是描述系统状态的物上根据

6、矿山安全系统的特征对安全系统的熵理论加理量，熵值的大小反映了系统的有序程度。自从熵以适当的延伸和拓展，用以分析矿山安全系统的演的概念被提出以后，100多年来，熵的应用从最初化机理。的热力学、统计物理学的范畴，延伸到天体物理、(1)安全熵生物学、地学、信息论、并进而扩展到整个自然科安全熵是某一安全因素自身状态混乱度的一种学，又深入到社会科学的许多领域。量度，用安全度来表示，安全熵的表达式为：目前，在安全领域内熵的应用已经初见端倪。S(X)：klogl／P(xi)=一klogP(xi)(i=1，2，⋯n)收稿日期：2010—12—08，修回日期：201l一03—16基

7、金项目：河南煤矿安全监察局“煤矿安全生产科技发展汁划项目”(H09—50)及河南理工大学青年基金项目(02OlO一32)研究成果马金山：基于熵理论的矿山安全系统演化机理分析209Xi——第i个安全因素；增加。这是一种非常坏的情况，即可能是对矿山安s(X；)——某一安全因素的安全熵；全工作不重视、不作为或者采取无效的、错误的管P(X；)——某一安全因素Xi的安全度；理手段，在一定程度上极有可能会导致矿山安全事k——待定系数，即是为了与其它理论方面相结故的发生，需要特别地加以注意。合而起到的桥梁作用。2．2矿山安全系统的有序状态则安全系统的安全熵可以表示为：矿山安全系

8、统处于有序