【正文】 綜合評(píng)價(jià)3．1 引言采區(qū)煤層自然發(fā)火危險(xiǎn)程度的綜合評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)的目的是揭示煤炭自燃的規(guī)律，以采取相應(yīng)的技術(shù)決策，控制煤炭自燃，減少損失，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。2．5 結(jié)論對(duì)井下煤炭自燃，就其預(yù)防措施的分類(lèi)而言，基本分為三大類(lèi)：加強(qiáng)對(duì)預(yù)兆的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和處理；減少采空區(qū)的遺煤；減少遺煤點(diǎn)的漏風(fēng)。自x1如上面幾點(diǎn)中所述，不宜做為控制對(duì)象。圖212 報(bào)廢巷道與停工停風(fēng)獨(dú)頭巷道煤炭自燃事故樹(shù)示意圖（2）最小徑集求解做出圖211的成功樹(shù)（從略），用布爾代數(shù)化簡(jiǎn)法求解，得：分解后可得：P1=（x2)； P2=（x1)；P3=（x9，x10，x13)； P4=（x9，x10，x11，x12)；P5=（x7，x8，x11，x12)； P6=（x7，x8，x10，x13)。加快回采速度，保證煤層自然發(fā)火之前回采完并進(jìn)行封閉。由最小徑集的定義可知，若徹底控制Pi中的任一個(gè)，不讓其發(fā)生，則頂上事件不發(fā)生。該系統(tǒng)的5個(gè)最小徑集求得如下示：P1=（x1)； P2=（x2)； P3=（x74)；P4=（x41，x42，x43，x44，x45，x46，x47，x48，x49，x50，x51，x71，x72)；P5=（x18，x19，x20，x21，x36，x37，x38，x39，x40 ，x52，x53，x54，x55，x56，x57，x58，x59，x60，x61，x62，x63，x64 ，x65，x66，x67，x68)。做好井巷的維護(hù)工作，以降低井巷風(fēng)阻。要經(jīng)常檢查通風(fēng)構(gòu)筑物的使用情況，有不符合質(zhì)量要求者，應(yīng)及時(shí)修好。減少漏風(fēng)通道。 ③ 對(duì)報(bào)廢采空區(qū)一定要及時(shí)封閉，封閉采空區(qū)的密閉墻，一定要達(dá)到質(zhì)量要求。從結(jié)構(gòu)重要度而言，P2中的各基本事件結(jié)構(gòu)度較大于P1中的各基本事件，本可選擇P2作為控制集，但從各基本事件的分布看，P2（即控制遺煤多）中的各基本事件難于控制。顯然，若x1（P4）和x2（P3）能控制，則事故可以避免。因而，該系統(tǒng)頂上事件要發(fā)生，則需同時(shí)滿足4個(gè)條件：遺煤多（P2）；漏風(fēng)量足（P1）；無(wú)及時(shí)發(fā)現(xiàn)預(yù)兆處理（P3）；煤炭具有自燃傾向性（P1）。求解最小徑集時(shí)，先作出圖210事故樹(shù)的成功數(shù)（從略），利用布爾代數(shù)化簡(jiǎn)化，則：分解代換上式，可求得4個(gè)最小徑集如下：P1=（x14，x15，x16，x17，x18，x19，x20，x21，x22，x23，x24，x25，x26，x27，x28，x29，x30，x31，x32，x33，x34，x35，x36，x37，x38，x39，x40)；P2=（x41，x42，x43，x44，x45，x46，x47，x48，x49，x50，x51)；P3=（x2)； P4=（x1)。 ② 提高通風(fēng)安全專(zhuān)業(yè)人員的技術(shù)素質(zhì)和工作責(zé)任心，加強(qiáng)對(duì)煤炭自燃的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作；及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。其中，x1，x2，x3對(duì)頂上事件的影響較大，理應(yīng)把它們作為重點(diǎn)預(yù)防，然而，由于x1（煤炭具有自燃傾向性）和x3（煤壁煤體破碎）是客觀存在事件，不好做為控制事件。砌碹巷道煤炭自燃（1）事故樹(shù)分析圖（示意圖）從圖27中可分割出該事故的事故樹(shù)示意圖如圖28所示。它的形成必須滿足3個(gè)基本條件：存在有具備自燃傾向性的、呈碎裂狀態(tài)堆積的煤炭；有一定的供氧條件以維持煤的氧化過(guò)程；在煤的氧化過(guò)程中生成積蓄的熱量難以及時(shí)散發(fā)。圖26 轉(zhuǎn)移符號(hào)2．4 煤炭自燃事故樹(shù)定性分析礦井火災(zāi)是煤礦生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。