梁躍強(qiáng)

(中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)咨詢中心 北京 100013)

0 引言

煤與瓦斯突出是由地應(yīng)力、瓦斯和煤物理力學(xué)性質(zhì)互相作用造成的復(fù)雜地質(zhì)動(dòng)力現(xiàn)象，影響井工煤礦的安全高效生產(chǎn)[1-2]。瓦斯地質(zhì)研究[3-4]表明，煤與瓦斯突出災(zāi)害通常發(fā)生在煤層某個(gè)區(qū)域和部位，且受地質(zhì)條件作用較大，不同地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域和地質(zhì)構(gòu)造不同部位的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性不同。因此，從地質(zhì)角度分析和研究煤與瓦斯突出的影響因素，對(duì)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性的預(yù)測(cè)至關(guān)重要。

目前，對(duì)該地質(zhì)動(dòng)力現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測(cè)方法包括鉆屑指標(biāo)法、R值指標(biāo)法和復(fù)合指標(biāo)法等接觸式方法，聲發(fā)射、微震和電磁輻射等非接觸式方法[1,5-8]，以及運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰靶決策、模式識(shí)別和屬性綜合評(píng)價(jià)等數(shù)學(xué)方法建立的多指標(biāo)法[9-15]。這些方法都得到了一定程度的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，但接觸式方法的缺點(diǎn)是不僅預(yù)測(cè)過程存在問題，而且預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性受人為操作影響較大[16]，非接觸式方法易受井下環(huán)境干擾，導(dǎo)致預(yù)測(cè)常出現(xiàn)“低指標(biāo)突出”現(xiàn)象；而上述數(shù)學(xué)方法中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模式識(shí)別容易受到樣本數(shù)據(jù)規(guī)模的制約，灰靶決策最優(yōu)向量較難確定，屬性綜合評(píng)價(jià)用相似數(shù)確定指標(biāo)權(quán)重的合理性有所欠缺，這些問題使得模型的準(zhǔn)確性和可靠性受到影響。

隨著礦井向深部開采，煤與瓦斯突出災(zāi)害日趨嚴(yán)重，礦井對(duì)煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性提出了更高的要求。由于煤與瓦斯突出機(jī)理的復(fù)雜性及各影響因素的模糊性和不確定性，需要用多元信息技術(shù)對(duì)瓦斯地質(zhì)信息與監(jiān)控信息耦合建立煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)模型。多元信息耦合技術(shù)是一種多因素、多層次、多級(jí)別的處理過程，包括數(shù)據(jù)級(jí)、特征級(jí)和決策級(jí)3個(gè)級(jí)別，可以綜合利用不同時(shí)空的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)信息。既保留了模糊綜合評(píng)判定性轉(zhuǎn)定量的優(yōu)勢(shì)，又可以發(fā)揮D-S證據(jù)理論處理不確定性問題的決策優(yōu)勢(shì)。

1 基于瓦斯地質(zhì)與監(jiān)控信息耦合的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)機(jī)制

在煤與瓦斯突出孕育、發(fā)生和發(fā)展過程中，地應(yīng)力、瓦斯和煤的物理力學(xué)性質(zhì)三者產(chǎn)生的作用各不相同。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，煤與瓦斯突出經(jīng)常發(fā)生在煤層地質(zhì)構(gòu)造帶及其附近，此類區(qū)域的瓦斯地質(zhì)信息和監(jiān)控信息通常會(huì)顯示異常。因此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和搜集到的瓦斯地質(zhì)信息，以及從監(jiān)控系統(tǒng)中提取的實(shí)時(shí)瓦斯信息，結(jié)合多元信息耦合技術(shù)建立基于瓦斯地質(zhì)與監(jiān)控信息耦合的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)模型，可以實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)。

煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)的瓦斯地質(zhì)數(shù)據(jù)和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)具有不確定性和模糊性，利用D-S證據(jù)理論在處理不確定性方面的優(yōu)勢(shì)對(duì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行耦合處理，可以獲得對(duì)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性的準(zhǔn)確描述。然而應(yīng)用D-S證據(jù)理論對(duì)煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)的關(guān)鍵是如何完成從預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)到基本概率賦值函數(shù)(BPAF)的映射。模糊綜合評(píng)判方法[13]獲得的初步結(jié)果是以向量方式呈現(xiàn)的，而向量很容易轉(zhuǎn)換成D-S證據(jù)理論耦合時(shí)所必須的BPAF，其結(jié)果可作為決策級(jí)D-S證據(jù)理論耦合的輸入。兩者的結(jié)合在理論上可以互補(bǔ)，既可以充分反映不同因素的單獨(dú)作用，也能夠體現(xiàn)各因素之間的相互作用，因此選擇模糊綜合評(píng)判作為特征級(jí)耦合手段和D-S證據(jù)理論作為決策級(jí)耦合手段的多元信息耦合技術(shù)，對(duì)瓦斯地質(zhì)及監(jiān)控信息進(jìn)行多維分析和處理，以期實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯突出災(zāi)害的有效預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)機(jī)制見圖1。

圖1 基于瓦斯地質(zhì)與監(jiān)控信息耦合的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)機(jī)制

2 基于瓦斯地質(zhì)與監(jiān)控信息耦合的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)模型

2.1 煤與瓦斯突出危險(xiǎn)程度預(yù)測(cè)框架

根據(jù)國(guó)家相關(guān)細(xì)則[2]，并參考礦井實(shí)際情況，從地質(zhì)、瓦斯及監(jiān)測(cè)監(jiān)控3方面篩選預(yù)測(cè)指標(biāo)，形成指標(biāo)集U={I1，I2，I3}，其中I1表示地質(zhì)指標(biāo)，I2表示瓦斯指標(biāo)，I3表示監(jiān)測(cè)監(jiān)控指標(biāo)。同時(shí)建立對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)等級(jí)識(shí)別框架Θ={V1，V2，V3}，其中V1表示危險(xiǎn)等級(jí)“無危險(xiǎn)”、 V2表示危險(xiǎn)等級(jí)“一般危險(xiǎn)”、V3表示危險(xiǎn)等級(jí)“嚴(yán)重危險(xiǎn)”，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)程度預(yù)測(cè)等級(jí)識(shí)別框架見圖2。

圖2 煤與瓦斯突出危險(xiǎn)程度預(yù)測(cè)等級(jí)識(shí)別框架

2.2 特征級(jí)模糊綜合評(píng)判方法耦合

(1)確定權(quán)重。根據(jù)礦井情況，并結(jié)合權(quán)重確定方法優(yōu)缺點(diǎn)，選用層次分析法對(duì)地質(zhì)、瓦斯及監(jiān)測(cè)監(jiān)控3方面指標(biāo)進(jìn)行分析，確定各自指標(biāo)的權(quán)重，利用權(quán)重反映該因素的危險(xiǎn)性狀況。

(2)建立模糊關(guān)系矩陣。模糊關(guān)系矩陣通常是由多個(gè)單因素隸屬度共同構(gòu)成，單因素隸屬度用于表征該因素對(duì)煤與瓦斯突出的影響程度，對(duì)于煤與瓦斯突出這一模糊對(duì)象，需要先選用科學(xué)的隸屬函數(shù)，再利用模糊數(shù)學(xué)方法對(duì)該模糊對(duì)象進(jìn)行全面的、定量的分析。

(3)模糊綜合評(píng)判。根據(jù)最大隸屬度原則，結(jié)合模糊變換原理，并充分考慮煤與瓦斯突出這一模糊評(píng)價(jià)事物的多種因素，通過綜合計(jì)算，得出模糊評(píng)判的最終結(jié)果。煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)的因素集UI1={I11，I12，…，I1x}、UI2={I21，I22，…，I2y}、UI3= {I31，I32，…，I3z}，其中x、y、z表征地質(zhì)、瓦斯及監(jiān)測(cè)監(jiān)控的指標(biāo)個(gè)數(shù)。各因素集和等級(jí)識(shí)別框架Θ={V1，V2，V3}的模糊關(guān)系矩陣用R表示。

