随着露天矿山的快速发展,开采技术不断深入,再加上科技进步而使得生产机械化、大型化,矿山已经变成了一个多工序、多环节、多设备组成的复杂系统,同时矿山中也存在着大量影响生产的随机因素,使得我国许多矿山生产不平衡、产量低、效益差,其中大部分原因都可以归结为生产系统的可靠性不足。本文以某露天矿山生产系统的可靠性为研究对象,分别从穿孔作业、爆破作业以及采装-运输-破碎作业三个作业分系统进行了可靠性分析与优化研究,主要开展了以下研究:(1)对于系统中的穿孔作业环节,建立穿孔设备工作能力的模型,以穿孔设备的实际工作能力与理论工作能力的比值来估计该环节的可靠度;而对于系统中的爆破作业环节,根据爆破网络的连接方式和传爆雷管的传爆方式建立了导爆管单式起爆网络、单复式起爆网络、复式交叉起爆网络等三种起爆网络的可靠度模型,为穿孔爆破作业的可靠度估计提供了理论依据。(2)对露天矿山采装-运输-破碎作业系统进行可靠性建模,由于系统的组成结构复杂、计算量大等问题,本文采取了一种逐层递进的计算方法,将复杂系统看成由若干个简单子系统的组合结构,通过对各子系统进行结构分析以及马尔可夫过程推导求出子系统的可靠性指标,通过不断加入新的元件逐步推导出整个采装-运输-破碎作业系统的可靠性指标。(3)在采装-运输-破碎作业系统的可靠性分析中采用设置缓存库的方式来改善系统的可靠性,而由于增加缓存库后系统结构发生改变,而且工作状态和故障状态也与之前不同,一般的马尔可夫过程已经不再适用,因此文中通过引入了补充变量使系统变成广义马尔可夫过程,再根据一般马尔可夫过程列出状态转移方程,最后求解微分方程,从而求出柔性系统的可用度表达式。(4)将模型的分析方法应用到工程实例中,结合实际参数进行验证分析,其结果表明各可靠性模型以及优化都具有较好的准确性和实用性。