一直以来，煤矿灾害就给我国的煤炭行业带来了巨大的经济损失，并致使人员伤亡严重，对煤矿安全生产造成极大的危害。由煤矿设备故障引发的煤矿灾害在煤矿安全事故中占有很高的比例。对煤矿设备故障进行及时有效的诊断与预测，对于煤矿安全生产具有重要意义。本文首先分析了煤矿设备以及煤矿设备故障的特点，并根据煤矿设备故障的层次性，提出了一种基于故障树的层次化故障诊断模型。通过分层的方法对煤矿设备可能的故障原因进行总结，并绘制出煤矿设备故障的动态故障树，然后根据故障树分析理论分析设备故障原因，找出设备系统的薄弱环节，并对可能出现故障的子设备或元部件进行重点监控或提出合理化的检修措施。然后以采煤机牵引故障为例证明此分析方法的可行性与有效性。煤矿设备故障具有不确定性与模糊性，故障征兆与故障原因之间的映射关系不明确，存在着一对多、多对一，甚至是多对多的复杂映射关系。为了对此类煤矿设备故障进行分析，本文在故障树分析的基础上，将模糊数学引入其中，研究了煤矿设备故障的模糊诊断方法。首先论述了煤矿设备故障的模糊诊断基本原理与相关的数学规则，然后重点研究了模糊诊断的方法与过程。最后以采煤机牵引故障为例，采用故障树分析结合模糊诊断的方法，对采煤机牵引故障进行分析，得到模糊诊断方法能够提高故障诊断的效率的结论。最后结合煤矿设备故障的层次化建模方法与故障树分析方法，完成实现了煤矿设备故障树分析系统，以验证文中所述方法的合理有效性。