矿业系统工程论文基于模糊模式识别的煤与瓦斯突出后恢复生产的能力预测

基于模糊模式识别的煤与瓦斯突出后恢复生产的能力预测摘要本文对煤与瓦斯突出后引起的安全、通风、排水、煤尘爆炸、瓦斯爆炸、人员伤亡、机电设备损坏、停产整顿进行探讨。借助于成熟的模糊理论与技术可以较客观地实现突出后恢复生产的能力预测中不精确信息与不精确关系的正确表达与处理，综合考虑突出后恢复生产能力的影响因素，提出了煤与瓦斯突出后恢复生产能力预测的模糊模式识别新方法。关键词模糊模式识别；恢复生产的能力THERESUMPTIONOFPRODUCTIONCAPACITYFORECASTBASEDONFUZZYPATTERNRECOGNITIONAFTERCOALANDGASBURSTABSTRACTTHESTUDYOFSAFETY,VENTILATION,DRAINAGE,COALDUSTEXPLOSION,GASEXPLOSION,CASUALTIES,EQUIPMENTDAMAGE,SUSPENDPRODUCTIONFORRECTIFICATIONRECURRINGTOWELLROUNDEDFUZZYTHEORYANDTECHNOLOGYCANREALIZEEXACTEXPRESSIONANDMANAGEBETWEENIMPRECISEINFORMATIONANDIMPRECISERELATIONONTHERESUMPTIONOFPRODUCTIONCAPACITYPREDICTIONAFTERCOALANDGASBURSTADVANCEDANEWMETHODBASEDONFUZZYPATTERNRECOGNITIONTOFORECASTTHERESUMPTIONOFPRODUCTIONCAPACITYFORECASTAFTERCOALANDGASBURSTBYCONSIDERINGRESUMPTIONOFPRODUCTIONCAPACITYFACTORSCOMPREHENSIVELYKEYWORDSFUZZYPATTERNRECOGNITION；THERESUMPTIONOFPRODUCTIONCAPACITY煤与瓦斯突出是煤矿矿井中的严重灾害，是瓦斯特殊涌出的中危害性最大的一种。通常所说的含瓦斯煤岩突出在煤矿地下采掘过程中，在很短时间内从煤岩壁内部向采掘工作面突然喷出煤岩和瓦斯的现象。它是一种伴有震动声响和强烈冲击的动力现象，不仅破1坏矿井通风系统，使井巷充满瓦斯和含瓦斯煤岩抛出物，同时可能引起瓦斯爆炸与火灾事故，导致生产中断等。煤与瓦斯突出过程中存在煤体在应力变化作用下产生微破裂、继2而产生电磁辐射、继而产生煤的大分子结构破裂、继而产生瓦斯CH4的循环激励过程。5大型突出大多发生在高地应力、高瓦斯压力煤层有较厚变质软煤分层。本文在模糊聚类6分析的基础上，提出了利用模糊模式识别的方法对煤与瓦斯突出后恢复生产的能力进行预测。1基本原理模糊模式识别是在模式识别的基础之上，结合模糊集理论发展起来的一种现代模式识别方法，其基本思想是从测量数据中抽取出特征空间，在此基础上建立标准的模糊模型库。311煤与瓦斯突出后恢复生产的能力模糊模式库的建立111恢复生产的能力指标和训练样本的选取煤与瓦斯突出后的影响，认为恢复生产的能力由安全、通风、排水、煤尘爆炸、瓦斯爆炸、人员伤亡、机电设备损坏、停产整顿等多种因素作用的结果。据此选取安全、通风、排水、煤尘爆炸、瓦斯爆炸、人员伤亡、机电设备损坏、停产整顿七项突出指标作为样本元素。将已突出恢复生产的矿井进行分类，从中挑选一定数量比较典型的突出后已经恢复生产的矿井样本作为训练样本集，记作，其中元素称IX为训练样本，每个训练样本都由实测的M个恢复生产的能力指标构成，即，其中为样本序号；为第个样本中第项恢复生产的能IMIJIIXX,21IIJXJ力指标。于是，得到原始数据矩阵。,21,MNMNIJ112数据标准化样本突出指标数据具有不同的量纲，为了对这些量进行比较，需要对原始数据做适当的变换。即4,MINAX11IJIJNIJIJIJXX（1）数据变换后，则可得到个样本数据标准化后的矩阵。MNIJ113模糊相似矩阵的建立建立模糊相似矩阵的方法有很多种，这里采用算术平均最小法来建立，即1,2,1,21JINJIXXRMKJKIMKJIIJ（2）构成样本之间的模糊相似矩。NJIRRNIJ,2,NI,21114模糊聚类上面得到的模糊相似矩阵,如果不具有传递性，即不是模糊等价矩阵，还需要将RR改造成模糊等价矩阵。使用平方合成法构造，依次计算，若RKR242,，则。在模糊数学中采用阈值进行截割，可把等价矩阵转化为12KKK2普遍逻辑矩阵。，NJIRIJIJIJ,21,01其中为普通逻辑矩阵的元素；为截集的阈值。在的各行列中的元素IJRRR1IJR归为一类。选取不同的对训练样本进行动态聚类分析，确定适当的，使其分类结果反映该矿的实际，此记为。由此，可得到煤与瓦斯突出后恢复生产的能力的模0糊模式库。12模糊模式识别7121格贴近度设为论域上的模糊子集，则称为与的格贴近,BAU012,BABA度。可见，越大，与越贴近0,A122择近原则设论域上有个模糊子集，构成一个模糊模式，为待UMM21,21,MA识别的模式。若存在，使得I,0,3010,BAKMKI则称与最贴近，或者把归并到类。B0IA0I2结语通过分析煤与瓦斯突出恢复生产的内在机理的复杂性、突出后恢复生产影响因素与突出恢复生产事件之间的相关规律的不精确性和模糊性，借助于成熟的模糊理论与技术较客观地实现了突出后恢复生产的能力预测中不精确信息与不精确关系的正确表达与处理，提出了煤与瓦斯突出后恢复生产的能力预测的模糊模式识别的新方法。参考文献1吴中立矿井通风与安全徐州中国矿业大学出版社，19953213232肖福坤，秦宪礼，张娟霞，刘晓军煤与瓦斯突出过程的突变分析辽宁工程技术大学学报自然科学版2004,2343谢季峰，刘承平模糊数学方法及其应用武汉华中科技大学出版社。20064谢季坚，刘承平模糊数学方法及其应用武汉华中科技大