[发明专利]一种煤层底板突水危险性评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种评价方法，尤其涉及一种煤层底板突水危险性评价方法。

背景技术

煤炭是我国重要的基础能源，我国煤炭资源十分丰富，其用途非常广泛，对我国的国民经济发展具有重要意义。2011年在中国的一次能源消费结构中，煤炭所占的比重超过70％，可见煤炭在一次能源生产和消费中一家独大的格局仍未被撼动。在煤炭消费上，电力、钢铁、建材和化工行业耗煤占到煤炭消费量的80％以上。

然而，随着煤炭产量的不断提高，越来越多的安全问题也纷至沓来。2011年全国煤炭百万吨死亡率为0.564，同比下降1/4，死亡人数首次降至2000人以内。这一数字已经达到或接近中等发达国家水平。但是，煤矿生产安全问题仍然不容忽视。据国家煤矿安全监察局资料统计显示，2000年到2011年的12年间发生矿井突水事故1054起，死亡人数达4265人。可见，进行煤层底板突水危险性评价方法研究对于解放我国受水威胁的煤炭资源，保护人员生命安全具有十分重要的意义。

多年来，诸多学者对煤层底板突水危险性评价进行了大量研究。在我国，突水系数法自上世界60年一直沿用至今，但该方法仅考虑了水压及隔水层厚度，而忽略了其它影响因素的作用。近一二十年来，学者们将模糊数学、层次分析法、神经网络、地理信息系统技术、支持向量机等方法引入煤层底板突水预测及危险性评价上，取得了很多成果。然而，这些方法虽然考虑了各因素在底板突水中的影响方式与特征，但在对底板突水影响程度上具有一定的主观性和随意性，其计算分析仍然不够客观，且没有考虑到各影响因素对于评价体系的作用与影响。

影响煤层底板突水的因素很多，但这些因素在突水过程中所起的作用是不同的，有的影响能力可能很强，有的则可能很微弱。如果不加区别地把所有因素全部用来建立评价体系，不仅会增加计算量及计算难度，还可能因影响因素间的相关性导致计算精度的降低。另一方面，评价体系中引入一些影响能力不强的因素时，会对评价效果产生干扰，致使建立的评价模型不稳健。因此，如何选择影响因素成为一个尤为重要的问题。同时，底板突水又是一个非线性问题，因而需要运用非线性方法来解决。因此急需一种更加科学的煤层底板突水危险性评价方法

发明内容

为了解决上述问题中的不足之处，本发明提供了一种煤层底板突水危险性评价方法。

本发明采用的技术方案为：一种煤层底板突水危险性评价方法，评价步骤如下：

I、建立各影响因素的模糊隶属函数：

根据“下三带”理论，初步确定煤层底板突水的影响因素，通过对突水样本数据的采集与分析，建立能够客观反映各因素对底板突水影响程度的模糊隶属函数；

II、应用逐步判别法对影响因素的影响能力进行区分：

影响煤层底板突水的因素众多，而各因素的影响能力有各不相同，为避免影响能力较弱的因素对评价结果的不利影响，需对影响因素的影响能力加以区分；根据多元方差分析原理，定义Λ为威尔克斯统计量，有

Λ=|A||T|---(1)]]>

(1)式中，A为样本点的组内离差平方和；T为样本点的总离差平方和；当分析某一因素是否有显著的影响能力时，需按以下步骤来进行：

a、设有n个突水样本，突水危险性分为k类，分别记为：G₁，G₂，G₃，…G_k，评价函数中已有q个因素，记为X^*，这时考虑是否需要增加变量，此时可计算偏威尔克斯统计量

Λ(X_j|X^*)＝Λ(X^*，X_j)/Λ(X^*)                  (2)