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煤矿井下主运输系统是井下运输系统的重要组成部分,其主要任务就是原煤的运出,矿井的生产效率很大程度上取决于主运输系统的系统运行性能。系统可靠性是系统性能的体现,矿井主运输系统的可靠性直接影响着矿井生产能力以及煤矿企业的经济效益。因此,对于煤矿井下主运输系统可靠性的研究有着重要的现实意义。以煤矿井下主运输系统为研究对象,针对煤矿井下主运输的复杂性、连续性以及可修性等特点,在系统可靠性理论、随机Petri网(SPN)理论、复杂系统可靠性建模方法的理论研究基础上,提出了基于SPN的井下主运输系统分层递阶可靠性模型构建方法。以X煤矿井下主运输系统为例,采用随机Petri网的分层递阶可靠性建模方法,构建了 X煤矿工作面运输、大巷运输、主斜井运输以及系统整体SPN可靠性模型。根据随机Petri网与有限马尔可夫链的同构性,对单工作面SPN模型进行了可靠性分析,由解析法得出单工作面系统可靠性计算公式,验证了该方法的在可靠性分析方面的可行性。最后利用PIPE4.3.0仿真软件,分别对三大子系统SPN模型进行仿真求解分析,得出相应的SPN模型可达标识图、马尔可夫状态转移矩阵以及三大子系统的系统可靠度数值。在此基础上计算得出X煤矿主运输系统的系统可靠度,经过仿真模拟,识别出大巷一、二部胶带为主运输系统的薄弱环节,并通过减少X煤矿主运输系统的系统环节,降低了系统故障率,提高了主运输系统的系统可靠性。将计算机领域的随机Petri网理论应用到煤矿井下主运输系统可靠性研究过程中,其构建的SPN模型既有可视化图形刻画系统静态结构,又有严谨的逻辑关系描述系统的动态变化,能很好的结合马尔可夫过程以及系统仿真技术,实现对系统的相关性能评估。将随机Petri网理论、可靠性理论以及分层递阶建模方法相结合,提出适用于煤矿运输系统的可靠性研究的具体方法步骤,为复杂可修系统的可靠性研究提供了新的思路和方法。