为解决铀矿开采安全作业问题,有效实现铀矿山污染物析出最优控制尤为重要,通风降氡是行之有效的主要办法。铀矿井通风系统是确保矿井安全生产,提高矿井抗灾能力和矿井经济效益的重要矿井生产系统组成之一,其运行的可靠性关系到铀矿井生产的安全性。铀矿井通风系统是由诸多要素组成的一个复杂系统,开采深度和规模的扩大不断将铀矿井通风系统复杂化,致使其可靠性降低。通过对铀矿通风系统可靠性分析,及时发现铀矿通风在技术和管理上的隐患,有效地防止事故的发生。进而运用最优控制原理与智能优化算法,对铀矿井通风系统可靠性实现优化控制,达到安全生产、灾害防治、节能降费的目的,最终为矿井生产创造显著的经济效益。本文首先运用网络系统的可靠性,在考虑了风量、有毒有害气体、粉尘浓度、温度等风路可靠度指标定义风路可靠度后,利用网络元素之间的拓扑关系,构建了网络系统可靠度数学模型。针对铀矿井放射性特性,以铀矿井巷道为研究对象,探讨氡在多孔介质中的渗流-扩散迁移规律,分析巷道内稳态和非稳态下氡的析出与分布,结合系统可靠性原理,建立氡浓度安全作业条件下的铀矿井巷道通风氡浓度可靠性模型。其次,运用氡渗流-扩散迁移理论,分析了采场破碎松散介质内氡运移规律,构建了氡渗流迁移动力学方程。同时,结合大气压力变化与破碎介质氡运移方程,构建了采场松散体氡析出率与通风参数关系模型,探讨风量、风压对采场氡浓度的分布的共同影响。再次,应用系统可靠性技术及氡析出机制,建立通风参数作用下的氡浓度可靠性模型。分析整个矿井通风系统的可靠性。并将氡浓度指标融入到网络分支风路可靠度模型中,形成了铀矿井通风网络系统可靠性计算模型。然后,利用最优控制原理与智能优化算法,通过控制氡浓度影响因素如风压、风量达到对铀矿井氡浓度的控制,从而掌握将防护成本降至最低的主动控氡技术。论文最后以某铀矿采区为例,对该矿的通风系统现状进行了详细调查、测定和评价,展开了通风网络系统可靠性建模,运用遗传算法进行优化控制,进行数值模拟与优化控制程序实现,并提出通风网络系统改造方案。