首先，把權(quán)重向量和煤與瓦斯突出模糊關(guān)系矩陣初步合成，計(jì)算出煤與瓦斯突出綜合隸屬度M=m(V1，V2，V3)；其次，通過模糊運(yùn)算m(V1，V2，V3)=B·R得到模糊評(píng)判矩陣M，根據(jù)最大隸屬度原則進(jìn)行評(píng)價(jià)，即最大隸屬度值在等級(jí)識(shí)別框架Θ中對(duì)應(yīng)的位置為特征級(jí)所求的危險(xiǎn)性等級(jí)。

2.3 決策級(jí)D-S證據(jù)理論耦合

定義：Θ表示某一對(duì)象的識(shí)別框架；若該對(duì)象的集函數(shù)m： 2Θ→[0，1](2Θ為Θ的冪集)符合：

那么，就用m表示Θ上某一對(duì)象的基本概率賦值函數(shù)；?A∈Θ，用m(A)表征該證據(jù)針對(duì)某一命題A所產(chǎn)生的基本概率賦值，也稱之為基本可信度值。

定理：如果Bel1表征對(duì)象Θ的一個(gè)置信函數(shù)，m1表征相應(yīng)的基本概率賦值函數(shù)；Bel2表征該對(duì)象Θ的另一個(gè)置信函數(shù)，m2表征相應(yīng)的基本概率賦值函數(shù)。焦元分別為A1，…，Ai和B1，…，Bj，若

則，m：2Θ→[0，1]表征該對(duì)象Θ基本概率賦值函數(shù)：

上述介紹了兩個(gè)證據(jù)的決策級(jí)耦合方法，由于證據(jù)理論的合成規(guī)則符合結(jié)合律，因此3個(gè)證據(jù)的耦合可以先由兩個(gè)證據(jù)合成之后的結(jié)果再與第3個(gè)證據(jù)進(jìn)行合成。即由地質(zhì)因素的特征級(jí)耦合結(jié)果m1(V1，V2，V3)和瓦斯因素的特征級(jí)耦合結(jié)果m2(V1，V2，V3)合成得出m’(V1，V2，V3)，再與監(jiān)測(cè)監(jiān)控因素的特征級(jí)耦合結(jié)果m3(V1，V2，V3)合成得出m(V1，V2，V3)，m(V1)、m(V2)和m(V3)中最大可信度值所對(duì)應(yīng)的等級(jí)即決策級(jí)的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)等級(jí)。

3 基于瓦斯地質(zhì)與監(jiān)控信息耦合的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)模型應(yīng)用

3.1 研究區(qū)瓦斯地質(zhì)概況

超化煤礦屬于煤與瓦斯突出礦井，位于平陌-超化勘探區(qū)的東部，含煤巖系為石炭-二疊系，井田內(nèi)主要發(fā)育有3組(近EW、NW和NE向)斷裂構(gòu)造，井田地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等類型。礦井主采二1煤層，二1煤層整體處在單斜構(gòu)造上，局部受滑動(dòng)構(gòu)造影響，夾矸發(fā)育，屬于突出煤層。31041工作面下付巷煤層厚度1.79～9.21 m，煤層傾角17°～33°，煤層埋深380～634 m，構(gòu)造煤較發(fā)育，巷道頂?shù)装鍨樯百|(zhì)泥巖，透氣性差，瓦斯含量2.76～9.49 m3/t。

3.2 研究區(qū)煤與瓦斯突出特征

對(duì)超化煤礦4次煤與瓦斯突出特征分析可知：煤與瓦斯突出均發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造帶及附近，地質(zhì)構(gòu)造控制超化煤礦煤與瓦斯突出；超化煤礦煤與瓦斯突出發(fā)生前均有預(yù)兆，主要是瓦斯涌出異常、噴孔、夾鉆和頂鉆；構(gòu)造煤在超化煤礦煤與瓦斯突出中起重要作用。

