三支决策粗糙集理论在矿井顶板突水中的应用

摘要

在我国，煤炭储存量比较丰富，不过其使用量也极大，并且对促进我国国民经济发展具有深远影响而成为我国重要的基础能源。在煤炭产量节节升高之时，对于煤层的开采也越来越深入，因此开采地层环境也变得更为复杂，造成煤层顶板突水发生事故的几率增加，因此作者在前人的基础上引入三支决策粗糙集理论，用于研究煤层顶板突水危险性评价，为煤矿安全生产尽一份力量。
　　文章选取矿井顶板突水的主要因素：顶板隔水层隔水强度，导水裂隙带高度，含水层水压，上覆含水层的富水程度，地质构造发育情况五个因素。将五个因素代入SPSS22中，根据显著性选出顶板隔水层隔水强度，导水裂隙带高度，地质构造发育情况三个因素，排除含水层水压，上覆含水层的富水性这两个因素。三支决策粗糙集将贝叶斯风险分析和概率性风险关系引入粗糙集中，设置了三种决策规则。之后将顶板隔水层隔水强度，导水裂隙带高度，地质构造发育情况三个因素代入二元 logistic方程，求出每个样本数据的突水的条件概率。然后采取一种自适算法求阀值α，β，根据样本突水概率与阀值α，β的关系将样本分成突水，不突水，延迟决策三类。通过上述三支决策粗糙集理论建立的煤矿顶板突水预测系统将操作予以简化，不失为一种用于煤矿顶板突水预测的有效方法。
　　将三支决策粗糙集理论用于对老公营子煤矿与鲍店煤矿5304-2工作面验证，老公营子煤矿顶板发生顶板突水的概率大于α，鲍店煤矿5304-2工作面顶板发生的概率小于β，符合三支决策规律，从而证实了三支决策粗糙集方法在顶板突水预测中的可行性。
　　矿井顶板突水预测系统由Visual Basic语言编程而来，分为煤矿数据信息文件中的矿井板突水预测系统以及管理系统2个，同时矿井数据文件中的管理子系统为突水预测提供数据支持，并且针对顶板突水因素信息进行管理。根据计算相关的条件概率与阈值而设计的矿井顶板突水预测子系统，能够对矿井顶板突水情况作出合理判断。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容及技术路线

2顶板突水影响因素

2.1 煤层顶板突水机理

2.2 顶板突水的基本影响因素

2.3小结

3三支决策粗糙集模型

3.1决策粗糙集理论及其研究进展简介

3.2三支决策粗糙集的基本概念和模型

3.3二元 Logistic判别分析的基本原理

3.4本章小结

4三支决策粗糙集模型的建立

4.1顶板突水影响因素的选取

4.2利用SPSS22.0软件求二元Logistic回归方程

4.3矿井的损失函数

4.4工程实例

4.5 本章小结

5基于三支决策决策粗糙集理论的矿井顶板突水预测系统

5.1三支决策粗糙集理论基础上的矿井顶板突水预测系统的总体设计

5.2系统开发模式的选取及设计

5.3系统的运行

5.4本章小结

6 主要结论和展望

6.1 主要结论

6.2今后方向

致谢

参考文献

攻读硕士期间的主要研究成果