[发明专利]一种煤矿开采接续工作面设计方案评价方法

摘要

本发明公开了一种煤矿开采接续工作面设计方案评价方法。可以用于煤炭生产单位的开采工作面接续设计方案的选择和决策。使用本方法能够实现在采空区影响下地表变形导致的建筑物损坏程度最小的条件下评价得到出煤量最大的设计方案。从而指导煤炭生产单位的生产决策，使矿区百姓受损房屋得到更好的补偿。

主权项

一种煤矿开采接续工作面设计方案评价方法，其特征在于，所述的煤矿开采接续工作面设计方案评价方法的操作步骤为：设论域R上的模糊数的隶属度函数可以表示为如下形式，如式(1)所示$\mathrm{\μ}\left(a_{ij}^x\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{x}{a_{ij}^m-x}-\frac{a_{ij}^f}{a_{ij}^m-a_{ij}^f}& x\∈\[a_{ij}^f,a_{ij}^m\]\\ \frac{x}{a_{ij}^m-a_{ij}^e}-\frac{a_{ij}^e}{a_{ij}^m-a_{ij}^e}& x\∈\[a_{ij}^m,a_{ij}^e\]\\ 0& otherwise\end{array}\right.---\left(1\right)$式中和分别表示模糊数的下界和上界定义第i个指标的三角模糊数，如式(2)所示${\tilde{T}}_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{\tilde{a}}_{ij}\⊗{\[\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\tilde{a}}_{ij}\]}^{-1}---\left(2\right)$式中：$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\tilde{a}}_{ij}=(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^f,\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^m,\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^e),$设$\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\tilde{a}}_{ij}={{\tilde{a}}_{ij}}^{\′},$${\[{{\tilde{a}}_{ij}}^{\′}\]}^{-1}=\left(\frac{1}{{a_{ij}^e}^{\′}},\frac{1}{{a_{ij}^m}^{\′}},\frac{1}{{a_{ij}^f}^{\′}}\right)$根据具体工程情况建立参考指标的三角模糊数判断矩阵K，如式(3)所示确定该判断矩阵中所有参考指标的权重，步骤一：求出参考指标的初始权重D_i，如式(4)所示,步骤二：根据模糊数的比较原则将各参考指标的初始权重去模糊化，如式(5)和式(6)所示$\begin{array}{c}{D}_i=\left(\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^f,\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^m,\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^e\right)\÷\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^f,\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^m,\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^e\right)\\ =\left(\frac{\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^f}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^e},\frac{\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^m}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^m},\frac{\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^e}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}{a}_{ij}^f}\right)\end{array}---\left(4\right)$$\mathrm{\ζ}({\tilde{T}}_i\≥{\tilde{T}}_j)=\left\{\begin{array}{cc}1& t_i^m\≥t_j^m\\ \frac{t_j^e-t_i^f}{(t_i^m-t_i^f)-(t_j^m-t_j^e)}& t_i^m\≤t_j^m,t_i^e\≥t_j^e\\ 0& otherwise\end{array}\right.---\left(5\right)$$\begin{array}{c}\mathrm{\ζ}\left({\tilde{T}}_i\≥{\tilde{T}}_1,...{\tilde{T}}_{i-1},{\tilde{T}}_{i+1}...{\tilde{T}}_n\right)\\ =\min \[\mathrm{\ζ}\left({\tilde{T}}_i\≥{\tilde{T}}_j\right)\],\left(j\≠i\right)\end{array}---\left(6\right)$步骤三：确定参考指标的归一化权重W＝{w_i},i＝1…n，w_i如式(7)所示$w_i=\frac{min\[\mathrm{\ζ}({\tilde{T}}_i\≥{\tilde{T}}_j)\]}{\underset{j=1}{\overset{n}{\Σ}}\min \[\mathrm{\ζ}({\tilde{T}}_i\≥{\tilde{T}}_j)\]}---\left(7\right)$根据待选方案中各参考指标的量值矩阵P结合三角模糊数判断矩阵中所有参考指标的归一化权重建规范化决策矩阵Z，Z＝[P*W]，量值矩阵P中的正向影响元素负向影响元素x_ij的值是由具体工程中各参考指标的计算结果或者同级数据求取，根据规范化决策矩阵Z确定正负理想点，设正负理想点如式(8)所示，式中，I表示效益指标，J表示成本指标，$\left\{\begin{array}{c}{A}^{+}=\left\{v_1^{+},...,v_n^{+}\right\}\\ =\left\{\max \left(v_{ij},i\∈I\right),\min \left(v_{ij},i\∈J\right)\right\}\\ A^{-}=\left\{v_1^{-},...,v_n^{-}\right\}\\ =\left\{\min \left(v_{ij},i\∈I\right),\max \left(v_{ij},i\∈J\right)\right\}\end{array}\right.---\left(8\right)$$C_i=\frac{S_i^{-}}{S_i^{-}+S_i^{+}},i=1,...n---\left(9\right)$$S_i^{+/-}=\sqrt{\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{(v_{ij}-v_j^{+/-})}^2},i=1...n$计算所有备选方案与理想解的相对贴近度C_i，计算方法如式(9)所示，贴近度越大表明该备选方案越理想。