3.3 建立煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)指標(biāo)體系

工程實(shí)際中煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性的影響因素很多，很難將每個(gè)因素都考慮在內(nèi)。在借鑒相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)超化煤礦瓦斯地質(zhì)規(guī)律和煤與瓦斯突出特征，擬從地質(zhì)、瓦斯及監(jiān)測(cè)監(jiān)控3方面分別選取指標(biāo)，形成指標(biāo)體系，其中地質(zhì)因素主要反映地應(yīng)力、地質(zhì)構(gòu)造和煤體結(jié)構(gòu)，瓦斯因素主要反映瓦斯壓力情況，監(jiān)測(cè)監(jiān)控因素主要反映瓦斯動(dòng)態(tài)變化情況。預(yù)測(cè)指標(biāo)體系包括地質(zhì)方面的煤層埋深、構(gòu)造復(fù)雜度、鉆屑量和煤的堅(jiān)固性系數(shù)，分別用I11、I12、I13和I14表示；瓦斯方面的瓦斯壓力、瓦斯涌出初速度和瓦斯放散初速度，分別用I21、I22和I23表示；監(jiān)測(cè)監(jiān)控方面的瓦斯?jié)舛群屯咚節(jié)舛茸儎?dòng)率，分別用I31和I32表示。其中，構(gòu)造復(fù)雜度用半定量化方法進(jìn)行取值，根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)將其分為3類：0～1表征地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，即節(jié)理、褶皺、斷層對(duì)煤層和頂?shù)装逶斐傻挠绊懴鄬?duì)較小；1～2表征地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)較復(fù)雜，即節(jié)理、褶皺、斷層對(duì)煤層和頂?shù)装逶斐傻挠绊懴鄬?duì)中等；2～3表征地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，即節(jié)理、褶皺、斷層對(duì)煤層和頂?shù)装逶斐傻挠绊懴鄬?duì)較大。瓦斯?jié)舛茸儎?dòng)率表征瓦斯?jié)舛刃蛄械恼駝?dòng)幅度，由當(dāng)時(shí)的瓦斯?jié)舛扰c一定時(shí)間之前的某一時(shí)刻瓦斯?jié)舛鹊谋容^，其變動(dòng)速度的大小，反映瓦斯?jié)舛茸儎?dòng)的快慢程度，煤與瓦斯突出發(fā)生前瓦斯?jié)舛炔▌?dòng)頻繁，因此瓦斯?jié)舛茸儎?dòng)率可以用來表征煤與瓦斯突出危險(xiǎn)程度。其他7個(gè)指標(biāo)由實(shí)際測(cè)定得到，研究地點(diǎn)預(yù)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)見表1。

表1 超化煤礦31041工作面下付巷煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)指標(biāo)

續(xù)表1

3.4 預(yù)測(cè)模型計(jì)算

(1)煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)界限確定。參照國(guó)家相關(guān)細(xì)則[2]和超化煤礦實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用均數(shù)原則確定煤與瓦斯突出各個(gè)預(yù)測(cè)指標(biāo)界限。即對(duì)各預(yù)測(cè)指標(biāo)依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)操作規(guī)程及各個(gè)指標(biāo)引起煤與瓦斯突出歷史波動(dòng)值的最大值和最小值建立總區(qū)間，按3個(gè)等級(jí)劃分，根據(jù)數(shù)值的大小分別確定V1(無危險(xiǎn))、V2(一般危險(xiǎn))、V3(嚴(yán)重危險(xiǎn))，預(yù)測(cè)指標(biāo)界限見表2。

表2 超化煤礦煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)指標(biāo)界限

(2)層次分析法確定各影響因素權(quán)重。按照A.L.Satty提出的1—9標(biāo)度方法建立判斷矩陣，通過對(duì)兩兩因素進(jìn)行比較并根據(jù)各因素對(duì)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)影響的重要程度，由資深的技術(shù)人員和專家來確定。建立超化煤礦煤與瓦斯突出3方面影響因素的判斷矩陣B1(地質(zhì))、B2(瓦斯)及B3(監(jiān)測(cè)監(jiān)控)，如表3所示。