條件或門(mén)符號(hào)如圖25e所示。禁門(mén)符號(hào)如圖25c所示。顯然，或門(mén)和與門(mén)都是表決門(mén)的特例。（3）非門(mén)非門(mén)表示輸出事件是輸入事件的對(duì)立事件。（1）與門(mén)與門(mén)可以連接數(shù)個(gè)輸入事件E1 、E2，…，En和一個(gè)輸出事件E，來(lái)表示僅當(dāng)所有輸入事件都發(fā)生時(shí)，輸出事件E才發(fā)生的邏輯關(guān)系。它是在正常工作條件下必然發(fā)生或必然不發(fā)生的事件。另外，省略事件還表示二次事件，即不是本系統(tǒng)的原因事件，而是來(lái)自系統(tǒng)之外的原因事件，用23c中的菱形符合表示。底事件又分為基本原因事件和省略事件。圖23 事件符號(hào)頂事件是事故樹(shù)分析中所關(guān)心的結(jié)果事件，位于事故樹(shù)的頂端，它總是所討論事故樹(shù)中邏輯門(mén)的輸出事件而不是輸入事件，即系統(tǒng)可能發(fā)生的或?qū)嶋H已發(fā)生的事故結(jié)果。事故樹(shù)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都表示一個(gè)事件。每個(gè)下部事件是上部事件形成的原因；上部事件是下部事件發(fā)生的結(jié)果。例如，兩輛汽車(chē)相撞，不僅僅取決于駕駛者的操作，同事和機(jī)械運(yùn)行及交通擁擠情況有關(guān)。 事故樹(shù)的編制過(guò)程一個(gè)事故樹(shù)的編制過(guò)程，從根本上講，是分析者不斷追究一個(gè)事故（或故障）的成因是什么結(jié)果。（7）定量分析依據(jù)各基本事件的發(fā)生概率，求解頂上事件的發(fā)生概率。（4）確定控制目標(biāo)依據(jù)事故統(tǒng)計(jì)所得出的事故發(fā)生概率及事故的嚴(yán)重程度。通過(guò)事故統(tǒng)計(jì)，在眾多的事故中篩分出主要分析對(duì)象及其發(fā)生概率。通常一個(gè)事故樹(shù)分析的重要內(nèi)容及程序，如圖21所示。其分析程序及編制過(guò)程如下。事故樹(shù)還存在很多不足之處，主要是：FTA需要花費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間；FTA的難度較大，建樹(shù)過(guò)程復(fù)雜，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員參加，即使這樣，也難免發(fā)生遺漏和錯(cuò)誤；FTA只考慮（0，1）狀態(tài)的事件，而大部分系統(tǒng)存在局部正常、局部故障的狀態(tài)，因而建立數(shù)學(xué)模型時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大誤差；FTA雖然可以考慮人的因素，但人的失誤很難量化。它可以圍繞某特定的事故作層層深入的分析，因而在清晰的事故樹(shù)圖形下，表達(dá)了系統(tǒng)內(nèi)部事件間的內(nèi)在聯(lián)系，并指出單元故障與系統(tǒng)事故之間的邏輯關(guān)系，便于找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。1974年，美國(guó)原子能委員會(huì)應(yīng)用FTA對(duì)商用核電站進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，發(fā)表了拉斯姆遜報(bào)告（Rasmussen Report），引起世界各國(guó)的關(guān)注。為了解決影響煤層自燃因素的復(fù)雜性與預(yù)測(cè)指標(biāo)精確性之間的矛盾，使預(yù)測(cè)方法具有適用性，且能真正反映煤層的自燃危險(xiǎn)性，本文運(yùn)用了模糊聚類(lèi)分析法，綜合煤層自燃傾向性、地質(zhì)賦存條件、開(kāi)采技術(shù)因素和預(yù)防措施這五個(gè)指標(biāo)參數(shù)對(duì)煤層自然發(fā)火危險(xiǎn)程度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。蘇聯(lián)學(xué)者對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)煤層得出了自燃危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)的線性方程。圖11 煤自燃發(fā)展過(guò)程曲線1．