煤与瓦斯突出预测可拓聚类方法及应用

在综合分析煤与瓦斯突出多种影响因素基础上,提出预测敏感指标并建立煤与瓦斯突出危险性等级,应用物元和可拓集合理论建立了煤与瓦斯突出危险性预测的物元可拓模型,提出了煤与瓦斯突出危险性预测的可拓聚类方法.以平顶山煤业集团公司天安十三矿为例对煤与瓦斯突出危险性预测可拓聚类方法的可行性进行了验证.     

基于层次分析与模糊综合评判的突出危险程度预测

针对煤与瓦斯突出预测缺乏定量评价方法,将层次分析与模糊综合评判运用到煤与瓦斯突出危险程度预测中,使用层次分析法确定了煤与瓦斯突出各影响因素权重系数,运用模糊综合评判法建立了煤与瓦斯突出危险程度预测模型。最后,对某煤矿9煤层进行了煤与瓦斯突出危险性预测。结果表明,应用层次分析与模糊综合评判进行煤与瓦斯突出危险程度预测是可行的。     

基于熵权-可拓理论的煤与瓦斯突出危险性分析

为准确分析煤与瓦斯突出危险性,运用熵权-可拓理论对其进行了预测分析。结合煤与瓦斯突出机理和相关研究成果,选取煤层埋深、瓦斯压力、瓦斯放散初速度、煤层坚固性系数和煤层地质构造复杂程度等5个主要影响因素作为煤与瓦斯突出危险性分析的物元特征。建立了物元特征的经典域和节域,采用信息熵理论计算特征权重和关联度,基于综合隶属度,依照可拓识别准则判定煤层突出危险性等级。为检验熵权-可拓方法的可靠度,将其对12个矿山煤层的突出危险性进行评判并将结论与实际情况作了对比。结果表明,该法的准确率达91.67%。     

基于层次分析和灰色关联分析的煤与瓦斯突出危险等级评价

建立了煤与瓦斯突出危险程度多因素指标的评价模型,利用层次分析法确定了指标权重,在此基础上利用灰色关联分析法求出突出样本与各危险等级参考样本的贴近度,按最大贴近度确定参评样本的危险等级。实证分析表明将层次分析和灰色关联分析相结合得出的危险等级评价与煤层的实际情况较符合,有一定借鉴意义。     

支持向量机在煤与瓦斯突出预测中的应用

为了准确预测煤与瓦斯突出危险,首先利用灰色关联分析的方法寻找出影响煤与瓦斯突出的关键性因素,然后利用MATLAB的SVM工具箱建立煤与瓦斯突出的预测模型,并应用此模型识别瓦斯突出的类型。该模型基于MATLAB的SVM工具箱加以实现。实验结果表明,基于灰色关联分析的SVM煤与瓦斯突出预测模型结果可靠,效果良好,应用性强。     

基于灰色关联理论的煤与瓦斯突出预测指标的优选

为实现煤与瓦斯突出的准确预测,减少突出预测的工作量,依据灰色关联理论,对试验矿煤与瓦斯突出预测的3个指标S、Δh2和K1进行灰色关联分析,确定各指标对煤与瓦斯突出的灰色关联度和敏感性。结果表明突出预测指标K1对该矿煤与瓦斯突出的灰色关联度最大,敏感性最高,可作为该矿突出预测的最优指标。     

PCA-聚类分析在煤与瓦斯突出预测中的应用研究

为准确预测煤与瓦斯突出,将主成分分析(PCA)法与聚类分析法相结合,建立了PCA-聚类分析模型对煤与瓦斯突出预测。利用主成分分析方法提取贡献率为原始变量85.28%的4个主成分代替原来的8个变量,并且计算了4个主成分的综合得分。将提取出的4个主成分作为系统聚类分析的输入变量,输入SPSS中得到谱系图。结果表明该模型能够预测煤与瓦斯突出,为煤与瓦斯突出预测提供了新方法。     

层次分析-模糊综合评判法在突出危险区域预测中的应用

将层次分析法和模糊综合评判方法[1]结合起来应用于煤与瓦斯突出危险区域预测研究中,运用层次分析法确定了煤与瓦斯突出各影响因素的权重值,采用隶属度作为定量化工具,构造了单因素判别矩阵,采用二级模糊评判建立了煤与瓦斯突出区域预测模型,并将该模型应用于某煤矿的突出区域预测及划分中,并与其他预测划分方法进行对比,结果表明,应用层次分析-模糊综合评判方法进行煤与瓦斯突出区域预测是可行的。     

灰色聚类评估法在煤与瓦斯突出预测中的应用

将灰色聚类评估法引入到煤与瓦斯突出预测中,选取瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数、煤的破坏类型、构造发育程度作为本次煤与瓦斯突出预测的6个主要参考因素,权重分别为0.2、0.2、0.1、0.2、0.1、0.2。在理论分析的基础上,结合4个突出矿井的瓦斯基础参数进行了预测,预测结果与实际发生的突出情况完全相符,证明灰色聚类评估法在煤与瓦斯突出预测中有很好的适应性和科学性。     

基于决策树ID3改进算法的煤与瓦斯突出预测

为提高工作面突出预测指标预测的准确率,根据灰色相关理论和决策树ID3算法,提出了基于决策树ID3改进算法的煤层工作面煤与瓦斯突出预测方法。该方法以工作面的钻屑解吸指标作为主要决策属性,以地质构造、瓦斯浓度变化等现场较为直观的突出征兆作为辅助决策属性,同时根据矿井实际工作面煤与瓦斯突出数据建立预测样本数据集,把决策属性的相对灰色关联度作为决策树ID3改进算法的最大信息增益计算权重,建立了煤层工作面煤与瓦斯突出决策树预测模型,并采用该预测模型对10组煤与瓦斯突出数据进行了预测,结果表明,该模型预测的准确率显著高于采用单一钻屑指标预测的准确率。     

