[发明专利]一种遗煤自燃风险评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿安全工程，特别是涉及分析遗煤自燃风险分析。

背景技术

我国一直以来都是煤炭生产和使用大国，根据对全国大中型重点煤矿的自燃火灾次数统计，其占矿井火灾总次数的90％～94％，其中遗煤的自燃占所有自燃火灾的60％，其造成了严重的经济损失和人员伤亡，甚至对煤炭行业也造成了负面影响。

煤的自燃是一个复杂的物理和化学过程，对于其基本反应机理和过程一直是煤炭开采领域的研究重点，通常情况下，煤自燃可以表示为一个缓慢的氧化过程，其发生也是在一定条件下进行的，主要包括：在低温条件下可氧化的颗粒较小的煤，其因比表面积较大，化学活性较好；具有良好的通风性，以便提供氧气供应氧化反应；有可储备反应热的物理条件，但这些影响在实际工程中的分析是比较困难的，一些极端条件为监测和分析带来了较大困难，另一方面，对于遗煤自燃在允许人工和设备检测的情况下也积累了相当的数据，那么如何利用这些数据，找出煤自燃与其影响因素的关系，进而预测可能发生遗煤自燃的位置，最终达到提前预防和控制的目的，应是着重进行研究的问题。

目前对于遗煤自燃预测分析已经进行了一些研究，但这些评价方法和结果受到评价专家本身主观因素影响过大，具有不同经验和水平的专家评价不一，另外，评价结果除了可分析目前状态下遗煤自燃的可能性程度，还要能分析自燃可能性的变化趋势，已达到提前预防的目的。

为实现上述对遗煤自燃风险预测评价的目的，这里提出一种博弈可拓方法，将博弈的主客观权重分析与可拓的倾向性分析结合，使用该模型分析了某煤矿多个位置遗煤自燃的可能性和倾向。

发明内容

1遗煤自燃风险评价指标体系：遗煤自燃与众多因素有关，主要包括三方面：颗粒较小的煤、良好的通风条件和可储备热量的结构，但具体到实际工程应用时，对于与这些相关的因素的判断存在着较多争议和不确定性，对于与遗煤自燃相关的因素进行研究，得出了煤的结构、空气中各组分的浓度、通风强度等因素作为标志来判断煤的自燃过程，这里结合这些文献，总结出5个判断煤自燃风险的评价指标，包括：与工作面距离/m、氧气浓度/％、推进度/m、漏风强度/m.s^-1、浮煤厚度/m，制订了三个评价等级，分别是：风险很大(Ⅰ)、有风险(Ⅱ)、安全(Ⅲ)，等级和对应的评价值如表1所示，

表1遗煤自燃风险评价指标体系及分级

2博弈可拓算法：博弈可拓算法是可拓理论与博弈论的结合，可拓评价法是通过确定遗煤自燃风险评价指标体系，建立风险程度分级标准，得到经典域、节域和待评物元，再由待评物元确定关联函数，使用博弈论的方法确定各指标权重，最后确定自燃风险程度等级的评价方法。

确定物元：给出经典域R_j、节域R_p和待评物元R_W，分别如式(1)～(3)所示，

隶属函数归一化：根据特点和算法要求，这里采用线性无量纲法隶属函数，效益型和成本型隶属函数分别如式(4)和(5)所示，

其中：v′_wk：归一后第k个评价指标值；v_wk：无归一第k个评价指标值；max(v_pk)：第k个评价指标节域最大值；min(v_pk)：第k个评价指标节域最小值。

关联函数：自燃风险的各评价指标关联函数值与所对应的权重值用以确定可拓关联度，则待评物元v_wk第j等级的关联函数如式(6)所示，

式中：d＝j或p，ρ(v_wk，v_dk)用来表示点到区间的距离。