4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀煤層開(kāi)采之前能否對(duì)煤層的自燃危險(xiǎn)性程度進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)，這對(duì)即將開(kāi)采煤層的開(kāi)拓布置、開(kāi)采工藝的選擇及采取相應(yīng)的預(yù)防自燃措施具有重要的指導(dǎo)意義。同時(shí)，這種氧化反應(yīng)主要是煤中含碳物質(zhì)與空氣中氧的反應(yīng)，煤中黃鐵礦的氧化和水分也產(chǎn)生熱量，黃鐵礦氧化產(chǎn)生了體積很大的產(chǎn)物，使煤體更為破碎，暴露出更大的表面積空間。此期間煤的氧化處于緩慢狀態(tài)，生成的熱量及煤溫的變化都微乎其微，一般極難檢測(cè)出；由于吸附空氣中的氧，煤重略有增加，此階段的活化能在煤的整個(gè)自熱過(guò)程中最小，這一階段通常被稱為煤自燃潛伏期。煤氧復(fù)合作用學(xué)說(shuō)認(rèn)為煤的自燃是氧化過(guò)程自身加速的最后階段，并非任何一種煤的氧化都能導(dǎo)致自燃，只有在穩(wěn)定的條件下，在低溫、絕熱條件下，氧化過(guò)程的自身加速才能導(dǎo)致自燃。他認(rèn)為煤的自燃是由于煤體內(nèi)不飽和酚基化合物強(qiáng)烈吸附空氣中的氧，同時(shí)放出一定量的熱量造成的。 。其反應(yīng)式為：而硫酸亞鐵在潮濕的環(huán)境中可能被氧化成硫酸鐵：硫酸鐵在潮濕的環(huán)境中作為氧化劑又和黃鐵礦反應(yīng)：以上的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，再者，黃鐵礦在潮濕的環(huán)境中被氧化成SOCOCO、H2S氣體時(shí)，也都是放熱反應(yīng)。煤炭自然發(fā)火是一個(gè)極為復(fù)雜的物理化學(xué)變化過(guò)程。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在礦井火災(zāi)事故中，自燃火災(zāi)占總數(shù)的94%以上，其中60%發(fā)生在采空區(qū)。然后應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)對(duì)煤層自然發(fā)火危險(xiǎn)程度進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。眾所周知，發(fā)生火災(zāi)的原因是極為復(fù)雜的，單一學(xué)科、理想的研究方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)及科研的需要。因此難以撲滅，以至火災(zāi)可以持續(xù)數(shù)月，數(shù)年甚至幾十年至上百年之久，長(zhǎng)期威脅著礦井的安全生產(chǎn)。外因火災(zāi)一般發(fā)生突然、來(lái)勢(shì)迅猛，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制，往往會(huì)釀成重大事故。瓦斯、火災(zāi)、粉塵、噪聲、高溫正在困擾著企業(yè)的正常發(fā)展。預(yù)測(cè)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的需求時(shí)，有關(guān)專(zhuān)家認(rèn)為，到2050年化石能源仍是我國(guó)的主要能源，其中煤炭至少要占到50%。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)論文目錄1 緒論 …………………………………… 1 …………………………………… 1 …………………………………… 4 …………………………………… 5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 …………………………………… 82 礦井火災(zāi)事故樹(shù)分析 ……………………………………102．1 事故樹(shù)分析概述 ……………………………………102. 2 事故樹(shù)分析與編制 ……………………………………11 事故樹(shù)的分析程序 ……………………………………11 事故樹(shù)的編制過(guò)程 ……………………………………132．3 事故樹(shù)的符號(hào)及其意義 ……………………………………14 事件及事件符號(hào) ……………………………………15 邏輯門(mén)及其符號(hào) ……………………………………16 轉(zhuǎn)移符號(hào) ……………………………………182．4 煤炭自燃事故樹(shù)定性分析 ……………………………………18 編制說(shuō)明及事故樹(shù)圖 ……………………………………18 事故樹(shù)定性分析 ……………………………………212．