采煤工作面火灾风险阶段性多指标综合评价方法

陈小林

doi:10.13272/j.issn.1671-251x.2021120083

采煤工作面火灾风险阶段性多指标综合评价方法

陈小林^{1, 2,}

1.
中煤科工集团常州研究院有限公司, 江苏常州　 213015
2.
天地(常州)自动化股份有限公司, 江苏常州　213015

基金项目: 中煤科工集团常州研究院有限公司科研项目（2022TY2008）。

详细信息

作者简介:
陈小林（1979—），男，江苏泰州人，副研究员，主要从事煤矿智能化、安全信息化及预警技术方面的研究工作，E-mail:chenxiaolin@cari.com.cn

中图分类号: TD752
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出版历程
- 收稿日期: 2021-12-24
- 修回日期: 2022-07-20
- 网络出版日期: 2022-05-24
- 刊出日期: 2022-08-08

Staged multi-index comprehensive evaluation method for fire risk of coal working face

CHEN Xiaolin^{1, 2,}

1.
CCTEG Changzhou Research Institute, Changzhou 213015, China
2.
Tiandi(Changzhou) Automation Co., Ltd., Changzhou 213015, China

摘要

摘要: 针对矿井火灾风险评价方法存在评价维度单一、评价指标不全面、评价结果不可靠等问题，基于层次分析法，提出了一种采煤工作面火灾风险阶段性多指标综合评价方法。针对采煤工作面内因火灾风险，选取自燃倾向性、自然发火期、百万吨发火率、煤层厚度、煤层倾角、地质构造、煤层瓦斯等级、采煤工艺、采空区处理方法、采煤工作面上下行风压差、防灭火措施有效性、自热期阶段、Graham指数作为评价指标，采用插值法计算评价指标评分，并对各评价指标赋权，进而获得采煤工作面内因火灾潜伏期、自热期和燃烧期3个阶段火灾风险评分。当采煤工作面内因火灾潜伏期风险评分大于50分时，将该评分作为采煤工作面内因火灾风险最终评分，否则进入自热期风险评价；采煤工作面内因火灾自热期风险评分大于50分时，将该评分作为采煤工作面内因火灾风险最终评分，否则进入燃烧期风险评价；当进入燃烧期风险评价时，直接将采煤工作面内因火灾风险评分设为0。针对采煤工作面外因火灾风险，依托火灾在线监测、风险分级管控及隐患排查机制，选取温度、O₂体积分数、CO体积分数、隐患超期未接单、隐患超期未整改、隐患复查不合格、风险管控措施超期未反馈、风险管控措施超期未复查、风险管控措施复查不合格作为评价指标，对采煤工作面外因火灾风险进行评分。以采煤工作面内因火灾和外因火灾风险评分最低值作为采煤工作面火灾风险评分，该评分越高，表明采煤工作面火灾危险程度越低。
- 采煤工作面火灾 /
- 内因火灾 /
- 外因火灾 /
- 多指标评价 /
- 层次分析法 /
- 插值法
Abstract: The mine fire risk evaluation method has problems of single evaluation dimension, incomplete evaluation index and unreliable evaluation result. In order to solve the above problems, based on the analytic hierarchy process, a staged multi-index comprehensive evaluation method for fire risk of coal working face is put forward. In order to analyze the coal working face internal fire, the method selects spontaneous combustion tendency, spontaneous combustion period, million-ton ignition rate, coal seam thickness, coal seam dip angle, geological structure, coal seam gas grade, coal mine process, goaf treatment method, upper and lower traveling wind pressure difference of the coal working face, the effectiveness of fire prevention and extinguish measures, self-heating period stage and Graham index as evaluation indexes. The method calculates the evaluation index score by adopting an interpolation method and gives weight to each evaluation index. Then the fire risk scores of the three stages including incubation period, self-heating period and combustion period are obtained. When the risk score of the incubation period of the internal fire in the coal working face is more than 50 points, the score is taken as the final score of the internal fire risk of the coal working face. Otherwise, it will enter the risk evaluation of the self-heating period. When the risk score of the self-heating period of the internal fire in the coal working face is greater than 50 points, this score will be taken as the final score of the internal fire risk of the coal working face. Otherwise, it will enter the risk evaluation of the combustion period. When entering the risk evaluation of combustion period, the internal fire risk score of the coal working face is directly set as zero. Aiming at the external fire risk of the coal working face, this study relies on the fire online monitoring, risk graded management and control and hidden danger investigation mechanism. The study takes the following factors as the evaluation indexes to score the external fire risk of the coal working face. The factors include temperature, oxygen volume fraction, carbon monoxide volume fraction, overdue hidden danger without receiving orders, overdue hidden danger without rectification, unqualified hidden danger review, overdue risk control measures without feedback, overdue risk control measures without review, unqualified risk control measures review. The lowest risk score of internal and external fire in the coal working face is taken as the fire risk score of the coal working face. The higher the score, the lower the fire risk of coal working face.
- coal working face fire /
- internal fire /
- external fire /
- multi-index evaluation /
- analytic hierarchy process /
- interpolation method

