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摘要：基于灰色关联和模糊综合评判理论，选取瓦斯压力和含量、地质构造、煤层埋深以及煤厚和顶板底板力学强度等因素作为煤层瓦斯突出危险性评价指标，以研究区为例，将矿区分为十个块段，基于灰色关联确定瓦斯突出影响因素的权重，利用模糊综合评判法建立瓦斯突出危险性评价模型，并对其危险性进行了评价。
关键词：煤与瓦斯突出；危险性分区；灰色关联；模糊综合评判
1 引言
煤与瓦斯突出是主要的煤矿灾害事故之一，对煤炭安全生产和经济的健康稳定发展造成严重阻碍。瓦斯突出预测是预防瓦斯突出的重要措施，当前地勘阶段的预测主要是利用所获钻孔测定的瓦斯参数（如Q值、P值、D值、K值）直接确定[1-3]，仅有少数学者将瓦斯突出影响较为突出的间接指标（如构造曲率、煤厚残差等）进行研究[4-7]。基于此，本文以研究区为例，在采用直接测定指标（瓦斯含量Q、煤层瓦斯压力P）的基础上，将构造曲率，煤厚残差，构造煤厚度，顶板力学强度，底板力学强度等能间接反应煤体结构、煤体强度、地应力特征的指标引入评价指标体系。基于灰色关联分析法确定研究区瓦斯突出影响因素的权重，利用模糊综合评判法建立了瓦斯突出危险性评价模型，对矿区主采煤层瓦斯突出危险性进行了评价。
2 灰色关联分析确定权重方法与步骤
权重是指某一评价因素对评语集的重要性程度。权重的确定方法较多，以往常用经验公式得出，由于不同地区瓦斯地质条件的非均质性、各向异性等差异，经验公式在使用过程中存在较大缺陷。随着非线性科学的发展，回归分析、灰色系统等方法具有显著客观性和优越性。如本文采用的灰色关联分析法可以克服经验法中人的主观性对权重确定的偏差, 其计算步骤[8]如下：
2.1 确定母因素、子因素
在影响瓦斯突出的因素中，选取其中之一作为母因素，其它为子因素。母因素集构成母因素数列，子因素集构造子因素数列。
4 研究区煤与瓦斯突出危险性分区应用4 研究区煤与瓦斯突出危险性分区应用
研究区瓦斯灾害突出，随着开采深度的增加，地温、地压也日显严重。前期研究表明，矿区主采煤层的瓦斯含量、瓦斯压力、力学强度、透气性具有高度的非均质性。主采煤层厚1.33～8.18米，平均4.25米，变异系数28.23％，可采性指数为1，较稳定，煤层结构简单～复杂，半数以上见煤点有1～2层夹矸。
4.1建立因素集和评语集
本文利用瓦斯参数,如瓦斯压力、瓦斯含量以及煤体结构参数，综合分析地质构造、煤层煤厚残差、顶、底板力学强度等因素对瓦斯突出的影响，并结合了以往瓦斯突出特征。评判中建立的因素集如下： U={煤层瓦斯含量W，煤层瓦斯压力P，构造煤厚度M，煤厚残差，顶板力学强度，底板力学强度}。
《防治煤与瓦斯突出规定》将区域突出危险性分为无突出危险区域，突出危险区域。本文根据研究区瓦斯地质特征，对矿区瓦斯突出危险区进一步划分为危险区和非常危险区两等级，确定相应的评语集见表1。
通过分析研究区主采煤层瓦斯地质条件和瓦斯突出特征，将研究区分成了十个块段，在对每个块段的多个点的原始突出参数进行整合，得到各块段参数指标原始数据见表2。
4.2权重集的确定
由于煤层的瓦斯含量是发生瓦斯突出的最重要的因素，选取瓦斯含量母指标，同时综合考虑其他地质影响因素，以瓦斯压力P、构造曲率，构造煤层厚度，煤层顶板的力学强度，煤层底板的力学强度，煤厚残差作为子指标，借助灰色关联分析方法，对数据进行无量纲化处理后，求各子指标对母子标的关联度，并进行归一化处理，可得到权重系数表3。
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作者简介
李准（1986-），男，河南开封人，2008年中国矿业大学本科毕业，现在安徽惠洲地质安全研究院股份有限公司主要从事地煤矿地质、煤矿水文地质工作。
论文作者:李准
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/11
标签：瓦斯论文; 煤层论文; 因素论文; 危险性论文; 强度论文; 权重论文; 力学论文; 《基层建设》2017年第13期论文;