地球信息技术作业

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1、中国矿业大学笙2级丑士研究生课程考试试卷考试科目地球信息技术考试时间学I姓名吴超学号所在院系资源与地球科学学院任课教师中国矿业大学研究生院培养管理处印制基于GIS矿井复杂程度的模糊评判一一以东滩煤矿11煤为例吴超资源与地球科学学院摘要：系统介绍基于G1S的矿井地质构造复杂程度的评判方法，包括其数学模型，方法步骤及指标权重的选择等基础性问题。然后以东滩煤矿三采区11号煤为例，进行了矿井地质构造评价，得出了研究区评价评价结果，大致与矿井揭示的构造一致。关键词：GIS;矿井地质构造；复杂程度；模糊综合评判随着我国煤矿机械化开釆工艺的迅速扩大使用，对

2、开采地质条件的评价显得日益迫切和更加需要，而矿井地质构造是开采地质条件中最主要的影响因素。因此，对地质构造复杂程度的评价便成为每个生产矿井首先必须开展的项目。这一工作以前一直以传统的规律分析和作图分析为主，尽管这一定性方法在解决生产实际问题，指导煤矿采掘部署方面起了不少作用。但大量实践表明，这一方法的可靠性较低，人为因素较大，难以满足机械化开采，特别是综采对评价定量化的要求、达不到正确指导机械化开采场地选择的目的。针对这一问题，作者以反映构造复杂性的若干定量评价指标为基础，应用模糊数学理论中的模糊综合评判法对井皿各区域构造复杂程度分单元进行了

3、等级评价，圈出了分别适合综采及髙档普采的场地，达到了指导生产的目的。实践证明，它是一条行Z有效的研究方法。一、模糊综合评判实质与方法矿井构造具有的一系列模糊特征，为采用模糊数学方法评价预测眼睛就提供了可能。其实质是利用模糊综合评判的基本模型，通过系统确定矿井地质构造的定量评价指标，把全矿井按一定规格划分为许多单元，统计出不同单元内各指标的对应取值，以电子计算机为手段，综合评价出不同单元的构造复杂程度所属类型。1、数学模型⑴假设模糊综合评判中考虑祝个评价因素（或指标），则构成因素（或指标）集：U=U，S，・・・UJ（1）若依据V中全部因素对某一

4、块段的构造复杂程度分别进行单因素评价，则可获得从U到V的一个单因素评判矩阵：其中0MrMl（j=l,2,3,上=1,2,・・・，/）是按第j个因索衡量,评判对象对评语集中匕的隶属度。为了综合考虑各种因素，得到全面、客观的评价结果，模糊综合评判通过对单因素评判集和权重集的乘法运算求出模糊综合评判向量S：r厂21S=A•尺=（如疋2厂・・山期）■■■I(4)式中A—评价因素权重集，勺（j=l,2・・・・，〃Q为第j个评价因素的权重，满足工勺一尸1=1Se=l,2,・・・,Z)——某块段属于第&类(或等级)的隶屈度。根据最大隶屈原则，就可确定某块段

5、的樹造复杂程度等级。2、方法步骤根据上述数学模型，对矿井构造复杂程度的综合评价可归纳为以下几步⑵：(1)确定评价指标，建立因素集U。由影响评价矿井地质构造复杂程度的各种因素所组成的一个普通集合，对于矿井构造定量评价而言，断裂分维值是其中重要的指标。主要有断层密度M、断层强度指数F、断层与煤层夹角指数Q、构造组数N。英他指数主要有煤层底板倾角变异系数R、煤层倾角绝对值A、构造面积损失系数S等等(2)计算每个指标在评价过程中相应的权重系数，构成因素集U上的权重。权重既反映主观的一而，又反映客观的一面。所以用权重来体现这种差异。权重的确定方法很多，

6、比较常见的有专家评议法、回归分析法、灰色关联法等等。(3)确定每个指标的评语论域，形成评语集V。评语集的确定主要是利用各区统计结果，按简单、较简单、较复杂、复杂四类取入值进行聚类，根据指标问的关联度大小，将关联度大小一致的指标合为一组进行聚类，最后得出每类构造复杂程度所对应的各指标取值范围。(4)按确定的评语论域，对每个评价指标相对于每个评语等级做出的评价，构成模糊关系矩阵(5)模糊综合评价。根据被评价区构造和评价指标的特点，选用单层次综合评判模型。单层次综合评判模型即将各单元关于各因素的取值代入上血的隶属函数中去，得到各白的模糊矩阵R，再由

7、AOR即可求得各单元对各级的综合隶属度，评定它们的所属单元，合成模型选用最大一最小隶属度原则进行。三、滩东煤矿模糊评价过程1、评价指标的建立对断层的定量评价，我们选取了断裂强度系数(Ft)、断层密度系数(Fd)、断层破坏程度系数(KD3项指标⑷。根据统计结果，东滩矿井大中型断层总长度为41510m,矿井面积为57.66km乙断裂强度系数为719.9,东滩矿井大、屮型断层共28条，断层密度系数为0.49;东滩矿井断层断距和为901m,断层的延仲长度和为4150m,矿井面积为57.66km乙断裂破坏系数为0.6486⑶。对褶皱的定量评价，选取了褶

8、皱指数(Ke)指标.根据统计结果，东滩矿井大小褶曲共15个，分别统计出每一个褶曲的褶皱指数，然后取其平均值为0.0419。另外述选用了煤层倾角变化系数(Yg),根据