模糊数学在采矿工程中的应用

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模糊数学在采矿工程中的应用李春光

(龙煤集团七台河煤业集团有限责任公司新强煤矿，黑龙江七台河 14 0 ) 56 0摘要：文简述了模糊数学的发展简史，本着重分析了模糊数学在采矿工程中的应用，包括采动影响下建筑物损害程度的模糊聚类分析、空区灾害危险度的模糊综合评价、采采矿方案的模糊优选、模糊综合评价法在矿山地质灾害分析中的应用、模糊综合评g法在矿井 - 1通风系统安全评价中的应用、综采工作面参数系统多维灰色状态模型、岩石强度等级的模糊评价。并且介绍模糊数学的基本方法与步骤， 分别列举模糊数学优化理论与模型的建立、模糊聚类分析的一般步骤、综合评价模型及综合评级步骤。 关键词：糊数学；矿工程；糊聚类分析；糊综合评价模采模模等地质灾害，并加剧了土地荒芜、地表植被破坏等。为此，对矿山开发过自从美国著名控制论专家、加利福尼亚大学 LA ae Z dh教授于程进行地质灾害危险『评价，生尤其是定量评价具有重要的意义。据矿山 16年建立模糊集理论以来， 95在各国学者的共同努力和不断探索下，开发特点，模在矿山地质灾害危险『评价中，生首先应把握好矿山地质灾害糊集理论及其应用的研究成果已非常丰富。从应用方面来讲，以模糊集危险『评价的因素集，生然后确定评价因子，进而通过采用模糊综合评判理论为基础的应用学科，如模糊聚类分析、模糊模式识别、模糊综合评的方法对矿山开发地质灾害危险性程度做出量化研究。合理确定矿山判、模糊决策与模糊预测、模糊规划、模糊控制、模糊信息处理等已在工发生地质灾害的危险程度对确保矿山的顺利开采和矿山的安全具有重业、、、、农业医学军事计算机科学、信息科学、管理科学、系统科学、工程要意义。 技术、社会科学和自然科学的各个领域中发挥着非常重要的作用，已并 1模糊综合评判法在矿井通风系统安平中的应用。 - 5价矿井通风 获得巨大的经济效益。实践表明，在采矿工程领域当中，影响采矿的因系统作为矿井的重要组成部分，起到保障工人生命安全、提高工人工作素很多，这些因素有些是确定的、定量的，有些则是模糊的、 l定生的。因效率的作用。因此，矿井通风系统的安全预警就显的尤其重要。矿井通通风井巷网络、

通风系统安全管理等组成。它此模糊集理论及其应用在采矿工程领域中也得到越来越广泛的应用。风系统由通风动力装置、 的任务是利用通风动力装置，以最经济的方式向各个用风系统提供质 1模糊数学在采矿工程中的应用 1采动影响下建筑物损害程度的模糊聚类分析。实践表明， . 1影响优量足的新鲜空气，以保证井下工作人员的生存状态，并在井下发生灾建筑物采动损害程度的因素很多，这些因素有些是确定的、定量的，变时改变风向和风量来防止灾害的扩大。安全评价是用系统科学的理有些则是模糊的、定性的。这些因素的存在，使得对采动影响下建筑物损论和方法辨别危险，对系统的安全}生进行定性和定量的预测和分析，寻害程度进行分类往往伴随着很大的模糊性而模糊聚类分析作为一种对求最佳的危险源控制与处理对策，从而达到系统安全的目的。因此运用所研究的事物r住往具有模粉 f肢一定标准湘似程度或亲疏关系)生进行模糊评判的数学的原理和方法对通风系统进行评价，提出了矿井通风分类的方法，已在许多领域中得到广泛应用；同时，在采矿工程领域中系统合理l合评价的模糊数学模型，并且对各个因素的隶属函数的 也得到越来越广泛的应用。该方法具有灵活、、简单实用的特点。因此用确定作—个初步的探讨。该方法较好地反映了评价过程和评价因素的模糊聚类分析方法来研究受采动影响建筑物破坏程度等级问题，是一模糊性概念。 个新的思路和途径，为建筑物下采煤决策提供理论依据。 1综采工作面参数系统多维灰色状态模型。 . 6综采工作面生产状况 1 . 2采空区灾害危险度的模糊综合评价。采空区灾害是矿山常见的受许多因素的影响，这些影响因素与综采工作面各参数指标共同构成主要灾害之一，其后往往造成巨大的财产损失和人员伤亡。大量没有理了综采工作面生产状态，即参数系统。综采工作面的生产状态是动态它会随某项参数的变化而变化，会随时间改变而改变。综采工作面的采空区的长期存在，在一定程度上给矿山安生产留下隐患，对井下的的，生产设备、井下工人的生命安全构成巨大威胁。由于产生事故地点隋况的影响因素称为其输^参数，综采工作面的各指标称为其输出参数。综 _的差异 I其后果的严重程度是不同的。生，事故危险度评价是在事故发生采工作面输入和输出参数之间普遍存在着介于确定与不确定之间的关