煤巷炮掘工作面煤与瓦斯突出预警系统的开发

根据煤与瓦斯突出理论、模糊数学知识和计算机技术,研究开发了煤巷炮掘工作面煤与瓦斯突出预警系统,实现了计算机对煤巷炮掘工作面的突出危险性预测管理。该系统实现了由静态预测预报变为动态预测预报,由间隔预测预报变为半连续预测预报,可提高炮掘工作面煤与瓦斯突出预测的可靠性,并对有突出危险工作面进行及时报警,从而防止发生煤与瓦斯突出。采用钻屑指标法、瓦斯峰谷比值法、地质因素法和综合指标法作为突出预测方法,并将煤巷炮掘工作面的突出危险性划分为突出危险、突出威胁和无突出危险3类。     

基于两总体Fisher判别分析法的煤与瓦斯突出预测

应用两总体Fisher判别分析法,选取电磁辐射强度、钻屑瓦斯解吸指标、钻屑量、钻孔瓦斯涌出初速度、软煤厚度为预测指标,提出了基于两总体Fisher判别分析法的煤与瓦斯突出预测模型。以河南能源化工集团有限公司九里山煤矿为例,基于两总体Fisher判别分析法的煤与瓦斯突出预测模型对无突出危险预测准确率100%,对有突出危险预测准确率80%,无漏报。     

基于云物元模型的煤与瓦斯突出危险性评估模型研究

为准确预测煤与瓦斯突出危险性等级,建立了改进层次分析法-云物元的综合评估模型。首先,选取了开采深度等5个指标构建了煤与瓦斯突出危险性综合评价指标体系;其次,采用改进层次分析法确定指标权重,对指标进行等级划分,计算单指标确定度和综合确定度,基于最大隶属度原则,判断综合评价等级;最后,将所建立的模型应用到某煤矿煤与瓦斯突出危险性评估。研究结果表明:该研究所建立的危险性评估结果可靠,进一步拓展了煤与瓦斯突出危险性评估思路。     

综合指标法在煤与瓦斯突出预测中的应用

煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全生产的重要灾害之一,目前,国内煤与瓦斯突出预测主要是根据瓦斯动力现象特征和四参数法,但实践表明,对于低瓦斯压力高变质煤和高瓦斯压力低变质煤容易产生误判。煤与瓦斯突出是由多种因素综合作用的结果,因此,采用综合指标D、K法在三元煤矿突出鉴定中进行了应用,测定煤样的瓦斯放散初速度为36.2 mm Hg,煤层瓦斯压力为0.74 MPa,软分层的平均坚固性系数为0.5,综合判定三元煤矿C12煤层在预测范围无突出危险。     

煤与瓦斯突出危险等级预测

针对我国对煤与瓦斯突出进行统一定级,统一管理,煤与瓦斯突出的防治工作存在盲目性等现象,提出采用层次分析法和模糊综合评判法,预测神仙坡煤矿工作面的突出危险等级,将突出程度划分为三个等级,对煤与瓦斯突出矿井的管理具有一定的指导意义。     

基于层次-可拓的煤与瓦斯突出预警研究

从煤与瓦斯突出发生机理以及煤矿防突工作经验出发,筛选煤与瓦斯突出预警指标,运用层次分析法确定各预警指标权重系数,基于可拓学理论构建出煤与瓦斯突出预警模型。应用该预警模型对谢桥煤矿1361(3)运输巷掘进工作面进行了煤与瓦斯突出的量化预警和突出风险等级划分。结果表明,采用层次-可拓预警模型的预警结果与工作面现场实际相符合。     

基于功效系数法的煤与瓦斯突出区域预测研究

将功效系数法应用于煤与瓦斯突出区域预测中,选取综合指标D值和K值、煤层瓦斯压力p、瓦斯放散初速度Δp、煤的坚固性系数f、地质构造T作为突出预测的评价指标,运用层次分析法和平均值法求得各评价指标的综合权重,以总功效系数值作为评价标准,确定煤层突出危险等级。选用贵州盘县矿区12组实测样本进行功效系数法预测效果检验,预测结果与实际情况一致,验证了功效系数法用于突出预测的合理性和准确性,为煤与瓦斯突出区域预测提供了一种新思路。     

灰色理论在煤与瓦斯突出预测中的应用研究

利用灰色理论分析了煤与瓦斯突出的各影响因素,得出煤与瓦斯突出的主控影响因素,输入人工神经网络预测系统,建立灰色理论-神经网络相结合的煤与瓦斯突出预测模型。经过在贵州某煤矿突出预测中应用,结果表明,该模型对煤矿煤与瓦斯突出预测是可行的。     

基于灰色关联分析的煤与瓦斯突出预测指标优选

煤与瓦斯突出是煤矿地下开采过程中的一种动力现象，猛烈的动力效应可导致火灾和爆炸事故的发生。因此，对煤与瓦斯突出的相关因素合理地预测与评价，对煤炭工业的健康持续发展具有重要意义。利用灰色理论中灰色关联分析数学模型，定量分析了6种预测煤与瓦斯突出的指标，并确定了最佳预测指标，为煤与瓦斯突出预测指标的选择提供了定量化依据。     

基于灰色关联分析的突出预测指标敏感性研究

煤与瓦斯突出的影响因素众多,选取合适的突出预测敏感指标是突出危险准确预测的关键。本文利用灰色理论对煤与瓦斯突出预测指标的敏感性进行了分析,并运用灰色关联优选了九里山矿煤与瓦斯突出预测的敏感性指标。研究结果对煤与瓦斯突出预测具有重要的实际意义。