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1、辽宁石油化工大学毕业论文目录1 绪论 11.1引言 11.2问题的提出 41.3煤炭的自然发火机理研究现状 51.4 国内外研究现状 82 矿井火灾事故树分析 1021 事故树分析概述 102. 2 事故树分析与编制 112.2.1 事故树的分析程序 112.2.2 事故树的编制过程 1323 事故树的符号及其意义 142.3.1 事件及事件符号 152.3.2 逻辑门及其符号 162.3.3 转移符号 1824 煤炭自燃事故树定性分析 182.4.1 编制说明及事故树图 182.4.2 事故树定性分析 2125 结论 303 煤层自然发火危险程度的综合评价 3131 引言 3132 应用模糊
2、聚类分析的基本理论基础 3133 煤层自然发火模型概况 363.3.1 荆各庄矿煤层地质概况 363.3.2 荆各庄矿煤层自然发火情况 4134 煤层自然发火危险程度指标体系的建立 443.4.1 煤的自燃倾向性指标体系的建立 443.4.2 煤层地质赋存条件评价指标体系的建立443.4.3 开采技术因素评价指标体系的建立 463.4.4 通风因素评价指标体系的建立 483.4.5 预防措施评价指标体系的建立 4935 模糊聚类分析 533.5.1 数据的处理 563.5.2 逐步聚类分析法的基本思想 573.5.3 标定（建立模糊相似关系） 593.5.4 聚类 593.6 样本的聚类检验分
3、析 6137 总结 634 结论 64致 谢 66参 考 文 献 671绪论11 引言能源是经济发展、社会进步的主要支撑条件，在世界一次能源消费中，化石能源（煤炭、石油、天然气）占90%以上。而在世界石化能源探明可采储量中，煤炭约占2/3，石油、天然气分别占1/6。众所周知，我国是世界上少数几个一次能源为主的国家，煤炭是我国的第一能源，也是重要的工业原料。目前，全国约有75%的工业原料，76%的电能，80%的民用商品以及60%的化工原料依靠煤炭。预测我国社会经济发展对能源的需求时，有关专家认为，到2050年化石能源仍是我国的主要能源，其中煤炭至少要占到50%。因此，煤炭工业是支持经济发展和保障
4、人民生活的基础产业。我国已探明的煤炭储量9000亿吨，占一次能源探明储量的90%，煤炭在能源结构中的优势近十年来不断上升，原煤产量以平均每年5.7%的速度增长，目前年产煤炭达12亿吨，以后还会增长。然而，伴随着煤炭产量的不断增加，可采范围的不断缩小，许多安全问题也随之产生。瓦斯、火灾、粉尘、噪声、高温正在困扰着企业的正常发展。矿井火灾是煤矿的重大自然灾害之一。矿井火灾不仅能使矿井遭受巨大的物质损失，同时它也是导致井下职工伤亡的重要根源。矿井火灾根据引火的热源不同分为外因火灾和内因火灾（也称自燃火灾）。外因火灾一般发生突然、来势迅猛，如果不能及时发现和控制，往往会酿成重大事故。但是外因火灾的火焰
5、一般是在燃烧物的表面，如果能及时发现和扑救，是容易熄灭的。与外因火灾相比，内因火灾的发生，往往伴有一个蕴育的过程，根据预兆能够早期予以发现。但是内因火灾火源比较隐蔽，经常发生在人们难以进入的采空区或煤柱内，要想精确找到火源并非易事。因此难以扑灭，以至火灾可以持续数月，数年甚至几十年至上百年之久，长期威胁着矿井的安全生产。有时燃烧的范围逐渐蔓延扩大，烧毁大量煤炭，冻结大量资源，使自然资源造成极大的浪费。如山西大同煤田露头煤的燃烧已持续300多年，至今尚未完全熄灭。因此，致力于火的研究一直是众多专家和学者的重要课题。众所周知，发生火灾的原因是极为复杂的，单一学科、理想的研究方法已经不能适应现代化生
6、产及科研的需要。因此本文尝试着对其进行定性和定量分析评价。首先对矿井火灾的国内外情况做了一般介绍，同时对预测自然发火的方法作了客观评价，提出应用事故树进行定性分析和应用模糊数学方法进行定量分析评价的必要性。其次对矿井火灾进行事故树定性分析，介绍了事故树分析的基本理论和定性分析，发现危险因素，得出相应的预防措施。然后应用模糊数学对煤层自然发火危险程度进行定量评价。先对模糊数学的模糊聚类分析方法作了深入的介绍， 进而建立样本进行定量评价。12 问题的提出我国56%的矿井开采易自燃煤层，百万吨自然发火率近年来虽然有所下降，但仍高居不下，达1%强。矿井火灾是一大突出危害，尤其是近年来，重大火灾事故还时
