一种基于模糊层次分析的确定灰岩突水危险性因素权重方法与流程

本发明涉及预防煤系底板灰岩突水技术领域，具体涉及一种基于模糊层次分析的确定灰岩突水危险性因素权重的方法。

背景技术

煤层底板突水是煤矿安全生产中急待解决的实际问题。突水事故的发生，不仅严重制约着煤炭资源的开采，而且也严重影响着矿井开采的经济效益。底板灰岩的突水往往会对巷道的掘进，煤层的回采产生重大的安全隐患。目前对于底板灰岩突水因素权重的确定方法主要有脆弱性指数法，层次分析法等。但这些理论大多比较繁琐，所需参数较多，步骤也比较繁杂。本发明针对这一问题提供一种操作简单，且可以便捷确定突水因素权重的方法。

技术实现要素：

1.本发明的目的

本发明针对煤系底板灰岩突水技术的不足，提供一种便捷确定突水因素权重的方法。

2.本发明的技术方案

为实现上述目的，本发明提供一种基于模糊层次分析的灰岩突水因素权重确定的方法，该方法包括：步骤a，归纳影响灰岩突水的主控因素，建立层级结构分析模型；步骤b，依托层级结构分析模型，建立模糊一致判别矩阵；步骤c，各因素权重的确定与一致性检验；步骤d；各评价指标对总目标的权重。

附图说明

此处用来说明的附图是为了对本发明的进一步解释和说明，为本申请的一部分，但并不能限定本发明。

图1为本发明基于模糊层次分析的灰岩突水性评价方法流程图。

具体实施方案

下面结合附图及本发明所应用的实例，对本发明进行进一步说明。

图1为本发明基于模糊层次分析的灰岩突水因素权重确定方法流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤a，归纳影响灰岩突水的主控因素，建立层级结构分析模型；

步骤b，依托层级结构分析模型，建立模糊一致判别矩阵；

步骤c，各因素权重的确定与一致性检验；

步骤d；各评价指标对总目标的权重。

以下结合具体实例，对上述每一步骤进行解释说明。

步骤a，归纳影响灰岩突水的主控因素，建立层级结构分析模型；

在本发明实例中，结合某矿生产实践，影响煤层底板灰岩突水性因素主要归纳为7个方面：底板隔水层岩性组合，隔水层厚度，断层分布，断层规模指数，灰岩含水层压力水头，灰岩含水层单位涌水量，灰岩含水层渗透系数。

依据这7个因素，将研究对象划分为a、b、c三个层次，煤层底板灰岩脆弱性是最终的目的，以此作为模型目标层(a层次)；底板隔水层、地质构造、底板含水层直接影响突水性，但是其影响方式还需要通过其他与其相关的因素来体现，这是处理问题的中间过渡环节，是模型的准则层(b层次)；岩性组合、隔水层厚度、断层分布、断层规模指数、水压、单位涌水量、渗透系数是具体的主控因素，直接决定底板突水可能性，构成模型的决策层(c层次)。

步骤b，依托层级结构分析模型，建立模糊一致判别矩阵；

根据影响采区底板灰岩突水的因素，采用“征集专家评分法”，依照0.1～0.9标度对模型相邻层次两两比较打分，建立模糊一致判断矩阵。

b层次对a层次的模糊一致判断矩阵可表示为：

c1、c2对b1的模糊一致判断矩阵可表示为：

c3、c5对b2的模糊一致判断矩阵可表示为：

c5、c6、c7对b3的模糊一致判断矩阵可表示为：

步骤c，各因素权重的确定与一致性检验

利用matlab和excel，根据公式可以求出各层的权重向量，根据公式可以求出模糊一致判断矩阵g的特征矩阵w*＝(wij)n×n，根据公式

(式中：aij—模糊一致判断矩阵g中第i行、第j列的元素(i、j＝1、2、3···、n)wij—特征矩阵w^*中第i行、第j列的元素(i、j＝1、2、3···、n))可以求出模糊一致判断矩阵g与特征矩阵w*的相容性指标i(g，w^*)，进行一致性检验。

表1a-bi(i＝1、2、3)一致判断矩阵各因素权重

i(ga，w^*)＝0.091<0.1

表2b1-ci(i＝1、2)一致判断矩阵各因素权重

表3b2-ci(i＝3、5)一致判断矩阵各因素权重

表4b3-ci(i＝5、6、7)一致判断矩阵各因素权重

步骤d，各评价指标对总目标的权重

根据各层评价指标的权重可以求出各评价指标对总目标的权重。

表5各评价指标对总目标的权重

表6影响煤层底板突水各控因素权重

本发明基于层次分析理论，结合开采经验与生产实践，给出了灰岩突水因素权重的确定方法，结果合理可靠，具有一定的新颖性，且本发明操作简单，易于实际应用，为灰岩突水因素权重的确定提供了一种新的方法和思路。

以上所述具体实例，对本发明的目的，过程和有益效果进行详细说明，并不用于限定本发明的限定范围，凡在本发明的精神原则之内，所做的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。