[发明专利]基于灰色关联与FDAHP相结合的煤层底板突水危险性评价方法

摘要

本发明公开了一种煤层底板突水危险性评价方法，包括(1)确定煤层底板突水的主控因素；(2)数据采集及标准化处理，并建立煤层底板突水的各主控因素专题图；(3)采用灰色关联和FDAHP的指标赋权法，确定各主控因素对底板突水控制的“权重”；(4)建立煤层底板突水危险性指数模型，计算煤层底板突水危险性指数；(5)模型检验；(6)确定突水危险性分区阈值；(7)对煤层底板突水危险性进行划分，作出科学评价。该方法将突水实例与各专家意见相结合，利用FDAHP法形成一个交互式的权重向量决策分析过程，最终确定出比较符合客观实际的权重向量，建立符合矿区客观实际情况的煤层底板突水危险性指数模型，使评价结果更符合生产实际。

主权项

一种基于灰色关联与FDAHP相结合的煤层底板突水危险性评价方法，其特征是，(1)确定煤层底板突水的主控因素；(2)数据采集及标准化处理，并建立煤层底板突水的各主控因素专题图；所述数据标准化处理，具体为：对于正向因素，按照以下公式进行标准化处理：Ah=(v1-v2)(xh-min(xh))(max(xh)-min(xh))+a,h=1,2,...,n---(2)]]>对于逆向因素，按照以下公式进行标准化处理：Ah=(v1-v2)(max(xh)-xh)(max(xh)-min(xh))+a,h=1,2,...,n---(2)]]>式中：Ah为归一化处理后的数据；v1，v2分别为归一化范围的上限和下限，分别取0.9、0.1；xh为采集到的原始数据；min(xh)为各主控因素量化值的最小值；max(xh)为各主控因素量化值的最大值，n为样本个数；(3)采用灰色关联和FDAHP的指标赋权法，确定各主控因素对底板突水控制的“权重”；所述灰色关联和FDAHP的指标赋权法，包括以下步骤：a)建立比较判断矩阵①首先利用灰色关联分析法，计算各突水案例的各主控因素与最大突水量的关联系数，为了与专家调查法的1～9级标度法取值范围一致，将关联系数乘以9进行转化，作为各主控因素对煤层底板突水的“客观”影响程度；②运用德尔菲专家调查法，征集和咨询各领域现场专家及科研研究者的意见，按照美国运筹学家T.L.Saaty创立的1～9标度法，对每个因素所起作用的大小进行相对重要性评价，给出每个因素的量化分值，作为各主控因素对煤层底板突水的“主观”影响程度；③根据“客观”影响程度和“主观”影响程度，建立两两比较判断矩阵：b)建立群体的模糊判断矩阵采用模糊三角数来整合专家意见，在评价者的意见基础上建立一个较为客观的模糊群体判断矩阵，用三角模糊数表示的群体的两两判断矩阵：c)确定群体模糊权重向量基于群体模糊判断矩阵B，用几何平均法确定相应的模糊权重向量；d)权重决策分析采用几何平均法计算各评价指标的相对权重，然后进行归一化处理，即可得到决策权重；(4)建立煤层底板突水危险性指数模型，计算煤层底板突水危险性指数；(5)模型检验；(6)确定突水危险性分区阈值，其方法如下：a)根据安全开采区和突水点的突水危险性指数划分安全区和危险区，具体采用几何平均法来计算安全区和危险区的分区阈值，计算公式如下：PTsf‑s＝(max(RIsf)·min(RIs))1/2  (5)式中：PTsf‑s为安全区与危险区的分区阈值；RIsf、RIs分别为安全区突水危险性指数、小型突水点突水危险性指数；max(RIsf)为所有安全区的突水危险性指数中的最大值；min(RIs)为所有小型突水点的突水危险性指数中的最小值；b)根据《煤矿防治水规定》中4个突水等级突水点的突水危险性指数值，将危险区划分为4个亚分区，分区阈值计算公式如下：PTs‑m＝(max(RIs)·min(RIm))1/2  (6)PTm‑l＝(max(RIm)·min(RIl))1/2  (7)PTl‑o＝(max(RIl)·min(RIo))1/2  (8)式中：PTs‑m为小型突水区与中型突水区的分区阈值；PTm‑l为中型突水区与大型突水区的分区阈值；PTl‑o为大型突水区与特大型突水区的分区阈值；RIs、RIm、RIl、RIo分别为小型突水点、中型突水点、大型突水点和特大型突水点的突水危险性指数；(7)对煤层底板突水危险性进行划分，作出科学评价。