22-突变级数法在底板突水预测中的应用

突变级数法在底板突水预测中的应用

李建朋，母焕胜

（河北省交通规划设计院，河北石家庄050032）

［摘要］基于突变级数法基本原理，提出了一种新的煤层底板突水危险性多指标综合预测方

法。该方法选用含水层水压和富水性、断裂导水特性、隔水层层厚和构造发育情况作为评判指标，通过计算煤层底板突水实例的突变级数，并与其实际突水情况对照分析划分了突变级数的分类区间。依据此分类区间即可对煤层底板的突水危险性等级进行预测评判。最后，将该方法应用于样本外实例的突水预测中，并与实际情况对比分析，证明了其可行性与有效性。研究表明，该方法不需对指标赋权，可减少主观因素干扰，计算过程简单且预测结果较为准确可靠。

［关键词］

突变级数法；底板突水；危险性等级；预测方法

［中图分类号］TD745.2

［文献标识码］A

［文章编号］1006-6225（2018）03-0092-04Application of Catastrophe Progression Method on Forecast Floor Water Inrush

LI Jian-peng ，MU Huan-sheng

（Hebei Province Transportation Planning ＆Designing Institute ，Shijiazhuang 050032，China ）

Abstract ：Based on fundamental of catastrophe progression method ，one new multi-index synthesis forecast method was put forward ，which is for coal seam floor water inrush hazard.The following indexes as aquifer water pressure and watery ，fractures water diversion ，thickness of water proof layer and tectonic distribution were applied as evaluation indexes.According catastrophe progression of practical example of floor water inrush ，classification of catastrophe progression on the basis of practical inrush situation was divided.So water inrush hazard class in coal seam floor could be forecast and evaluation.At the last ，the method was applied on other examples ，and contrast to the practical situation ，its feasibility and effectiveness were verified.The results showed that the method did not need to be empowered ，so subjective factors could be decreased in some degree ，calculation process simple and forecast results was precision.Key words ：catastrophe progression method ；floor water inrush ；hazards class ；forecast method

［收稿日期］2018－03－05

［DOI ］10.13532/11－3677/td.2018.03.023［基金项目］河北省交通运输厅科技项目（20130012）［作者简介］李建朋（1982－），男，河北石家庄人，博士，工程师，主要从事岩石力学与地质灾害勘察、评价方面的研究工作。［引用格式］李建朋，母焕胜.突变级数法在底板突水预测中的应用［J ］．煤矿开采，2018，23（3）：92－95.

矿井突水是煤矿生产中的重大灾害之一，严重

威胁着矿井的安全生产，而对突水危险性的预测评判是防治突水灾害的前提，因而一直受到工程界的关心和重视。

为预测突水灾害，国内外学者开展了大量研究工作，提出了很多理论和方法。突水系数法是众多突水预测理论与方法中被广泛采用的一种突水预测方法，然而，由于各种原因，该方法在实际防治突

水工作中还存在一些值得探讨和研究的问题［1］

。

近年来，人们探索了灰色聚类法［2］

、模糊理

论

［3］

、可拓学理论［4］、距离判别分析［5］、Fisher 判别分析［6］、神经网络［7］、支持向量机［8］

等方法应

用于突水预测的可行性，这些成果对突水灾害防治产生了积极影响，但在应用过程中也遇到了一些困难，如缺乏合理可靠的指标客观赋权方法、评价过程复杂繁琐难以推广、内部计算过程暗箱化等。

为此，本文基于突变级数法基本原理，提出了

一种新的突水危险性等级预测方法。该方法选取了具有代表性的评判指标，无需事先给定指标权重，减少了评判过程中主观因素的干扰，且计算过程简单，方便实用。通过将该方法应用于样本外实例的突水预测中，证明了其可行性与有效性。1

突变级数法基本原理

突变级数法，是一种在多层次分解评价目标的基础上，利用归一公式求出总隶属函数值，即突变级数，从而进行决策评价的多指标综合评价方法［9］

。该方法的应用需经历如下步骤：

（1）确定突变模型采用倒树状结构分解评价目标，分解可以是多层次的，直到可以计量的子指标，分解示意见图1。进而根据评价目标的分解形式选择突变模型。尖点突变、燕尾突变和蝴蝶突变是3种常用的基本突变模型，其数学公式可表达为：

2

9第23卷第3期（总第142期）

2018年6月煤矿开采

COAL MINING TECHNOLOGY

Vol.23No.3（Series No.142）

June

2018