基于D-S证据理论的空区稳定性识别与工程应用

地下矿山开采时,受采矿方法和开采工艺的影响,产生大量采空区,它是影响井下矿山安全生产的主要因素。群空区稳定性的影响因素主要包括4个方面,即:采空区的结构形态参数、群空区的空间分布特征、群空区的应力环境和特征值、采空区的地质环境和矿岩体的物理力学参数,形成了群空区稳定性影响因素的多源信息数据库。为了识别矿山井下空区的稳定性,以CMS空区探测、数值模拟和岩体力学属性为多源信息来源,应用层次分析进行因素权值分析,建立了基于D-S证据理论多源信息融合的群空区稳定性分析模型。针对某矿山的工程现状,实现了采空区的4级稳定性分级。研究结果表明:群空区稳定性与结构参数、地质参数和应力环境参数有关,是一典型的多源信息融合系统,运用D-S证据理论实现了采空区的多源信息融合的稳定性分级,分级结果有利于矿山的安全处置和控制。     

采空区地表建筑地基稳定性模糊综合评价方法

应用模糊数学理论提出了采空区地表建筑地基稳定性综合评价方法,分析了采空区地表新建建筑地基稳定性的诸多影响因素,确定了评价因子,给出了主要因素的隶属度确定方法,采用层次分析法构造了评价目标的判断矩阵,合理地分配了各因素的权重,建立了模糊综合评价模型,给出了综合评价指数与采空区地基稳定性级别的对应关系. 应用三个实例对该方法进行了验证.     

基于熵权未确知理论的采空区自燃危险性评价

针对采空区自燃危险性评价难以定量分析的现实,根据煤炭自燃发火机理,建立以煤的自燃倾向性、持续漏风供氧条件和聚热散热条件为一级指标的采空区自燃火灾危险性评价指标体系。基于信息熵和未确知测度理论,构建评价模型,并进行定性、定量分析。应用实例表明,该模型可正确评价采空区自燃发火的危险性。该研究为煤矿有效控制煤炭自燃、降低火灾危险提供了参考。     

采空区危险性评价方法优化

为了更合理精确地评价采空区危险性,对利用神经网络评价的方法进行优化,建立主成分分析法与神经网络结合的采空区危险性评价模型.从地质和工程条件出发,综合考虑影响采空区稳定性的13项主要因素,统计样本数据.运用主成分分析法对影响采空区稳定性的样本进行预处理,将分析结果作为神经网络的输入数据,减少输入变量,消除变量之间的相关性,从而加快数据处理速度,提高预测精度.将该方法应用于锡矿山的采空区危险性评价.结果表明,预测误差在8％以内,较未经主成分分析的神经网络预测精度有了很大提高.利用主成分分析法和神经网络结合建立的采空区危险性评价模型具有分析速度快、预测精度高等优点.该方法科学合理,为采空区危险性评价提供了一种更完善的评价体系.     

采空区遗煤自燃影响因素分析及风险评价

目的 为了预防采空区遗煤自燃火灾的发生。方法 通过文献查询、现场勘查、专家访谈确定煤自燃影响因素,选取20个因素构建煤自燃风险评价指标体系,考虑到评价方法具有很强的主观性,故采用决策试验与评价实验室法（DEMATEL）和层次分析法（AHP）进行耦合确定各项指标的综合权重,并分析各个指标对采空区遗煤自燃的影响大小,最终在山西焦煤东古城煤矿进行实例应用。结果 粒度孔隙率、煤的吸氧速率、煤层埋藏深度、工作面推进速度和最短自然发火期等五个因素对采空区煤自燃的影响较大;计算得出Z109综采工作面采空区自燃火灾安全性总得分为79.76。结论 自燃风险级别为Ⅱ级,容易发生遗煤自燃,评价结果与实际情况相符,为东古城煤矿进行防灭火工作提供了理论依据。     

基于AHP-云模型在煤矿瓦斯爆炸危险性评价中的应用

煤矿瓦斯爆炸是煤矿安全事故频发的主要原因之一,因此其危险性评价是煤矿安全生产必须解决的问题,针对瓦斯爆炸危险性的不确定性,选取气体压力、气体浓度、开采深度、地质结构、煤的原生参数和煤层厚度等定性和定量指标作为指标评价体系,应用AHP方法确定各指标因子的权重,然后结合正态云模型建立了瓦斯爆炸危险性评价模型.然后以平顶山煤...     