5 結(jié)論 ……………………………………303 煤層自然發(fā)火危險(xiǎn)程度的綜合評(píng)價(jià) ……………………………………313．1 引言 ……………………………………313．2 應(yīng)用模糊聚類(lèi)分析的基本理論基礎(chǔ) ……………………………………313．3 煤層自然發(fā)火模型概況 ……………………………………36 荊各莊礦煤層地質(zhì)概況 ……………………………………36 荊各莊礦煤層自然發(fā)火情況 ……………………………………413．4 煤層自然發(fā)火危險(xiǎn)程度指標(biāo)體系的建立 ……………………………………44 煤的自燃傾向性指標(biāo)體系的建立 ……………………………………44 煤層地質(zhì)賦存條件評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立……………………………………44 開(kāi)采技術(shù)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立 ……………………………………46 通風(fēng)因素評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立 ……………………………………48 預(yù)防措施評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立 ……………………………………493．5 模糊聚類(lèi)分析 ……………………………………53 數(shù)據(jù)的處理 ……………………………………56 逐步聚類(lèi)分析法的基本思想 ……………………………………57 標(biāo)定（建立模糊相似關(guān)系） ……………………………………59 聚類(lèi) ……………………………………59 樣本的聚類(lèi)檢驗(yàn)分析 ……………………………………613．7 總結(jié) ……………………………………634 結(jié)論 ……………………………………64致 謝 ……………………………………66參 考 文 獻(xiàn) ……………………………………671緒論1．1 引言能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的主要支撐條件，在世界一次能源消費(fèi)中，化石能源（煤炭、石油、天然氣）占90%以上。目前，全國(guó)約有75%的工業(yè)原料，76%的電能，80%的民用商品以及60%的化工原料依靠煤炭。然而，伴隨著煤炭產(chǎn)量的不斷增加，可采范圍的不斷縮小，許多安全問(wèn)題也隨之產(chǎn)生。礦井火災(zāi)根據(jù)引火的熱源不同分為外因火災(zāi)和內(nèi)因火災(zāi)（也稱自燃火災(zāi)）。但是內(nèi)因火災(zāi)火源比較隱蔽，經(jīng)常發(fā)生在人們難以進(jìn)入的采空區(qū)或煤柱內(nèi)，要想精確找到火源并非易事。因此，致力于火的研究一直是眾多專(zhuān)家和學(xué)者的重要課題。其次對(duì)礦井火災(zāi)進(jìn)行事故樹(shù)定性分析，介紹了事故樹(shù)分析的基本理論和定性分析，發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)因素，得出相應(yīng)的預(yù)防措施。礦井火災(zāi)是一大突出危害，尤其是近年來(lái)，重大火災(zāi)事故還時(shí)有發(fā)生，給煤炭企業(yè)帶來(lái)難以估量的負(fù)面影響，不僅有損于煤炭行業(yè)的社會(huì)形象，也嚴(yán)重制約著煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。1．3 煤炭的自然發(fā)火機(jī)理研究現(xiàn)狀煤炭能夠自然發(fā)火是煤所具有的共性之一，只是不同的煤種具有不同的呈現(xiàn)，不同的條件具有不同的反映。他認(rèn)為煤的自燃是由于煤層中的黃鐵礦（FeS2）與空氣中的水分和氧相互作用、發(fā)生熱反應(yīng)引起的。Muck認(rèn)為屬于斜方晶系的硫化鐵變態(tài)——白鐵礦在煤的自燃過(guò)程中起著主導(dǎo)作用。 TponB于1940年提出酚基作用學(xué)說(shuō)。以上各種學(xué)說(shuō)的建立是基于某一特定條件下而得出的結(jié)論，均有其局限性，目前絕大多數(shù)學(xué)者都贊同的一種學(xué)說(shuō)為煤氧復(fù)合作用學(xué)說(shuō)。一般認(rèn)為，煤暴露于空氣中后，由于其表面具有較強(qiáng)的吸附氧的能力，會(huì)在煤的表面形成氧氣吸附層，在吸附動(dòng)力平衡的過(guò)程中，煤的