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0. 引言

矿井火灾对井下作业人员和环境造成很大危害，还可引发瓦斯爆炸、煤尘爆炸等二次事故，给煤矿安全生产带来巨大威胁^[1-2]。为有效遏制矿井火灾事故发生，需要准确评价矿井火灾风险^[3-6]。目前，许多学者对矿井火灾风险评价进行了研究。杜振宇等^[7]应用可拓优度法对矿井火灾安全风险进行评价，将多指标评价归结为单目标决策，给出定量的评价结果，但存在评价指标复杂的问题。白雯等^[8]将熵权法融入到物元可拓理论中，采用熵权物元可拓模型对矿井火灾安全风险进行评价，但评价结果的定性程度较高，监测数据的连续微小变化无法反映在评价结果上。张顺堂等^[9]将熵权法和可变模糊评价方法进行耦合，利用熵权可变模糊评价模型对矿井火灾安全性进行评价，但评价指标体系不完善。张怡^[10]应用Apriori算法构建数据挖掘模型，结合影响矿井火灾的因素之间的关联关系实现对矿井火灾事故的预测，但数据挖掘针对性及准确性直接影响预测效果。

根据矿井火灾发生机理，矿井火灾分为内因火灾和外因火灾^[11]。本文以采煤工作面为研究对象，围绕内因火灾和外因火灾，提出了一种采煤工作面火灾风险阶段性多指标综合评价方法。该方法将内因火灾阶段性演变过程中风险评价与外因火灾风险评价相结合，可实现火灾风险全过程动态综合评价，对矿井采煤工作面火灾风险防控具有较强的指导意义。

1. 采煤工作面内因火灾风险评价

采煤工作面内因火灾发展过程分为潜伏期、自热期、燃烧期3个阶段，因此围绕各阶段进行采煤工作面内因火灾风险评价。

1.1 采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价

1.1.1 评价指标选取及评价模型建立

考虑采煤工作面内因火灾潜伏期影响煤自然发火的内在因素（煤本身的物理性质和化学组成等）和外在因素（煤层赋存状态和开采、通风条件等），结合《矿井防灭火规范》，选取自燃倾向性、自然发火期、百万吨发火率、煤层厚度、煤层倾角、地质构造、煤层瓦斯等级、采煤工艺、采空区处理方法、采煤工作面上下行风压差、防灭火措施有效性作为采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价指标。

根据评价指标，利用层次分析法建立采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价模型，如图1所示。

图 1 采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价模型

Figure 1. Risk evaluation model for incubation period of internal fire in coal working face

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1.1.2 评价指标评分规则设定

将被评价的采煤工作面的评价指标取值逐一与参考值进行对照：当评价指标取值与参考值对应时，取参考值对应的评分；当评价指标取值与参考值不对应时，采用插值法计算评价指标评分。采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价指标评分规则见表1。

表 1 采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价指标评分规则

Table 1. Scoring rule for risk evaluation indexes of incubation period of internal fire in coal working face