采空区地基稳定性评价初探

本文通过对山东淄川区北杨片区煤矿采空区拟新建建筑的地基勘察、物探资料进行分析,结合煤矿采空区的地质条件及工作经验,全面阐述了采空区新建建筑物地基稳定性评价方法,并提出采空区工程建设的注意事项及建筑措施。通过对这些问题的解决,对采空区地基稳定性进行了初探,为采空区的城市建设提供有益的参考。     

云南东部钟家山煤矿地下采煤形成采空区稳定性评价

结合物探、坑底调查等方法对钟家山煤矿采煤区的现场勘察,确定采空区的范围。分析了采煤活动对周边地质环境的影响且最终对煤矿地下采空区的稳定性进行评价。     

盲数理论在采空区地基稳定性评价中的应用

采空区地质条件错综复杂,针对其物理力学参数具有多种不确定性信息共存的特点,将盲数理论引入采空区地基稳定性评价领域;结合巷道顶板的受力平衡分析,建立了基于盲数理论的评价模型,并将该模型应用于某工程实例,定量地评价了采空区地基的稳定程度。分析结果表明:运用盲数运算法则可以计算地基稳定性在不同取值区间内的可信度,它弥补了传统确定性方法描述过于绝对化的问题,为采空区地基稳定性的判别提供了更全面的依据,并为相近领域工程问题的解决提供了新的方法和思路。     

基于数据挖掘的瓦斯信息识别与决策

针对煤矿瓦斯状态监测的特点,提出了利用数据挖掘和信息融合相结合的方法进行瓦斯信息的识别和决策.在信息融合的特征层,数据挖掘技术利用具有自学习能力的BP神经网络建立瓦斯信息识别模型,网络输出结果作为识别结果建立特征数据库.在信息融合决策层,利用D-S证据理论对识别结果进行时间域和空间域的融合决策,对井下瓦斯状态做出判断和决策.实验结果表明,该方法可提高瓦斯监测信息的精确性和决策的正确性,提高了煤矿瓦斯监测系统的性能.     

煤自燃特征信息的模糊聚类与模式识别

研究煤自燃特征信息,确定煤自然发火预测指标,实现煤自燃的早期预报,对煤矿的安全生产具有重要的实际意义.根据煤样自燃发火过程模拟实验和程序升温实验,得出煤自燃特征温度段,依据多元信息融合技术,结合现场采集煤自然发火观测气体数据,应用模糊聚类的方法,提取煤自燃多项指标信息的特征,并采用模糊模式识别的方法,确定出煤自燃特征信息及其与特征温度段的对应关系,从而实现煤自燃状态的识别和早期预报.     

基于BP神经网络的空洞型采空区稳定性评价研究

通过分析空洞型采空区稳定性的影响因素,依照BP神经网络原理,构建出适合空洞型采空区稳定性评价的BP神经网络模型。再通过收集到的空洞型采空区稳定性样本对所构建的BP神经网络进行训练,得出空洞型采空区稳定性评价BP神经网络模型,并应用检测样本测试其准确性。并以陕北讨老乌素煤矿采空区为例,应用训练好的BP神经网络模型对其进行预测评价,最终得到了与实际情况吻合的结果。     

浅埋煤层近距采空区危险性评价

在浅埋煤层含煤地系中有大部分煤层相距较近,上覆煤层开采完成后,存在大量上覆煤层开采后遗留的采空区,当下部煤层开采时,面临浅埋-近距-上覆采空区多重扰动影响,在开采过程中工作面顶板来压剧烈,且存在明显的动载现象,采动裂隙可直接沟通地表,易引起煤层自燃、地下水流失与地表植物死亡等安全与环境灾害,并对地面建筑、地面工程结构物的稳定造成严重危害.为保障矿井安全开采,对冯家塔煤矿进行了工程地质调查、地质雷达探测与采空区危险性评价,得出了上覆采空区结构形态及其对下覆煤层开采的影响,揭示了浅埋近距采空区影响下矿压显现规律和围岩破坏规律,建立基于浅埋-近距采空区影响下工作面稳定性评价方法和危险源识别系统,实现安全高效开采.     

采空区地质勘察及对京沈客专稳定性影响评价

为了评价他拉皋煤矿采空区对京沈高铁DK429+000~DK430+500段稳定性影响,通过分析矿区地层岩性及地质构造,采取对采空区煤矿资料收集及调查、物理勘探、地质钻探验证等综合勘察方法,对采空区进行地质勘察并确定采空区边界,评价线路稳定性。同时采用铁路保护煤柱设计方法来确定安全边界,防止地表变形影响铁路行车安全。结果表明拟建线路位于他拉皋煤矿采空区安全围护范围以外165m,高铁可从拟定线位处安全通过。     