表3 超化煤礦煤與瓦斯突出影響因素判斷矩陣(a)B1判斷矩陣

(b)B2判斷矩陣

(c)B3判斷矩陣

運(yùn)用層次分析法計(jì)算得出：矩陣B1的特征向量W1=(0.050 8，0.571 9，0.288 6，0.088 7)，CR=0.037 4<0.1，滿足一致性要求；矩陣B2的特征向量W2=(0.071 6，0.645 0，0.277 2)，CR=0.056 0<0.1，滿足一致性要求；矩陣B3的特征向量W3=(0.333 3，0.666 7)，因?yàn)閚<3，所以該矩陣符合一致性原則。

(3)特征級(jí)模糊綜合評(píng)判預(yù)測(cè)。以超化煤礦31041工作面下付巷為實(shí)驗(yàn)工作面，建立模糊關(guān)系矩陣并選取單因素隸屬函數(shù)為降(升)半梯形分布，其中折線FEBX表示V1等級(jí)隸屬函數(shù)，OADCX表示V2等級(jí)隸屬函數(shù)，OBHG表示V3等級(jí)隸屬函數(shù)，見圖3。

圖3 單因素隸屬函數(shù)

以實(shí)驗(yàn)工作面位置12 m為例，得出該地點(diǎn)3方面因素模糊關(guān)系矩陣R1、R2、R3：

由m(V1，V2，V3)=B·R分別計(jì)算3方面模糊綜合評(píng)判結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行歸一化得到3個(gè)模糊綜合評(píng)判向量：

m1(V1，V2，V3)=(0.745 1，0.152 2，0.102 7)

m2(V1，V2，V3)=(0.716 6，0.116 4，0.160 8)

m3(V1，V2，V3)=(1，0，0)

得出3方面的預(yù)測(cè)結(jié)果均為“無危險(xiǎn)”。同理得出工作面其他11個(gè)位置的模糊綜合評(píng)判向量和突出危險(xiǎn)等級(jí)，如表4所示。

表4 超化煤礦煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)特征級(jí)結(jié)果

(4)決策級(jí)D-S證據(jù)理論信息耦合。將實(shí)驗(yàn)工作面12 m位置的地質(zhì)、瓦斯及監(jiān)測(cè)監(jiān)控3方面模糊綜合評(píng)判向量m1(V1，V2，V3)、m2(V1，V2，V3)和m3(V1，V2，V3)作為決策級(jí)耦合的3個(gè)證據(jù)來源，根據(jù)D-S證據(jù)理論耦合規(guī)則(1)對(duì)上述3個(gè)證據(jù)進(jìn)行耦合。并得到?jīng)Q策級(jí)耦合預(yù)測(cè)結(jié)果m(V1，V2，V3)=(1，0，0)，可知該地點(diǎn)V1(無危險(xiǎn))的可信度值為1，高于V2(一般危險(xiǎn))和V3(嚴(yán)重危險(xiǎn))的值，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)預(yù)測(cè)結(jié)果為V1(無危險(xiǎn))。同理，其他11個(gè)位置的預(yù)測(cè)結(jié)果也可由此計(jì)算得到，具體結(jié)果見表5。

表5 超化煤礦煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)決策級(jí)結(jié)果

3.5 預(yù)測(cè)結(jié)果分析

超化煤礦使用的工作面煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)方法是復(fù)合指標(biāo)法，即鉆孔瓦斯涌出初速度q(臨界值5 L/min)和鉆屑量S(臨界值4 kg/m)，煤與瓦斯突出預(yù)兆主要是噴孔、夾鉆和頂鉆?，F(xiàn)場(chǎng)跟蹤31041工作面下付巷掘進(jìn)情況并記錄：掘進(jìn)過程中未發(fā)生瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象的地點(diǎn)，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)等級(jí)為V1，作為無煤與瓦斯突出危險(xiǎn)地段管理；掘進(jìn)過程中出現(xiàn)輕微夾鉆和頂鉆等現(xiàn)象的地點(diǎn)，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)等級(jí)為V2，作為煤與瓦斯突出一般危險(xiǎn)塊段進(jìn)行管理；掘進(jìn)過程中出現(xiàn)嚴(yán)重噴孔、夾鉆和頂鉆等現(xiàn)象的地點(diǎn)，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)等級(jí)為V3，作為煤與瓦斯突出嚴(yán)重危險(xiǎn)塊段管理。運(yùn)用復(fù)合指標(biāo)法和多元信息耦合方法對(duì)31041工作面下付巷12個(gè)地點(diǎn)的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性進(jìn)行預(yù)測(cè)的結(jié)果表明，復(fù)合指標(biāo)法有4個(gè)地點(diǎn)的預(yù)測(cè)結(jié)果與動(dòng)力現(xiàn)象記錄不符，而多元信息耦合方法的預(yù)測(cè)結(jié)果與動(dòng)力現(xiàn)象記錄相符，預(yù)測(cè)結(jié)果見表6。

