我国矿井煤炭自然发火十分严重。多年来,国内外学者对煤矿自然发火防治这一重大安全技术进行了大量的研究,取得了可喜的进步。但是,总的来说,煤矿的防灭火工作仍然停留在被动的对火灾的“防与治”之中,尚未有效地控制煤层自燃,主动预防自燃的发生远未达到目标。利用模糊综合评判理论,建立了基于VB煤炭自燃综合评判应用系统,有利于提高煤炭自燃预测预报的科学性,减少盲目性。
模糊综合评判方法作为一种数学模型,对多因素、多层次的复杂问题具有使用方便、评判准确可靠的特点,因此,该方法被广泛应用于各行各业。它是应用模糊变换原理和最大隶属度原则,考虑与被评判事物相关的各个因素,对其作出综合评判。
在评价某个事物时,将评价结果分成一定的等级。例如,对煤炭自燃进行评判时,可将评价的等级分为“不自燃”、“可能自燃”、“自燃”、“易自燃”四个等级。对多因素的综合评判,一方面对于被评判事物从不同的因素着眼可以得到绝然不同的结论;另一方面在诸多着眼因素之间,有些因素在总评价中的影响程度可能大些,而另一些
因素在总评价中的影响程度可能小些,它是一个模糊择化问题。
依据煤炭自然发火机理,煤炭自然发火危险程度由三类指标构成:煤的自燃倾向性;持续的漏风供氧条件;聚热散热条件。每一类指标又由若干个次一级的分指标构成,它属于一个多因素、多层次综合评判问题。由于煤炭自燃漏风和聚热条件不同,将煤炭自燃评判指标体系分为采煤工作面采空区煤炭自燃和煤巷煤炭自燃。
通过理论分析,再结合现场煤炭自燃的实际情况,对于采空区煤炭自燃来说煤的自燃倾向性包含还原煤和氧化煤样的燃点温度差,煤的吸氧量,CO单位温升增长率三项次级指标;持续的漏风供氧条件的次级指标为氧化带存在漏风时间,漏风压差,煤层厚度,漏风形式,煤的破坏性,回采巷道布置方式,采空区密闭质量,地质构造,煤层顶板岩性,煤层倾角;聚热散热条件的次级指标包含漏风风速,工作面推进速度,采空区遗煤厚度,区域围岩温度。对于煤巷煤炭自燃而言,煤炭自燃倾向性指标同采空区煤炭自燃;持续的漏风供氧条件的次级指标为巷道布置方式,巷道风速,局部通风机通风方式,煤层厚度和巷道空顶范围;聚热散热条件的次级指标包含漏
风风速,区域围岩温度,开采煤层硫铁矿含量。
由于煤炭自燃的种类不同(采空区遗煤自燃和煤巷顶煤自燃),产生煤炭自燃的发生条件不同,因而煤炭自燃评判指标体系亦不相同。该应用系统采用分层控制,即从主控界面选取不同的评判体系,根据系统使用说明书提供的煤炭自燃评判指标参考值,结合评判现场的实际,确定评判指标值,采用表格形式录入计算机,即可进行评判。
(1)煤炭自燃模糊综合评判模型,比较全面地考虑了引起煤炭自燃的各种因素,避免了人为因素的影响,提高了煤炭自燃预测的科学性。
(2)上述应用系统预测可靠性的关键是评判指标值的确定及置信度的确定。
(3)煤炭自燃综合评判应用系统可满足矿井日常煤炭自燃可疑地点自燃危险程度的早期预测及辅助决策的需求,对矿井通风安全管理现代化起到积极的促进作用。