一种基于指标双向作用的煤层底板突水预测评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于指标双向作用的煤层底板突水预测评价方法，评价步骤为：建立底板突水预测评价模型；确定各指标权重及各指标集相对比重；计算促进向、抑制向相对隶属度；结合实际情况确定分级阈值，对煤层底板突水危险性进行科学合理的预测评价。本发明专利技术不仅合理确定了各项指标的权重，而且真实反映了突水促进向指标集与抑制向指标集间的相互作用及其相对比重，从促进、抑制底板突水发生的角度对底板突水进行预测评价，更加符合底板突水发生的实际情况，为承压水上煤层安全开采提供科学依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于指标双向作用的煤层底板突水预测评价方法
本专利技术涉及一种预测评价方法，尤其涉及一种基于指标双向作用的煤层底板突水预测评价方法。
技术介绍
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。国内外许多学者运用多种理论对煤层底板突水危险性评价做了大量研究，这些研究成果推动了煤层底板突水危险性评价技术的发展，丰富并逐渐形成了煤层底板突水评价理论体系，解决了生产过程中出现的一些实际问题。但是还有许多的理论和实际问题需进一步、更全面、更深入地研究；对已有的突水危险性评价方法在易用性方面还有待于进一步完善。因而，煤层底板突水评价方法仍需不断地探索。底板突水的机理是复杂的，突水因素是多方面的，而目前在各因素各自对底板突水的影响程度及相互综合影响程度分析方面仍然存在较大的难度，不少因素各自对底板突水的影响程度及相互综合影响程度仍处在模糊认知状态。另外，底板突水问题又具有非线性特征，底板突水是一个非线性系统，系统本身是一个不断与外部环境进行物质、能量和信息交换的开放系统，其内部因素间具有协同性、阻抗性两方面的特点。显然，从单一方面对突水进行预测评价是与客观实际相悖的，煤层底板突水预测评价的可靠性也必然会受到影响。为更加可靠地对底板突水进行预测，本专利技术人于2004年采用多相模糊统计方法构造了突水指标的隶属度函数，为进一步的研究工作奠定了基础。由于煤层底板突水评价指标之间具有相关性，突水的发生是不同因素共同作用的结果，这种作用并不是简单的累积关系，有的因素会促进突水的发生，而有的因素则会对突水的发生产生抑制效果；可见不同煤层底板突水影响因素间存在相向作用、相背作用，而以往的研究方法却没有重视这点或是没有很好的体现这种相互作用，因而需从对煤层底板突水造成危害的促进(相向作用)和抑制(相背作用)两方面影响因素入手，对煤层底板突水进行完整、全面、科学的预测评价。本专利技术名称中提及的指标双向作用：指不同煤层底板突水影响因素间存在的相向作用和相背作用。
技术实现思路
为了解决上述问题中的不足之处，基于煤层底板突水影响因素间存在的促进和抑制、相背作用，对煤层底板突水进行完整、全面、科学的预测评价，本专利技术提供了一种基于指标双向作用的煤层底板突水预测评价方法。本专利技术采用的技术方案为：一种基于指标双向作用的煤层底板突水预测评价方法，评价方法的步骤为：(1)、建立底板突水预测评价模型；根据影响突水指标对煤层底板突水的促进、抑制作用，分别建立促进向评价模型、抑制向评价模型；分析确定影响煤层底板突水的主要因素指标，并将其划分为促进向指标集和抑制向指标集，其中，促进向指标集是指突水事件中对底板突水的发生起着促进作用，对突水安全性起到抑制作用的指标集；抑制向指标集是指突水事件中对底板突水的发生起着抑制作用，对底板突水安全性起到促进作用的指标集；(2)、确定各指标权重及各指标集相对比重；运用“权重倒推法”，得到各个指标的权重，根据不同权重计算得到的阈值散点图确定各指标合理的权重值，及促进向指标集、抑制向指标集的相对比重；所谓“权重倒推法”，是指将各指标权重及各指标集比重代入预测评价模型，通过调节各指标权重及各指标集比重的值，使已知样本的预测评价结果符合已知情况，以此来确定各指标权重值；(3)、计算促进向、抑制向相对隶属度；运用步骤(2)得到的各指标权重，分别计算各未知样本促进向相对隶属度、抑制向相对隶属度；(4)、结合实际情况确定分级阈值，对煤层底板突水危险性进行科学合理的预测评价；运用步骤(2)得到的促进向指标集、抑制向指标集的相对比重，对步骤(3)得到的促进向、抑制向相对隶属度进行叠加计算，得到最终评价阈值及各未知样本的隶属值。本专利技术的有益效果在于：一个符合实际情况的评价方法，应当考虑到影响因素的双向作用，即有的影响因素对突水具有促进作用，而有的则是抑制作用。