[发明专利]一种矿山采空区稳定性评价方法

说明书

一种矿山采空区稳定性评价方法，属于矿山采空区安全治理技术领域；包括：确定待评价采空区和影响采空区稳定性的因素；获取待评价采空区关于各因素的三角模糊数并组成模糊指标值矩阵；根据标准化处理后的矩阵对各因素进行模糊集成赋权；计算采空区模糊评价值，构成模糊集成赋权综合评价矩阵；将模糊集成赋权综合评价矩阵表达为结构元形式，比较各待评价采空区模糊评价值大小，根据采空区稳定的顺序进行采空区有序治理；本发明提出模糊集成赋权法，降低了权重偏差；将权重模糊化，使评价因素权重的确定更贴合实际；应用模糊结构元表达模糊数，解决了模糊数运算复杂问题；得到采空区稳定性顺序，可合理有序地治理采空区。

技术领域

本发明属于矿山采空区安全治理技术领域，具体涉及一种矿山采空区稳定性评价方法。

背景技术

在金属矿井开采中，矿房回采后遗留大量采空区，若不采取有效措施积极治理，一旦采空区失稳，将影响矿山的正常生产，严重时极易造成生产安全事故及地表沉陷和生态破坏等环境问题。因此，开展金属矿地下采空区稳定性评价研究，可为合理有序地治理采空区提供依据，对矿山安全生产和环境保护具有重要意义。

目前，已有学者对采空区稳定性评价进行研究：邓红卫、贾明采用AHP构建了采空区稳定性的2级评价分析模型，得出了各等级评定中的主要影响指标及其权重；贾楠、吴超和罗周全等改善了逼近理想解排序法中贴近度的算法和逆序现象，建立了采空区稳定性的等级评价指标，进而得到了采空区稳定性的等级评判；程爱宝、古德生等根据层次分析法确定评价因素的主观权重，依据RoughSets理论中的因素重要度确定评价因素的客观权重，利用组合权重进行分析，得出了采空区围岩地质构造、采空区暴露面积等主要因素。已有方法在进行采空区综合评价时，对评价因素权重的研究不足，忽略了主观权重和客观权重的模糊性；在使用扩张原理进行模糊数运算时，运算表达式内在的遍历性问题使得运算结果难以实现解析表达。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种矿山采空区稳定性评价方法。

本发明的技术方案：

一种矿山采空区稳定性评价方法，包括如下步骤：

步骤1：确定待评价对象集U＝(u₁,u₂,···,u_j,···u_n)和表征每个对象的指标(因素)集V＝(v₁,v₂,···,v_i,···v_m)，u_j为待评价对象即待评价采空区，j＝1,2,···,n，n为待评价采空区个数，v_i为指标即影响待评价采空区稳定性的因素，i＝1,2,···,m，m为因素个数；

步骤2：获取各待评价采空区关于各因素的三角模糊数并构成模糊指标值矩阵

步骤3：根据模糊指标值矩阵利用基于结构元的模糊集成赋权综合评价法对采空区的稳定性进行定量分析：

步骤3-1：对模糊指标矩阵进行标准化处理，得到标准化后的三角模糊数及模糊指标值矩阵

步骤3-2：对各因素进行模糊集成赋权，并计算模糊集成赋权综合评价矩阵：

步骤3-2-1：对各因素进行主观赋权，得到各因素v_i的主观权重

步骤3-2-2：根据标准化后的模糊指标值矩阵对各因素进行客观赋权，得到各因素v_i的客观权重

步骤3-2-3：将主观权重与客观权重相结合，得到因素v_i的模糊集成权重

步骤3-2-4：将模糊集成权重归一化为

步骤3-2-5：根据模糊集成权重和模糊指标值矩阵计算待评价采空区j的模糊评价值得到模糊集成赋权综合评价矩阵