基于EIM和FCE的矿井突水水源判别研究

摘要

水害是煤矿生产和建设过程中的重大灾害之一，它对矿井安全生产具有极大的影响。当煤矿发生突水时，准确、及时地判断出突水水源，是有效防治矿井水害的基础，是煤矿安全生产的重要保障。因此，矿井突水水源算法研究在综合治理水害过程中至关重要。
　　本文分析了井田内各主要含水层的水化学特征，研究了主要离子在各含水层中的分布规律;采用可拓识别方法(EIM)和模糊综合评判法(FCE)建立突水水源判别数学模型，对可拓识别方法进行了改进，提出了一种新的位值计算公式，同时，对模糊综合评判法也进行了改进，提出了用各含水层水质判别指标的Huber-M估计量作为其标准背景值，并建立相应的两种水源判别改进模型;并利用C＃语言，开发了矿井突水水源判别快速辅助决策系统，实现了水源判别的智能化管理。
　　本文取得的主要结论及成果，改进后的可拓识别方法，解决了待判物元的判别指标数据不是全部在其他含水层经典域时造成的误判问题，提高了水源判别结果的准确率。对比改进前后可拓识别方法的水源判别结果，准确率由47.93％提高到了82.61％;改进后的模糊综合评判法，利用了Huber-M估计量受异常值、极端值影响较小的优点，增加了模型的可靠性并提高了水源判别准确率。对比改进前后模糊综合评判法的实验结果，准确率由70％提高到了76.67％。同时，矿井突水水源快速判别系统能够实现水质信息的动态管理功能，包括数据的添加、删除，数据的导入、导出以及突水水源快速判别等功能。
　　本论文的研究成果对提高煤矿安全生产效率具有一定的实际意义和应用价值，为煤矿防治水工作提供了一定的理论依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 存在问题

1．4 主要研究内容

1．5 本章小结

第二章 矿井突水水源水质特征分析

2．1 矿井主要突水含水层

2．2 矿井突水水源水化学特征分析

2．3 煤矿矿区水化学数据分析

2．4 本章小结

第三章 矿井突水水源判别可拓识别方法数学模型

3．1 可拓识别方法数学模型的建立

3．1．1 可拓识别方法基本原理

3．1．2 可拓识别方法数学模型建立

3．1．3 可拓识别方法改进

3．2 改进可拓识别方法在斜沟煤矿中的应用

3．3 本章小结

第四章 矿井突水水源判别模糊综合评判法数学模型

4．1 模糊综合评判法数学模型建立

4．1．1 模糊综合评判法基本原理

4．1．2 模糊综合评判法数学模型建立

4．1．3 模糊综合评判法改进

4．2 改进模糊综合评判法在斜沟煤矿中的应用

4．3 本章小结

第五章 矿井突水水源快速判别辅助决策系统设计与实现

5．1 系统总体设计

5．1．1 系统设计目标

5．1．2 系统设计结构

5．1．3 系统功能设计

5．2 数据库设计

5．2．1 用户信息数据库设计

5．2．2 水质信息数据库设计

5．3 系统功能界面开发实现

5．3．1 用户管理模块界面

5．3．2 矿井水质信息数据库界面

5．3．3 突水水源判别界面

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论著