模糊数学在煤矿突水水源判别中的应用
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［4 － 8 ］
模糊综合评判法
（ 1） xi si
－ －
模糊综合评判法是利用模糊变换原理和最大隶 属度原则， 考虑与被评价事物相关的各i 个评价因子的权重数，
， si
应用·实践
为第 i 个评价因子评价标准的平均值或参考标准 － 1 m s i = ∑s ij ； x i 为第 i 个评价因子的实测值。 值， m j =1 a2 ， …， 得到归一化处理后的权数矩阵 A = （ a1 ， an ） 。 1． 3 建立单因素评判矩阵 应用模糊数学的基本概念， 确定每一个评价因 子隶属于评价等级集合中不同评价等级的程度 ， 称 为隶属度， 以 r ij 表示。评价因子集合 U 中的全部指 标隶属度的合成， 即为单因素评价矩阵。 隶属度通 过隶属函数计算求得。 x i ≤ s i， j － 1 或 x i ≥ s i， j +1 0 x i － s i， j －1 s i， j － 1 ≤ x i ≤ s i， j s i， j － s i， j－i r ij = j + 1 － xi s i， s i， j ≤ x i ≤ s i， j +1 s i， j + 1 － s i， j 1 x i = s i， j
井下采矿活动导致开采矿体顶底板岩层发生不 进而导致附近含水层与采掘 同程度的变形或破坏， 场所沟通， 引起矿井突水。 防治矿井突水首先要确 这样才能及时采取有针对性的防治措 定突水水源， 施， 减少或避免矿井水害事故的发生 ， 减少对煤矿安 全生产带来的影响和危害。 具有突水可能的含水层往往有几个， 各含水层 水质特征界限很不明显， 具有一定的模糊性， 很难根 据单因素进行准确无误的判别， 模糊综合评判法能 较好地解决这个问题。根据矿井含水层以及矿井突 水的水化学分析资料， 进行模糊综合评判， 可以准确 地判别矿井突水水源。 经过实践证明， 模糊综合评 判法于水质分析以及水源判别中取得了良好的效 果 1
Application of Fuzzy Mathematics in Discriminating Sources of Water Inrush in Coal Mine
LI Shuai1 ，WANG Zhen1 ，SHI Ji － biao1 ， PENG Bin2 （ 1 ． School of Resources and Earth Science，China University of Mining and Technology， Xuzhou 221116 ，China； 2 ． Jiangsu Kejia Engineering Design Co． ， Ltd， Wuxi 214063 ， China） Abstract ： Discriminating water source of water inrush in coal mine is the first step to control water inrush． Analyzing mine inrush water quality by fuzzy comprehensive evaluation method，the sources of water inrush can be accurately discriminated． Combining with the example of discriminating water source of water inrush in one mine，the discrimination of mixed water sources of the mine water inrush and the exclusion of taking Ordovician limestone water as possible water sources are specifically addressed． Then the actual exploration holes and different aquifers water level monitoring of water inrush points region are applied to check the result，which proves the reliability of evaluation method in discriminating water inrush source． Key words： sources of inrush － water； discrimination； fuzzy comprehensive evaluation； mixed water
［1 － 3 ］
所做的综合评价。 1． 1 建立因子集合及评价集合 因子集合通常由大写字母 U 表示， 即 U = （ u1 ， u2 ， …， u n ） 。 各元素 u i （ i = 1 ， 2， …， n） ， 即代表各种 影响因素。 评价集合通常用大写字母 V 表示， 即 V = （ v1 ， v2 ， …， v m ） 。各元素 vi （ i = 1 ， 2， …， m） ， 即代表各种 可能的总评判结果。 1． 2 建立权重集合 考虑每个参与评价的因子的贡献率不同， 相应 ， 有不同的侧重 需要对每个参与评价的因子赋予不 同的权重， 组成参与评价因子的权数矩阵 W： W = （ w1 ， w2 ， …， wn ） 。 对 W 归一化处理： wi ai = n ∑W i
· 136·
（ 第 43 卷第 7 期）
应用·实践
模糊数学在煤矿突水水源判别中的应用
李
1 帅 ， 王 1 1 震 ， 史继彪 ， 彭
斌
2
（ 1． 中国矿业大学 资源与地球科学学院， 江苏 徐州 221008 ； 2． 江苏省科佳工程设计有限公司， 江苏 无锡 214063 ）
要： 防治矿井突水， 必先进行矿井突水水源的判定， 但各含水层之间水质特征界限不甚明显 。 应用模糊综合评判法可以通过对矿井突水水质的分析 ， 准确地进行矿井突水水源的判别。 结合 摘 某矿矿井突水水源判别的实例， 具体阐述了矿井突水混合水源的判别以及对奥灰水作为水源的 可能性的排除， 并用实际的探查孔和突水点所在区域不同含水层水位监测等资料对评判结果进 行了验证， 证明了该评判方法进行突水水源判别的可靠性 。 关键词： 突水水源； 判别； 模糊综合评判； 混合水 中图分类号： TD745 文献标志码： B 文章编号： 1003 － 496X（ 2012 ） 07 － 0136 － 04
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模糊综合评判法