准则	评价指标	参考值	评分
煤的易发火性	自燃倾向性	容易自燃自燃不易自燃	10 40 70
	自然发火期/月	1 3 6 12	10 20 50 75
	百万吨发火率/次	4 3 2 1 0	0 20 30 40 60
煤层赋存	煤层倾角/（°）	45 12 0	10 50 90
	煤层厚度/m	5.0 2.5 0.5	10 50 90
	地质构造	复杂中等简单	25 50 75
	矿井瓦斯等级	煤与瓦斯突出高瓦斯低瓦斯	20 25 75
开采技术	采煤工艺	非正规炮采普采综采综放	10 30 40 70 10
	采空区处理方法	全部垮落法顶板缓慢下沉法刀柱法局部充填法全部充填法	25 25 25 70 90
	采煤工作面上下行风压差/Pa	300 200 100	10 50 90
防灭火措施	防灭火措施效果	差中好	25 50 75

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1.1.3 评价指标评分计算

对于连续变化的的量化指标，可根据实际情况预先按顺序（本文为从小到大）设定其部分取值c₁，c₂，…，c_i，c_j，…，c_n，并给出对应的评分s₁，s₂，…，s_i，s_j，…，s_n。当评价指标实际值c处于[c_i，c_j]内时，根据线性插值法计算评价指标实际评分：

$$ s = {s_i} + \left( {c - {c_i}} \right)\frac{{{s_j} - {s_i}}}{{{c_j} - {c_i}}} $$

(1)

若实际值c落在预先设定的区间外，则使用线性外推法计算评价指标实际评分：

$$\begin{split} \\ s = \left\{ {\;\;\begin{array}{*{20}{c}} {{s_1} - \dfrac{{{c_1} - c}}{{{c_2} - {c_1}}}\left( {{s_2} - {s_1}} \right)}\qquad\qquad&{c{{ ＜ }}{c_1}} \\ {{s_{n - 1}} + \dfrac{{c - {c_{n - 1}}}}{{{c_n} - {c_{n - 1}}}}\left( {{s_n} - {s_{n - 1}}} \right)}&{c{ {＞ }}{c_n}} \end{array}} \right. \end{split}$$

(2)

针对离散变化的量化指标或非量化指标，一般只需列出其所有可能的取值，参照评价指标的评分规则，找到对应指标评分并赋予相应的权重即可。

1.1.4 评价指标赋权

基于采煤工作面内因火灾发生机理、规律及行业专家对火灾风险相关评价指标重要性的理解，对同一层中各评价指标进行两两比较，构建判断矩阵，从而计算各评价指标的权重，若通过一致性检验（一致性指标＜0.1），代表评价指标权重符合要求。以煤的易发火性对应的自燃倾向性、自然发火期及百万吨发火率3个评价指标为例，其权重计算过程如下。

（1）对煤的易发火性的3个评价指标进行两两对比，构造判断矩阵：

$$ {\boldsymbol{A}} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}} 1&1&{1/2} \\ 1&1&{1/2} \\ 2&2&1 \end{array}} \right] $$

(3)

（2）计算判断矩阵各行元素乘积的n（n为评价指标数量）次方根：

$$ \begin{array}{*{20}{c}} {{M_i} = {{\left( { \displaystyle \prod\limits_{j = 1}^n {{{{a}}_{ij}}} } \right)}^{1/n}}}&{i = 1,2, \cdots ,n} \end{array} $$

(4)

式中a_ij为判断矩阵元素。

则行向量M=[M₁ M₂ M₃]^T=[0.794 0.794 1.587]^T。

（3）对M进行归一化处理，得到各评价指标权重：

$$ {w_i} = \frac{{{M_i}}}{{\displaystyle \sum\limits_{i = 1}^3 {{M_i}} }} $$

(5)

则权重向量w=[w₁ w₂ w₃]^T=[0.250 0.250 0.500]^T。

（4）计算判断矩阵的最大特征根：

$$ {\lambda }_{\text{max}}=\frac{1}{n}{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}\frac{（{\boldsymbol{Aw}}{）}_{i}}{{w}_{i}}}=\frac{1}{3}\left(\frac{0.750}{0.250}+\frac{0.750}{0.250}+\frac{1.500}{0.500}\right)=3 $$

(6)