之前，对事故可能造成的人员伤亡、财产损失做出预测，目的是使安全系——灰色关系。全面系统地分析了综采工作面参数系统，并运用模糊管理部门预先知道事故一旦发生所带来的后果危险程度，决定是否采数学、灰色关联分析、层次分析和灰色建模理论，将该系统进行量化、综取或者花多大财力来采取预防措施，降低这种危险胜。采空区灾害的评合和建模。初步得到综采工作面参数系统多维灰色状态模型。该模型可价面临的难题是：采空区灾害发生要素对采空区导致的灾害影响较为为合理控制综采工作面生产状态，实现高产、稳产提供方案和依据。 模糊；采空区灾害发生要素具有很大的地域性；采空区灾害的危险 l 生， 1岩石强度等级的模糊评价。在采矿工程中， . 7岩石力学强度等级应该有一定的危害对象，造成一定的经济损失或环境损害。因此可以运的评价对判断岩层的稳定『及采矿方法的优选是极其重要的。但岩石生而且岩石勘探取样存在随机 l因生，用模糊数学评价方法，分析和优选对采空区灾害产生有重大影响的因的周边环境存在许多的不确定因素，素，建立理论评价模型，预测采空区的危险度。 此，精确地评价它们比较困难。因此利用模糊数学中最大隶属原则可对 1采矿方案的模糊优选。采矿方案选择受多种因素的影响， . 3而这岩石强度进行模糊评价。 2结论些因素又带有极大的模糊性、随机l生和未知性，传统的采矿方案选择因而难以正确反映实际隋况。模糊数学优选法将采矿过程中的各种因素在采矿工程领域中，采矿方法以及其他环节选择受多种因素的影转化为数学形式，根据各采矿方案的技术经济指标及力学分析结果，量响，应用模糊法对各采矿方法的技术经济指标及力学分析结果进行分化分析各方案的评价指标，使方案的评价和选择更加科学、、。析，合理可靠 既体现了其随机性，又考虑了模糊性，符合程度高，可靠性好，具有应用模糊法对各采矿方案的技术经济指标及力学分析结果进行分析，代表l更符合工程实际需要。 生， 参考文献既体现了其随机陛，又考虑了模糊性，符合程度高，可靠性好，具有代表【g聚龙.色控制系统[] ll l￣灰 M.华qx学院出版社，9 5武汉： '- 18 . 性，更符合工程实际需要。 1 4模糊综合评价法在矿山地质灾害分析中的应用。作为一种资源『贺仲雄. 2]模糊

数学及其应用呻天津：天津科学技术出版社，9 3 18 . 开采活动，矿山的生产过程对矿区及周围环境的破坏明显，具有影响范 I谢贤平， 3 1杨鹏.采矿方法设计方案的评价与选择叨黄金，9 6 1( ) . 19,7 6: 5—1 .围大、影响因子多、影响时间长的特点。广西地区矿产资源丰富，采矿历 1 8 4]高英仪.模糊数学原理及应用[ J M.广州：华南理工大学出版社， 史悠久，但生态环境背景脆弱，尤其是西部大开发在促进经济社会发展[杨纶标， 00】的同时，资源开发也进入了前所未有的发展期，给环境保护带来了巨大 2 .的压力，矿山的开采导致地面塌陷；废渣不合理堆放诱发滑坡、泥石流引言

作者简介：李春光(9 3 )男， 18一，黑龙江七台河人，0 7年毕业于黑龙江科技学院， 20主要从事煤矿采煤掘进技术工作。

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