（ 1） xi si
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模糊综合评判法是利用模糊变换原理和最大隶 属度原则， 考虑与被评价事物相关的各i 个评价因子的权重数，
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应用·实践
为第 i 个评价因子评价标准的平均值或参考标准 － 1 m s i = ∑s ij ； x i 为第 i 个评价因子的实测值。 值， m j =1 a2 ， …， 得到归一化处理后的权数矩阵 A = （ a1 ， an ） 。 1． 3 建立单因素评判矩阵 应用模糊数学的基本概念， 确定每一个评价因 子隶属于评价等级集合中不同评价等级的程度 ， 称 为隶属度， 以 r ij 表示。评价因子集合 U 中的全部指 标隶属度的合成， 即为单因素评价矩阵。 隶属度通 过隶属函数计算求得。 x i ≤ s i， j － 1 或 x i ≥ s i， j +1 0 x i － s i， j －1 s i， j － 1 ≤ x i ≤ s i， j s i， j － s i， j－i r ij = j + 1 － xi s i， s i， j ≤ x i ≤ s i， j +1 s i， j + 1 － s i， j 1 x i = s i， j
井下采矿活动导致开采矿体顶底板岩层发生不 进而导致附近含水层与采掘 同程度的变形或破坏， 场所沟通， 引起矿井突水。 防治矿井突水首先要确 这样才能及时采取有针对性的防治措 定突水水源， 施， 减少或避免矿井水害事故的发生 ， 减少对煤矿安 全生产带来的影响和危害。 具有突水可能的含水层往往有几个， 各含水层 水质特征界限很不明显， 具有一定的模糊性， 很难根 据单因素进行准确无误的判别， 模糊综合评判法能 较好地解决这个问题。根据矿井含水层以及矿井突 水的水化学分析资料， 进行模糊综合评判， 可以准确 地判别矿井突水水源。 经过实践证明， 模糊综合评 判法于水质分析以及水源判别中取得了良好的效 果 1
Application of Fuzzy Mathematics in Discriminating Sources of Water Inrush in Coal Mine
LI Shuai1 ，WANG Zhen1 ，SHI Ji － biao1 ， PENG Bin2 （ 1 ． School of Resources and Earth Science，China University of Mining and Technology， Xuzhou 221116 ，China； 2 ． Jiangsu Kejia Engineering Design Co． ， Ltd， Wuxi 214063 ， China） Abstract ： Discriminating water source of water inrush in coal mine is the first step to control water inrush． Analyzing mine inrush water quality by fuzzy comprehensive evaluation method，the sources of water inrush can be accurately discriminated． Combining with the example of discriminating water source of water inrush in one mine，the discrimination of mixed water sources of the mine water inrush and the exclusion of taking Ordovician limestone water as possible water sources are specifically addressed． Then the actual exploration holes and different aquifers water level monitoring of water inrush points region are applied to check the result，which proves the reliability of evaluation method in discriminating water inrush source． Key words： sources of inrush － water； discrimination； fuzzy comprehensive evaluation； mixed water
［1 － 3 ］
所做的综合评价。 1． 1 建立因子集合及评价集合 因子集合通常由大写字母 U 表示， 即 U = （ u1 ， u2 ， …， u n ） 。 各元素 u i （ i = 1 ， 2， …， n） ， 即代表各种 影响因素。 评价集合通常用大写字母 V 表示， 即 V = （ v1 ， v2 ， …， v m ） 。各元素 vi （ i = 1 ， 2， …， m） ， 即代表各种 可能的总评判结果。 1． 2 建立权重集合 考虑每个参与评价的因子的贡献率不同， 相应 ， 有不同的侧重 需要对每个参与评价的因子赋予不 同的权重， 组成参与评价因子的权数矩阵 W： W = （ w1 ， w2 ， …， wn ） 。 对 W 归一化处理： wi ai = n ∑W i
· 136·
（ 第 43 卷第 7 期）
应用·实践
模糊数学在煤矿突水水源判别中的应用
李
1 帅 ， 王 1 1 震 ， 史继彪 ， 彭
斌
2
（ 1． 中国矿业大学 资源与地球科学学院， 江苏 徐州 221008 ； 2． 江苏省科佳工程设计有限公司， 江苏 无锡 214063 ）
要： 防治矿井突水， 必先进行矿井突水水源的判定， 但各含水层之间水质特征界限不甚明显 。 应用模糊综合评判法可以通过对矿井突水水质的分析 ， 准确地进行矿井突水水源的判别。 结合 摘 某矿矿井突水水源判别的实例， 具体阐述了矿井突水混合水源的判别以及对奥灰水作为水源的 可能性的排除， 并用实际的探查孔和突水点所在区域不同含水层水位监测等资料对评判结果进 行了验证， 证明了该评判方法进行突水水源判别的可靠性 。 关键词： 突水水源； 判别； 模糊综合评判； 混合水 中图分类号： TD745 文献标志码： B 文章编号： 1003 － 496X（ 2012 ） 07 － 0136 － 04