（5）计算一致性指标：

$$ C = \frac{{{\lambda _{{\text{max}}}} - n}}{{n - 1}} = 0 $$

(7)

由于C=0＜0.1，表明构造的判断矩阵具有很好的一致性，不需要修正。

根据上述计算，煤的易发火性对应的评价指标判断矩阵及权重见表2。

表 2 煤的易发火性对应的评价指标判断矩阵及权重

Table 2. Judgment matrix and weight of evaluation indexes corresponding to coal flammability

评价指标	自燃倾向性	自然发火期	百万吨发火率	权重
自燃倾向性	1	1	1/2	0.250 0
自然发火期	1	1	1/2	0.250 0
百万吨发火率	2	2	1	0.500 0

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同理可得煤层赋存、开采技术对应的评价指标判断矩阵及权重（表3、表4），以及目标层评价指标的判断矩阵及权重（表5）。

表 3 煤层赋存对应的评价指标判断矩阵及权重

Table 3. Judgment matrix and weight of evaluation indexes corresponding to coal seam occurrence

评价指标	煤层厚度	煤层倾角	地质构造	煤层瓦斯等级	权重
煤层厚度	1	1	1	1	0.250 0
煤层倾角	1	1	1	1	0.250 0
地质构造	1	1	1	1	0.250 0
煤层瓦斯等级	1	1	1	1	0.250 0

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表 4 开采技术对应的评价指标判断矩阵及权重

Table 4. Judgment matrix and weight of evaluation indexes corresponding to mining technology

评价指标	采煤工艺	采空区处理方法	采煤工作面上下行风压差	权重
采煤工艺	1	2	2	0.500 0
采空区处理方法	1/2	1	1	0.250 0
采煤工作面上下行风压差	1/2	1	1	0.250 0

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表 5 目标层评价指标判断矩阵及权重

Table 5. Judgment matrix and weight of evaluation indexes of target layer

准则	煤的易发火性	煤层赋存	开采技术	防灭火措施	权重
煤的易发火性	1	3	2	1	0.351 2
煤层赋存	1/3	1	1/2	1/3	0.108 9
开采技术	1/2	2	1	1/2	0.188 7
防灭火措施	1	3	2	1	0.351 2

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1.1.5 采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价总得分

根据各评价指标的评分规则、监测数据及权重，计算得出煤的易发火性、煤层赋存、开采技术、防灭火措施得分，进而获得采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价总得分。

1.2 采煤工作面内因火灾自热期风险评价

煤进入自热期会显现出相应的表征，除温度外还会产生CO，CO₂等气体，这些气体在不同阶段有不同的显现规律，因此被作为预测煤自然发火的标志，称为标志性气体^[12]。国内外对预测煤自然发火的标志性气体指标已有较多研究，建立了判断煤自然发火阶段的Graham指数等指标。

Graham指数即流经火源或自热源风流中CO体积分数增加量与O₂体积分数减少量之比^[13-14]：

$$ {I}_{\text{CO}}=\frac{100\Delta \varphi （\text{CO}）}{\Delta \varphi (\rm{{O}_{2}})}=\frac{100\Delta \varphi \text{（CO）}}{0.265\varphi (\rm{{N}_{2}})-\varphi (\rm{{O}_{2}})} $$

(8)

式中：I_CO为Graham指数；Δφ（CO）为回风侧CO体积分数增加量，%；Δφ（O₂）为回风侧O₂体积分数减少量，%；φ（N₂）为回风侧N₂体积分数，%；φ（O₂）为回风侧O₂体积分数，%。

采煤工作面内因火灾自热期风险评价指标评分规则见表6。在实际应用中，选择其中1个指标即可。

表 6 采煤工作面内因火灾自热期风险评价指标评分规则

Table 6. Scoring rules for risk evaluation indexes of self-heating period of internal fire in coal working face

评价指标	参考值	评分	说明
自热期阶段	后期中期早期	25 50 75	可通过井下观测或人的生理感觉大致判断自热期阶段，该指标可用于大多数情况
Graham 指数	报警值预警值安全值	10 50 90	通过煤的程序升温实验，得出采煤工作面Graham指数的报警值、预警值和安全值