矿山采空区稳定性二级模糊综合评判

对某大型矿山采空区稳定性进行分析。运用多级模糊评判理论,结合某矿山采空区工程地质资料选取15个评判因子,采用专家评定法和三相线性隶属函数分别对离散性和连续性变量因子进行评价,并采用计算机反演权重,建立矿山采空区稳定性的二级模糊综合评判模型。研究结果表明:采用所建立的模型所得评判结果能较准确地反映采空区的稳定程度,精度较高,为矿山采空区稳定性评价提供了一种可行的思路和方法。     

崔家沟煤矿采空区瓦斯抽采效果评价模型

安全高效的瓦斯抽采效果评价对于矿井瓦斯抽采有着至关重要的作用。为评价崔家沟煤矿采空区瓦斯抽采效果,通过资料收集,建立崔家沟煤矿采空区瓦斯抽采效果评价指标体系。其中一级指标包括煤层、工作面、瓦斯抽采系统等5项指标。二级指标包括高位钻孔法、定向长钻孔法和上隅角插管法3项指标。运用层次分析法计算权重,并结合模糊综合评价建立崔家沟煤矿采空区瓦斯抽采效果评价数学模型,对崔家沟煤矿进行综合评价。结果表明:通过分析筛选崔家沟煤矿采空区瓦斯抽采效果影响因素,建立的三级评价指标体系是合理的;在层次分析法确立权重过程中,瓦斯抽采方法所占权重最大,为0. 43,表明在崔家沟煤矿采空区瓦斯抽采过程中,瓦斯抽采方法的选择十分重要,与现场实际相吻合;层次分析法和模糊综合评价相结合的评价方法可以应用于瓦斯抽采效果评价,并且评价结果良好,为我国采空区瓦斯抽采效果评价提供了新方法。     

“AHP+熵权法”的CW-TOPSIS煤矿内因火灾评价模型

煤矿内因火灾评价指标具有灰度、未知性等不确定性,难以确定合理的指标权重,导致评价不准确。针对此问题,构建了以煤层地质赋存、开拓开采技术、煤层自燃倾向性、通风条件及采空区管理4个因素为准则层,煤层厚度、煤层倾角、煤层岩性等24种因素为指标层的煤矿内因火灾评价体系;提出了一种组合赋权的方法,即AHP(层次分析法)的主观赋权与熵权法的客观赋权相结合,引入拉格朗日函数,构建优化决策模型,通过欧氏距离函数,保持了主、客观权重与偏好系数的一致性,得到指标组合权重,评价指标的主次关系,并运用TOPSIS(逼近理想解排序法),构建了CW-TOPSIS煤矿内因火灾评价模型,评价火灾危险等级。运用该模型对新安煤矿火灾等级评价,危险等级为"较安全",指标对煤矿内因火灾的影响由大到小为:煤层埋深与地温采煤方法及工艺开拓方式及布置干煤吸氧量煤层含水量灰分含量,评价结果与工程实际吻合。该模型的评价结果与传统内因火灾评价方法 -BP神经网络法、模糊综合评价法、层次分析法相比较,CW-TOPSIS评价模型精度较高、更可靠,具有较高的应用价值。     

基于区间直觉模糊集的煤矿应急救援评价模型

为进一步提高煤矿应急救援能力评价的可靠性,寻找更为完善的评价方法,建立了基于区间直觉模糊集理论的煤矿应急救援能力评价模型,采用区间直觉模糊熵确定各指标因素权重,根据不同指标的评价信息利用集成算子进行合成,得到每个决策方案对应的区间直觉模糊数,将其带入含有转化参数的区间直觉模糊数的得分函数进行评价。最后利用该评价模型对同煤集团所属煤矿进行了实例分析。     

基于多源异构信息融合的煤矿冒顶事故预报技术

基于D-S理论和模糊数学理论,建立了煤矿冒顶监测系统中多源异构信息融合模型,并提取某矿冒顶危险性数值特征,应用隶属度函数概念得出危险征兆的信度函数分配,最后利用判决规则判断其融合结果并预测该矿冒顶危险等级。该方法能简便快速的预测煤矿冒顶危险,准确识别冒顶危险预兆的目标特征,为矿井冒顶事故预报可以提供依据。     

高速公路下煤矿采空区变形分析及其治理

在奉节至巫溪高速公路沿线煤矿采空区工程地质调查的基础上,论述了公路沿线煤矿采空区地质、采矿、采空区等特征,并对沿线煤矿采空区对桥梁、隧道、路基等构筑物的危害程度进行分析与评价.结果表明,该高速公路下覆的煤矿采空区变形尚未完成,采空区所引起的地表变形将对寂静特大桥、惠家湾隧道、喜口池隧道施工及运营有显著影响,必须采取采空区注浆工程治理措施.