基于双枝模糊集理论的煤层底板突水危险性评价研究

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我国煤炭资源十分丰富,煤炭是我国重要的基础能源,其用途非常广泛,对我国的国民经济发展具有重要意义。我国煤矿受煤层底板岩溶承压水威胁的程度相当严重,随着煤炭产量的不断提高,煤层开采也步入深部,开采区域水文地质条件也随之复杂化,煤层底板突水危险性大大增加,因而承压水上煤层的安全开采问题亟需解决,在研究煤层底板突水危险性评价问题上也需要有新的方法。  突水的发生是不同因素共同作用的结果,考虑到不同因素对突水发生的促进、抑制作用不同,引入双枝模糊集理论,将抑制突水因素的隶属度划归至[-1,0]区间上,改变了以往突水评价方法将所有因素都划归至[0,1]上,从而反映出各因素间相互促进、彼此制约的相互作用。  根据逐步判别法及双枝模糊理论各自的特点,寻求这两者的结合点,运用判别分析理论中的逐步判别法对突水指标进行筛选,选用判别能力显著的指标,将判别能力不显著的指标予以剔除。通过双枝模糊集理论,分别建立促进向评价模型和抑制向评价模型。将经逐步判别法选入的指标应用至模型,对所采用的指标进行极性分解,并分别构造了促进向、抑制向优属度矩阵;根据已知样本的突水危险性,运用“权重反演法”确定各影响因素的权重,分别计算了促进向相对隶属度、抑制向相对隶属度,并进行叠加计算,得到最终评价阈值,对未知样本突水危险性进行了评价。通过实例应用,取得了良好的评价效果。  通过对查庄煤矿地质及水文地质条件分析,选取影响突水的主要因素,运用所建立的双枝模糊评价模型,结合克里格插值法,对查庄煤矿8煤层五灰上开采的危险性进行了评价,并绘制了研究区域底板突水危险性等级划分图,直观地得到了底板突水危险性评价结果。
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