模糊故障树分析法及其在矿井水灾评价中的应用

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1、"%%/年!%月矿业安全与环保第$$卷第*期%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%模糊故障树分析法及其在矿井水灾评价中的应用!""肖丹，秦文贵，邸志强（!#辽宁工程技术大学，辽宁阜新!"$%%%；"#煤炭科学研究总院重庆分院，重庆&%%%$’）摘要：结合双新煤矿二井的具体条件，建造了矿井矿内水源水灾故障树，给出了用三角模糊数进行模糊故障树分析的方法与步骤。关键词：矿井水灾；故障树；三角模糊数；模糊算子中图分类号：()’&*文献标识码：+文章

2、编号：!%%,-&&.*（"%%/）%*-%%&$-%$水害是煤矿五大自然灾害之一，突水问题一直实际情况，从而得到更加科学、合理的分析结果。是困扰煤矿安全生产的突出问题。矿井水的形成一!模糊故障树分析的基本理论般是由于巷道揭露和采空区塌陷波及到水源所致，［#］其水源主要有地下水、地表水、老空积水和大气降!"!模糊数［!］水。根据危险源辨识方法，可以把煤矿水灾危险模糊数!!是论域"在（9:，-:）上的连续模源评价分为矿内水源水灾和矿外水源水灾评价两糊子集，设#，"为模糊数的参照函数，若有类。笔者结合双新煤矿二井的具体地质条件，采用&-%#(

3、)当%"&，!<%模糊故障树分析法对该矿矿内水源进行危险源的!$!!（%）;{（!）评价。"(%-&)当%<&，%"<"故障树分析也即事故树分析（0(+）是安全系统则称模糊数!!为#—"型模糊数，并记!!;（&，!，工程中最重要的分析方法。0(+是将导致事故的原），其中&为!!的均值，!，分别为&的左右扩展。"#""因事件按因果逻辑关系逐层列出，并用树形图表示当%"&-!或%#&9"时，隶属度$!!（%）;%，出来，构成一种逻辑模型，对其进行定性和定量分表明在区间（&-!，&9）之外的数值不属于模糊析，即可找出事故发生的可能途径及发生概率

4、，从而"数!!；该区间之内的数值在一定程度上隶属于模糊提出避免事故发生的各种方案，并优选最佳安全对策［"］。传统的0(+对事故进行定性分析准确有效，数!!。!，"越大，模糊数!!越模糊；当!，"均为零时，!!退化成非模糊数。!，可根据模糊性、经验和统计但仅仅找出事故的可能发生途径和罗列各种安全方"数据选取。案是不够的，在现实评价中找出预防事故的最佳安三角模糊数（(0=>）是#—"型模糊数的特殊形全对策往往意义更为重要。传统的0(+是以布尔代式，隶属函数图形如图!所示，其数学表达式为数为基础，定量分析时要求事件发生的概率为精确%（%?’）值

5、，但基本事件的发生概率主要来源于统计数据或ìï%-’借助专家判断，具有一定的不确定性，即模糊性。将（’"%"&）ïï&-’模糊数学中的模糊集合理论与传统的故障树分析方$!!（%）;í（"）(-%ï（&?%"(）法相结合，以模糊数来表示基本事件发生的概率，用ïï(-&î12345(67686提出的模糊故障树分析法进行定量分%（%<(）析，克服了传统0(+的不足之处，更符合生产现场的称!!;（’，&，(）为三角模糊数，也可表示为!!;（&-!，&，&9）。"［#］!"$模糊数的代数运算收稿日期："%%/-%$-!/作者简介：肖丹（!.,!—）

6、，女，辽宁抚顺人，硕士研究假设模糊数)!和)"分别由$个参数（’!，&!，$$生，研究方向为矿井灾害防治技术。(!）和（’"，&"，("）表示，模糊数)!和)"的代数运算$$万方数据·&$·"??/年!?月矿业安全与环保第%%卷第)期&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&），则基本事件都发生时和事件0’不发生时顶事件/的可能性分布分别为%%/#%%（%%0，⋯，%%0，⋯，%%0）!’&%%/#%%（%%0，⋯，%%0，?，%%0，⋯，%

7、%0）’!’&!’$!&由于所讨论的系统是单调关联系统，因此%%/@’%%，则事件0的重要度为/’图!三角模糊数隶属函数/////2（%%/，%%/）#（#3’）$（#&#’）$（#4’/法则为’）A?（B）!!"!"#（"!，#!，$!）$（""，#"，$"）如果2（%%/，%%/）A2（%%/，%%/），则称事件0’较!!’)#（"!$""，#!$#"，$!$$"）（%）0对系统影响大。如果改进系统则首先应考虑如何)!#!!#!&（"!，#!，$!）改进0。!’#（!&$!，!&#!，!&"!）（’）%双新煤矿二井矿内水源

8、水灾事故模糊故!!$!"#（"!，#!，$!）(（""，#"，$"）!!障树分析#（"!""，#!#"，$!$"）（)）［#］%"!矿井矿内水源水灾事故故障树的构建!"#模糊算子!*%*!与门