本专利技术不仅合理确定了各项指标的权重，而且真实反映了突水促进向指标集与抑制向指标集间的相互作用及其相对比重，从促进、抑制底板突水发生的角度对底板突水进行预测评价，更加符合底板突水发生的实际情况，为承压水上煤层安全开采提供科学依据。附图说明图1为本专利技术的评价步骤流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，具体实施方式包括以下步骤：(1)、建立底板突水预测评价模型；根据影响突水指标对煤层底板突水的促进、抑制作用，分别建立促进向评价模型、抑制向评价模型；分析确定影响煤层底板突水的主要因素指标，并将其划分为促进向指标集和抑制向指标集，其中，促进向指标集是指突水事件中对底板突水的发生起着促进作用，对突水安全性起到抑制作用的指标集；抑制向指标集是指突水事件中对底板突水的发生起着抑制作用，对底板突水安全性起到促进作用的指标集。根据各指标对底板突水的影响情况，采用多相模糊统计方法来构造隶属度函数，将促进向指标的模糊隶属度划至[0，1]上，其数值越接近于1，则说明该项指标对突水发生的促进作用越大；越接近于0，说明该项指标对突水发生的促进作用越小。将抑制向指标的模糊隶属度划至[-1，0]上，其数值越接近于-1，说明该项指标对突水发生的抑制作用就愈大；越接近于0，说明该项指标对突水发生的抑制作用就愈小。运用模糊决策理论，根据促进向指标集和抑制向指标集分别建立促进向非线性预测评价模型和抑制向非线性预测评价模型。(2)、确定各指标权重及各指标集相对比重；运用“权重倒推法”，得到各个指标的权重，根据不同权重计算得到的阈值散点图确定各指标合理的权重值，及促进向指标集、抑制向指标集的相对比重；为了直观地获取各权重值对评价结果的影响，运用“权重倒推法”得到各指标权重值。所谓“权重倒推法”，是指将各指标权重及各指标集比重代入预测评价模型，通过调节各指标权重及各指标集比重的值，使已知样本的预测评价结果符合已知情况，以此来确定各指标权重值。(3)、计算促进向、抑制向相对隶属度运用步骤(2)得到的各指标权重，分别计算各未知样本促进向相对隶属度、抑制向相对隶属度。(4)、结合实际情况确定分级阈值，对煤层底板突水危险性进行科学合理的预测评价运用步骤(2)得到的促进向指标集、抑制向指标集的相对比重，对步骤(3)得到的促进向、抑制向相对隶属度进行叠加计算，得到最终评价阈值及各未知样本的隶属值。根据计算得的各样本隶属值绘制阈值散点图，并根据阈值散点图中各已知样本的分布对评价阈值进行划分确定，最终对煤层底板突水危险性进行科学合理的预测评价。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于指标双向作用的煤层底板突水预测评价方法，其特征在于：所述评价步骤为：(1)、建立底板突水预测评价模型；根据影响突水指标对煤层底板突水的促进、抑制作用，并分别建立促进向评价模型、抑制向评价模型；(2)、确定各指标权重及各指标集相对比重；运用“权重倒推法”，得到各个指标的权重，根据不同权重计算得到的阈值散点图确定各指标合理的权重值，及促进向指标集、抑制向指标集的相对比重；(3)、计算促进向、抑制向相对隶属度；运用步骤(2)得到的各指标权重，分别计算各未知样本促进向相对隶属度、抑制向相对隶属度；(4)、结合实际情况确定分级阈值，对煤层底板突水危险性进行科学合理的预测评价；运用步骤(2)得到的促进向指标集、抑制向指标集的相对比重，对步骤(3)得到的促进向、抑制向相对隶属度进行叠加计算，得到最终评价阈值及各未知样本的隶属值。

【技术特征摘要】
1.一种基于指标双向作用的煤层底板突水预测评价方法，其特征在于：所述评价方法的步骤为：(1)、建立底板突水预测评价模型；根据影响突水指标对煤层底板突水的促进、抑制作用，分别建立促进向评价模型、抑制向评价模型；分析确定影响煤层底板突水的主要因素指标，并将其划分为促进向指标集和抑制向指标集，其中，促进向指标集是指突水事件中对底板突水的发生起着促进作用，对突水安全性起到抑制作用的指标集；抑制向指标集是指突水事件中对底板突水的发生起着抑制作用，对底板突水安全性起到促进作用的指标集；(2)、确定各指标权重及各指标集相对比重；运用“权重倒推法”，得到各个指标的权重，根据不同权重计算得到的阈值散...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文泉，张广鹏，张贵彬，颜伟，郭炜，赵凯，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：