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通过采煤工作面回风侧通风系统的监测数据获取CO，O₂，N₂体积分数，根据式（8）可得Graham指数；对照采煤工作面内因火灾自热期风险评价指标评分规则，应用线性插值法计算采煤工作面内因火灾自热期风险评价得分。

1.3 采煤工作面内因火灾燃烧期风险评价

当通过人的感知、火灾在线监测系统判定采煤工作面已经发生火灾时，采煤工作面发生火灾的风险已经很高，将采煤工作面内因火灾风险评分设为0。另外，当存在以下情形，表明采煤工作面自然发火严重，未采取有效措施，这时应直接将采煤工作面内因火灾风险评分设为0：开采容易自燃和自燃的采煤工作面时，未编制防止自然发火设计方案或未按设计方案组织生产建设；高瓦斯矿井采用放顶煤采煤法不能有效防治煤层自然发火；有自然发火征兆但没有采取相应的安全防范措施并继续生产建设。

1.4 采煤工作面内因火灾风险阶段性评价

采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价得分大于50分时，该评分作为采煤工作面内因火灾风险最终评分，否则进入自热期风险评价；采煤工作面内因火灾自热期风险评价得分大于50分时，该评分作为采煤工作面内因火灾风险最终评分，否则进入燃烧期风险评价；当进入燃烧期风险评价时，直接将采煤工作面内因火灾风险评分设为0。

2. 采煤工作面外因火灾风险评价

根据风险辨识形成的相关风险管控要求^[15]，围绕火灾在线监测及安全检查2个方面，应用层次分析法建立采煤工作面外因火灾风险评价模型，如图2所示。

图 2 采煤工作面外因火灾风险评价模型

Figure 2. Risk evaluation model for external fire in coal working face

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采煤工作面外因火灾风险评价指标评分规则见表7。

表 7 采煤工作面外因火灾风险评价指标评分规则

Table 7. Scoring rules for risk evaluation indexes of external fire in coal working face

准则	评价指标	参考值	评分
火灾在线监测	温度	报警预警	100 10
	O₂体积分数	报警预警	100 10
	CO体积分数	报警预警	100 10
安全检查	隐患超期未接单	重大隐患 Ⅰ级隐患 Ⅱ级隐患 Ⅲ级隐患	5 4 2 0.5
	隐患超期未整改	重大隐患 Ⅰ级隐患 Ⅱ级隐患 Ⅲ级隐患	10 8 5 1
	隐患复查不合格	重大隐患 Ⅰ级隐患 Ⅱ级隐患 Ⅲ级隐患	20 10 6 2
	风险管控措施超期未反馈	重大风险较大风险一般风险低风险	10 6 2 0.2
	风险管控措施超期未复查	重大风险较大风险一般风险低风险	6 3 1 0.1
	风险管控措施复查不合格	重大风险较大风险一般风险低风险	15 10 4 1

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从安全管控系统获取隐患超期未接单、隐患超期未整改、隐患复查不合格等隐患排查治理数据，以及风险管控措施超期未反馈、风险管控措施超期未复查、风险管控措施复查不合格等风险分级管控数据；从火灾在线监测系统获取温度、O₂体积分数、CO体积分数等监测数据。当火灾在线监测系统出现异常报警时，采煤工作面外因火灾风险评分为0；当火灾在线监测系统的报警与预警结束及安全管控系统的安全检查数据正常后，采煤工作面外因火灾风险评分为

$$\begin{split} {{{s}}_{{\text{external}}}} =& 100{{ - }}( {{{s}}_{y1}}{{{f}}_{y1}} + {{{s}}_{y2}}{{{f}}_{y2}} + {{{s}}_{y3}}{{{f}}_{y3}} + {{{s}}_{{\text{h1}}}}{{{f}}_{{\text{h1}}}}+ {{{s}}_{{\text{h2}}}}{{{f}}_{{\text{h2}}}}+ \\& {{{s}}_{{\text{h3}}}}{{{f}}_{{\text{h3}}}} + {{{s}}_{{\text{r1}}}}{{{f}}_{{\text{r1}}}} + {{{s}}_{{\text{r2}}}}{{{f}}_{{\text{r2}}}} + {{{s}}_{{\text{r3}}}}{{{f}}_{{\text{r3}}}} ) \end{split}$$

