--工作面煤與瓦斯突出危險性的模糊綜合評判（精）

1、工作面煤與瓦斯突出危險性的模糊綜合評判對煤與瓦斯突出受構(gòu)造物理環(huán)境研究認(rèn)為：影響煤與瓦斯突出的主要因素包括4個方面，即：構(gòu)造帶瓦斯、構(gòu)造介質(zhì)、構(gòu)造組合以及構(gòu)造應(yīng)力場，其中包含了瓦斯壓力、構(gòu)造煤的發(fā)育規(guī)模等因素。在預(yù)測煤與瓦斯突出危險程度時，不僅需要考慮每一個因素對突出的影響程度，而且要確定主要因素對不同突出危險所起的作用。由于影響突出的主要因素對不同突出危險性界限往往是不明確的，具有一定的模糊性，因此，煤與瓦斯突出是一個多因素決定的模糊事件，模糊綜合評判是一種對多個因素所影響的事件進行綜合評判的有效方法。運用模糊綜合評判的方法對工作面的突出危險性進行評判，可以把工作面的突出危險性分出不同的等級

2、，將對防突工作提供一定的依據(jù)。 1模糊綜合評判的原理 模糊綜合評判是通過建立m種因素構(gòu)成的因素集U和n種決策構(gòu)成的決策集V的基礎(chǔ)上，給出U的權(quán)重分配集A，構(gòu)成從U到V的模糊關(guān)系矩陣R即： 其中，r（ui,j）=rij表示因素ui對分級集i的隸屬度。 將權(quán)重合A輸入模糊關(guān)系矩陣中，進行綜合評判可以得到模糊決斷集B，即： 按照最大隸屬度原則，即可行到模糊綜合評判結(jié)果。 2模糊綜合評判模型的建立及應(yīng)用 2.1確定因素U U=u1,u2,un，即對工作面突出危險性有影響的因素集。 工作面煤與瓦斯突出是多種因素綜合作用的結(jié)果，對于因素集的選取應(yīng)盡可能全面，以便確定合理的突出危險性等級。根據(jù)煤與瓦斯突出的

3、綜合假說以及通過對平頂山礦區(qū)工作面突出情況的統(tǒng)計分析，對工作面突出危險性的影響因素選取如下6個因素：最大瓦斯壓力P，軟分層厚度、最大鉆孔瓦斯涌出初速度q、最小堅固性系數(shù)、最大開采深度以及打鉆時動力現(xiàn)象，它們分別與因素集中的u1、u2、u3、u4、u5和u6相對應(yīng)。 2.2 煤與斯突出危險性等級. V=u1,u2,um 即煤瓦斯突出危險性等級. 煤與瓦斯突出危險性等級還沒有一個明確的界限,根據(jù)對平頂山礦工作面突出情況的統(tǒng)計,將工作面的突出危險性可以劃分為3個等級,即1、為一般突出危險2、為中等突出危險3、為嚴(yán)重突出危險,統(tǒng)計表明:平項山礦山區(qū)各指標(biāo)值與值與突出危險性的關(guān)系如表1所示。 表1 各指

4、標(biāo)大小同突出危險性的關(guān)系 指標(biāo)包括定量和定性指標(biāo)，對于定量指標(biāo)與突出危險性的關(guān)系，可以采用實際統(tǒng)計分析得出，而對于定性指標(biāo)，如打鉆時動力現(xiàn)象，往往表現(xiàn)為噴孔、頂鉆和夾鉆等，我們可以用無量綱值來量化，在這里1代表打鉆時動力現(xiàn)象最嚴(yán)重的情況，指噴孔，0.51區(qū)間代表鉆、頂鉆等輕微動力現(xiàn)象，而小于0.5表示打鉆時未出現(xiàn)動力現(xiàn)象，其值的大小可以根據(jù)實際的動力現(xiàn)象大小在各個區(qū)間適當(dāng)取值。 2.3 確定各因素模糊矩陣關(guān)系R R是著眼于因素集U上到分級集V上的一個模糊關(guān)系，R（ui,j）=rij表示因素ui對分級集j的隸屬度。通過建立各因素的隸屬函數(shù)，可以求出其相應(yīng)的隸屬度，本文中所選取的隸屬函數(shù)，可以求出

5、其相應(yīng)的隸屬度，本文中所選取的隸屬函數(shù)是在對各因素分析基礎(chǔ)上的半梯形分布，隸屬函數(shù)如（3）所示，這里的為一般突出危險、為中等突出危險、為嚴(yán)重突出危險。 平頂山礦區(qū)3個工作面各因素原始數(shù)據(jù)如表2所示。 表2 工作面名稱及各因素原始數(shù)據(jù) 將表2中原始數(shù)據(jù)代入隸屬度函數(shù)（3）中，計算出各因素屬于同不突出危險性的隸屬度，則可得出模糊關(guān)系矩陣R。 2.4 確定各單因素的模糊權(quán)重集A A=（a1, a1,am） 在權(quán)重集合中： 權(quán)重的確定方法有很多種，如根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計和專家經(jīng)驗、多元回歸分析法、灰色系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度分析法等來確定。但不論哪種方法都必須遵循以下原則，即主導(dǎo)因子對危險度的影響最大，故權(quán)重亦最大，其它因

6、子若與主導(dǎo)因子相關(guān)性越大，對危險度的影響也越大，對危險度的影響也較大，相應(yīng)其權(quán)重亦大。本文中選擇灰色和系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度分析來確定權(quán)重，可以克服專家經(jīng)驗法中人的主觀性對權(quán)重確定的偏差。計算出各因素的關(guān)聯(lián)度，然后歸一化即可得到各因素的權(quán)重值。通過對平頂山礦區(qū)突出狀況的統(tǒng)計分析，計算出其關(guān)聯(lián)度如下： A=（0.561，0.396，0.589，0.872，0.452，0.591） 歸一化后得到： A=（0.131，0.171，0.114，0.252，0.162，0.170） 2.5 模糊綜合評判結(jié)果 將模糊關(guān)系矩陣R與權(quán)重向量A代入模糊綜合評判式（2）中，可以得到評判向量B，在這里，為了考慮影響突出的所有因素，而不致使信息丟失過多，算子“?！辈捎媚Ｐ蚆（，）來進行評判。在模型中：“”為取小運算，而“”表示為：= min(1,+)，按此模型可得：，由此得到表3所示3個工作面分級結(jié)果。 表3 工作面突出危險性公級結(jié)果 3結(jié)語 通過建立基于模糊綜合評判的工作面煤與瓦斯突出的模型，并應(yīng)用于具體工作面煤與瓦斯突出危險性的綜合