表6 超化煤礦煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證

在第6個(gè)地點(diǎn)，利用模糊綜合評(píng)判方法進(jìn)行煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)的結(jié)果為(V1，V3，V1)，與實(shí)際情況V2(一般危險(xiǎn))不符，而經(jīng)過D-S證據(jù)理論對(duì)3方面預(yù)測(cè)信息耦合后的預(yù)測(cè)結(jié)果為V2(一般危險(xiǎn))，得到了正確的結(jié)果。第8個(gè)地點(diǎn)，只從地質(zhì)方面用模糊綜合評(píng)判方法預(yù)測(cè)的結(jié)果為V3，與實(shí)際情況V2(一般危險(xiǎn))不符；第11個(gè)地點(diǎn)，只從地質(zhì)方面的模糊綜合評(píng)判方法預(yù)測(cè)結(jié)果為V2，與實(shí)際情況V1(無危險(xiǎn))不符；再如第12個(gè)地點(diǎn)，只從監(jiān)控方面用模糊綜合評(píng)判方法預(yù)測(cè)的結(jié)果為V2，與實(shí)際情況V3(嚴(yán)重危險(xiǎn))不符，這4個(gè)地點(diǎn)特征級(jí)模糊綜合評(píng)判方法的預(yù)測(cè)結(jié)果存在偏差，而經(jīng)過D-S證據(jù)理論方法“補(bǔ)償”其他兩方面預(yù)測(cè)證據(jù)后，預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性有所提高，見表7。

表7 超化煤礦煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性結(jié)果

與此同時(shí)，這12個(gè)地點(diǎn)經(jīng)過決策級(jí)D-S證據(jù)理論耦合，煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)結(jié)果的可信度有所提高，見表8。

表8 超化煤礦煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)可靠性結(jié)果

由此可見，基于瓦斯地質(zhì)與監(jiān)控信息耦合的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)方法可有效地避免采用單一指標(biāo)信息或單一方法進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)產(chǎn)生的偏差，使得煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確率和可信度都有所提高。

4 結(jié)論

(1)基于瓦斯地質(zhì)與監(jiān)控信息耦合的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)模型中，特征級(jí)選用模糊綜合評(píng)判和決策級(jí)選用D-S證據(jù)理論的多元信息耦合技術(shù)，充分發(fā)揮了模糊綜合評(píng)判處理各影響因素相互關(guān)系的優(yōu)勢(shì)和D-S證據(jù)理論處理不確定性的優(yōu)勢(shì)。

(2)將特征級(jí)和決策級(jí)煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)信息進(jìn)行分級(jí)耦合，提出了基于瓦斯地質(zhì)與監(jiān)控信息耦合的預(yù)測(cè)方法，由此計(jì)算得出的等級(jí)可信度值直觀地反映了煤與瓦斯突出危險(xiǎn)程度，降低了指標(biāo)信息耦合問題對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果合理性的影響。

(3)對(duì)超化煤礦31041工作面下付巷的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)結(jié)果表明，由模型計(jì)算得出12個(gè)地點(diǎn)的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性等級(jí)與工作面實(shí)際情況基本吻合，并且煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性也有所提高，因此基于瓦斯地質(zhì)與監(jiān)控信息耦合的煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)方法是一種有效的方法。