(9)

式中：s_y1为温度预警评分，f_y1为温度预警次数；s_y2为O₂体积分数预警评分；f_y2为O₂体积分数预警次数；s_y3为CO体积分数预警评分；f_y3为CO体积分数预警次数；s_h1为隐患超期未接单指标评分；f_h1为隐患超期未接单次数；s_h2为隐患超期未整改指标评分；f_h2为隐患超期未整改次数；s_h3为隐患复查不合格指标评分；f_h3为隐患复查不合格次数；s_r1为风险管控措施超期未反馈指标评分；f_r1为风险管控措施超期未反馈次数；s_r2为风险管控措施超期未复查指标评分；f_r2为风险管控措施超期未复查次数；s_r3为风险管控措施复查不合格指标评分；f_r3为风险管控措施复查不合格次数。

3. 采煤工作面火灾风险综合评价

根据木桶原理，采煤工作面火灾风险评分由内因火灾风险评分和外因火灾风险评分的最低值确定：在采煤工作面内因火灾潜伏期，将潜伏期火灾风险评分与外因火灾风险评分进行对比，取评分最低值作为采煤工作面内因火灾潜伏期阶段最终评分；在采煤工作面内因火灾自热期，将自热期火灾风险评分与外因火灾风险评分进行对比，取评分最低值作为采煤工作面内因火灾自热期阶段最终评分；在采煤工作面内因火灾燃烧期，采煤工作面火灾风险评分直接设为0。

4. 结语

利用层次分析法、插值法构建了采煤工作面火灾风险评价模型。针对煤自然发火的潜伏期、自热期和燃烧期3个阶段进行采煤工作面内因火灾风险阶段性评分；依托风险分级管控及隐患排查治理数据、火灾在线监测数据，对采煤工作面外因火灾风险进行评分；以采煤工作面内因火灾和外因火灾风险评分最低值作为采煤工作面火灾风险评分，该评分越高，表明采煤工作面火灾危险程度越低。

图 1 采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价模型

Figure 1. Risk evaluation model for incubation period of internal fire in coal working face

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图 2 采煤工作面外因火灾风险评价模型

Figure 2. Risk evaluation model for external fire in coal working face

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表 1 采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价指标评分规则

Table 1 Scoring rule for risk evaluation indexes of incubation period of internal fire in coal working face

准则	评价指标	参考值	评分
煤的易发火性	自燃倾向性	容易自燃自燃不易自燃	10 40 70
	自然发火期/月	1 3 6 12	10 20 50 75
	百万吨发火率/次	4 3 2 1 0	0 20 30 40 60
煤层赋存	煤层倾角/（°）	45 12 0	10 50 90
	煤层厚度/m	5.0 2.5 0.5	10 50 90
	地质构造	复杂中等简单	25 50 75
	矿井瓦斯等级	煤与瓦斯突出高瓦斯低瓦斯	20 25 75
开采技术	采煤工艺	非正规炮采普采综采综放	10 30 40 70 10
	采空区处理方法	全部垮落法顶板缓慢下沉法刀柱法局部充填法全部充填法	25 25 25 70 90
	采煤工作面上下行风压差/Pa	300 200 100	10 50 90
防灭火措施	防灭火措施效果	差中好	25 50 75

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表 2 煤的易发火性对应的评价指标判断矩阵及权重

Table 2 Judgment matrix and weight of evaluation indexes corresponding to coal flammability

评价指标	自燃倾向性	自然发火期	百万吨发火率	权重
自燃倾向性	1	1	1/2	0.250 0
自然发火期	1	1	1/2	0.250 0
百万吨发火率	2	2	1	0.500 0

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表 3 煤层赋存对应的评价指标判断矩阵及权重

Table 3 Judgment matrix and weight of evaluation indexes corresponding to coal seam occurrence

评价指标	煤层厚度	煤层倾角	地质构造	煤层瓦斯等级	权重
煤层厚度	1	1	1	1	0.250 0
煤层倾角	1	1	1	1	0.250 0
地质构造	1	1	1	1	0.250 0
煤层瓦斯等级	1	1	1	1	0.250 0