7、有发生，给煤炭企业带来难以估量的负面影响，不仅有损于煤炭行业的社会形象，也严重制约着煤炭企业的经济效益。据统计，在矿井火灾事故中，自燃火灾占总数的94%以上，其中60%发生在采空区。火灾的发生与发展不仅影响安全生产和周围环境，而且极易引起煤尘、瓦斯爆炸，而且随着采深的不断增加，煤的自燃发火期逐渐缩短，开采时间的不断增加，使煤柱、采空区遗煤的氧化程度不断加深，更缩短了煤的自燃发火期。因此，火灾防治工作仍然是企业领导的一项常抓不懈、重要而艰巨的任务，国内外许多专家和学者也都致力于煤炭自然发火规律的研究。13 煤炭的自然发火机理研究现状煤炭能够自然发火是煤所具有的共性之一，只是不同的煤种具有不同的呈
8、现，不同的条件具有不同的反映。煤炭自然发火是一个极为复杂的物理化学变化过程。对于这个过程的前期是如何开始的，温度是怎样提高到发生氧化反应必不可少的温度60的两个问题还存在争论。早在本世纪前半时期Dr Plot提出了黄铁矿作用学说。他认为煤的自燃是由于煤层中的黄铁矿（FeS2）与空气中的水分和氧相互作用、发生热反应引起的。其反应式为：而硫酸亚铁在潮湿的环境中可能被氧化成硫酸铁：硫酸铁在潮湿的环境中作为氧化剂又和黄铁矿反应：以上的反应都是放热反应，再者，黄铁矿在潮湿的环境中被氧化成SO2、CO2、CO、H2S气体时，也都是放热反应。但其反对者也列举了不含硫的煤也发生自燃的实例。五十年代波兰学者Ol
9、pinsk.W对波兰烟煤的考察表明：只有当煤中硫铁矿含量较高时（大于1.5%），才具有自燃倾向性。Muck认为属于斜方晶系的硫化铁变态白铁矿在煤的自燃过程中起着主导作用。 1927年英国人Potter.M.C提出了煤自燃的细菌作用学说。他认为在细菌的作用下，煤在发酵过程放出一定热量对煤的自燃起了决定的作用。但在后来人们的实验中认为：细菌不起任何作用。前苏联的B.B TponB于1940年提出酚基作用学说。他认为煤的自燃是由于煤体内不饱和酚基化合物强烈吸附空气中的氧，同时放出一定量的热量造成的。该学说的建立是基于对各种煤体中的有机物进行实验后，发现酚基类是最易氧化的。不仅在纯氧中可以氧化，而且与
10、其它氧化剂接触也可以发生作用。以上各种学说的建立是基于某一特定条件下而得出的结论，均有其局限性，目前绝大多数学者都赞同的一种学说为煤氧复合作用学说。煤氧复合作用学说认为煤的自燃是氧化过程自身加速的最后阶段，并非任何一种煤的氧化都能导致自燃，只有在稳定的条件下，在低温、绝热条件下，氧化过程的自身加速才能导致自燃。低温氧化过程的持续发展使反应过程的自身加速作用增大，最后如果生成的热量不能及时放散，从而就会引起自热阶段的开始。因而煤发生自燃的必要条件是：1)以易于低温氧化的粉煤或碎煤的堆积；2)存在着适宜的通风供氧条件；3）存在着蓄热的环境条件。一般认为，煤暴露于空气中后，由于其表面具有较强的吸附氧
11、的能力，会在煤的表面形成氧气吸附层，在吸附动力平衡的过程中，煤的表面与氧相互作用而在煤表面形成一种中间产物，学科上称为氧化基或过氧络合物。此期间煤的氧化处于缓慢状态，生成的热量及煤温的变化都微乎其微，一般极难检测出；由于吸附空气中的氧，煤重略有增加，此阶段的活化能在煤的整个自热过程中最小，据研究为14.23T/mol左右，这一阶段通常被称为煤自燃潜伏期。潜伏期煤的结构没有变化，唯一的表现是化学活性增强；这种化学活性增强的程度主要受煤自身的物理化学性质的影响；经过潜伏期后，煤的氧化速度加快，表面中间产物开始分解成一氧化碳、二氧化碳及水等产物，同时释放出较多的热量，煤温开始上升，煤重有所下降，此时煤的自燃过程进入被称为自燃期的阶段，此阶段末期煤温达到自燃临界温度，煤温急剧上升，失重加速，同时释放出某些芳香族的碳氢化合物气体，显现出煤自燃自热期的全部征兆。煤自燃过程处于本阶段时，如果得不到抑制（其本身内在属性所定和外在环境条件的制约），进一步发展即会导致煤温上升带到着火温度点，进入煤自燃的最终阶段明火燃烧阶段。由此可见，煤的自燃乃是由于煤在常温下首先与空气中的氧相互作用（物理吸附、化学吸附、氧化）并自动加速，当其氧化速度加快到氧化产生的热量积聚起来不能散发时就导致自燃。同时，这种氧化反应主要是煤