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表 4 开采技术对应的评价指标判断矩阵及权重

Table 4 Judgment matrix and weight of evaluation indexes corresponding to mining technology

评价指标	采煤工艺	采空区处理方法	采煤工作面上下行风压差	权重
采煤工艺	1	2	2	0.500 0
采空区处理方法	1/2	1	1	0.250 0
采煤工作面上下行风压差	1/2	1	1	0.250 0

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表 5 目标层评价指标判断矩阵及权重

Table 5 Judgment matrix and weight of evaluation indexes of target layer

准则	煤的易发火性	煤层赋存	开采技术	防灭火措施	权重
煤的易发火性	1	3	2	1	0.351 2
煤层赋存	1/3	1	1/2	1/3	0.108 9
开采技术	1/2	2	1	1/2	0.188 7
防灭火措施	1	3	2	1	0.351 2

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表 6 采煤工作面内因火灾自热期风险评价指标评分规则

Table 6 Scoring rules for risk evaluation indexes of self-heating period of internal fire in coal working face

评价指标	参考值	评分	说明
自热期阶段	后期中期早期	25 50 75	可通过井下观测或人的生理感觉大致判断自热期阶段，该指标可用于大多数情况
Graham 指数	报警值预警值安全值	10 50 90	通过煤的程序升温实验，得出采煤工作面Graham指数的报警值、预警值和安全值

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表 7 采煤工作面外因火灾风险评价指标评分规则

Table 7 Scoring rules for risk evaluation indexes of external fire in coal working face

准则	评价指标	参考值	评分
火灾在线监测	温度	报警预警	100 10
	O₂体积分数	报警预警	100 10
	CO体积分数	报警预警	100 10
安全检查	隐患超期未接单	重大隐患 Ⅰ级隐患 Ⅱ级隐患 Ⅲ级隐患	5 4 2 0.5
	隐患超期未整改	重大隐患 Ⅰ级隐患 Ⅱ级隐患 Ⅲ级隐患	10 8 5 1
	隐患复查不合格	重大隐患 Ⅰ级隐患 Ⅱ级隐患 Ⅲ级隐患	20 10 6 2
	风险管控措施超期未反馈	重大风险较大风险一般风险低风险	10 6 2 0.2
	风险管控措施超期未复查	重大风险较大风险一般风险低风险	6 3 1 0.1
	风险管控措施复查不合格	重大风险较大风险一般风险低风险	15 10 4 1

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参考文献(15)

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施引文献(7)

期刊类型引用(5)

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0. 引言
1. 采煤工作面内因火灾风险评价
1.1 采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价
1.1.1 评价指标选取及评价模型建立
1.1.2 评价指标评分规则设定
1.1.3 评价指标评分计算
1.1.4 评价指标赋权
1.1.5 采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价总得分
1.2 采煤工作面内因火灾自热期风险评价
1.3 采煤工作面内因火灾燃烧期风险评价
1.4 采煤工作面内因火灾风险阶段性评价
2. 采煤工作面外因火灾风险评价
3. 采煤工作面火灾风险综合评价
4. 结语

0. 引言
1. 采煤工作面内因火灾风险评价
1.1 采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价
1.1.1 评价指标选取及评价模型建立
1.1.2 评价指标评分规则设定
1.1.3 评价指标评分计算
1.1.4 评价指标赋权
1.1.5 采煤工作面内因火灾潜伏期风险评价总得分
1.2 采煤工作面内因火灾自热期风险评价
1.3 采煤工作面内因火灾燃烧期风险评价
1.4 采煤工作面内因火灾风险阶段性评价
2. 采煤工作面外因火灾风险评价
3. 采煤工作面火灾风险综合评价
4. 结语

参考文献(15)

施引文献(7)

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采煤工作面火灾风险阶段性多指标综合评价方法

作者简介: 陈小林（1979—），男，江苏泰州人，副研究员，主要从事煤矿智能化、安全信息化及预警技术方面的研究工作，E-mail:chenxiaolin@cari.com.cn

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