用模糊模式识别确定开采沉陷预计参数.pdf

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1、第卷第期煤炭学报年月文章编号：（）用模糊模式识别确定开采沉陷预计参数柴华彬，邹友峰，郭文兵（河南理工大学测绘与国土信息工程学院，河南焦作；河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作）摘要：基于模糊模式识别理论，根据给定的开采沉陷相似现象群的分类及基础岩层移动参数，提出了按择近原则进行新矿区模式识别和预计参数确定的方法即对于，，⋯，这个开采沉陷模型，如果有一个新矿区的模型与（，，⋯，）最贴近，就可用作为该矿区的开采沉陷预计参数实例研究表明，用此方法确定的预计参数具有更强的可靠性和准确性关键词：模糊模式识别；开采沉陷；预计参数；择近原则中图分类号：文献标识码：，，（，，，；，

2、，，）：，，，，，⋯，，，（，，⋯，），’：；；；开采沉陷研究的核心是岩层与地表移动变形的预计，从根本上说，开采沉陷预计的精度取决于其参数的确定然而，煤矿开采引起的地表移动是一个极其复杂的过程，许多矿区对其分析得出的预计参数千差万别，没有实质性和可靠性的规律可循，这便给矿区的开采沉陷预计参数的确定带来了相当大的难度尤其对一个新矿区而言，其预计参数的确定更为关键以往新矿区岩层移动参数通常采用类比法来确定：首先将新矿区的地质采矿条件与已进行过地表移动观测的老矿区进行比较，若两者的地质采矿条件相近，则新矿区可采用老矿区的岩层移动参数作为其初始参数；然后在地下开采过程中建立地表

3、移动观测站，不断充实和更新，以此获得本矿区自己的预计参数然而，这种类比方法可操作性差，主观因素影响较大文献［］由已得出的开采沉陷的相似理论，忽略次要影响因素，给出了开采沉陷相似现象群的类型划分方法，即模糊聚类分析以此方法和国内个地表移动观测站的实际资料为基础，将全国开采沉陷相似现收稿日期：基金项目：河南省杰出青年基金资助项目（）作者简介：柴华彬（），男，河南新野人，讲师，博士研究生：，：煤炭学报年第卷象群近似分为三大类，第二大类又可以分为个小类同时也得出了各类型开采沉陷的基础岩层移动参数因此，笔者在文献［］的基础上采用模糊模式识别法来确定新矿区的地表移动参数模糊模式识别

4、的基本原理设论域上有个模糊子集，，⋯，构成一个标准型库｛，，⋯，｝，。!（）为待识别的对象（模型），若存在。｛，，⋯，｝，（"表示与最贴近度的计算方法），使得"（，）V"（，）"（，），（）则称与最贴近，或者说把归并到类开采沉陷模糊模式识别与参数的确定综合变形模量的确定［］岩体的综合变形模量可由表中的各岩层的变形模量按下式近似求得，即zz，（）式中，为各岩层的法线厚度，；为相应岩层的变形模量，，其值也可以根据岩石的普氏硬度系［］数按式（）进行计算（）（）上覆岩体的平均质量密度#也可根据各岩层的质量密度#和按式（）取加权平均值来确定，即#z#z（）表岩层的变形模量岩性分类

5、坚固性系数岩性描述＞坚硬砂岩、石灰岩和黏土页岩、石英矿脉、致密花岗岩、辉绿岩和角闪岩、很硬的铁矿石＞坚硬硬石灰岩、硬砂岩、硬大理石、不硬的花岗岩较硬的石灰岩、砂岩和大理石普通砂岩、铁矿石砂质页岩、片状砂岩中硬硬黏土质片岩、不硬的砂岩和石灰岩、软砾岩各种页岩（不坚硬的）、致密泥灰岩软页岩、很软的石灰岩、无烟煤、普通泥灰岩软弱破碎页岩、烟煤、硬表土、黏质土壤、黏土（致密的）软砂质黏土、黄土、腐植土、软砾土、松散砂层新矿区模式识别设论域中有，，⋯，共个开采沉陷类型或模式（模糊子集），有一个新矿区，其开采沉陷（识别对象）也是上的模糊子集，可以采用择近原则来确定该开采沉陷应属于，

6、，⋯，中的哪一类开采模式或类型，即根据式（），如果（，）｛（，），（，），⋯，（，）｝，（）相对，，⋯，来说，则称与（，，⋯，）最贴近，该新矿区可以采用类参数#（，）[($)($)]［（$$）（$$）］，（）!!第期柴华彬等：用模糊模式识别确定开采沉陷预计参数式中，，!分别为新矿区的综合变形模量和密度，；，分别为新矿区的开采深度和煤层开采厚度，；"，"为新矿区计算得出的相似准则，"，"!；"，"为第个开采沉陷的相似准则，应取表中的平均值；为中硬岩体的综合变形模量，表开采沉陷相似现象群各类的基础岩层移动参数类别影响因素岩层移动参数!"（平均值为），，，极软弱岩体，中小深厚

7、比"（平均值为）#，""（平均值为），，，较软弱岩体，中小深厚比"（平均值为）#，""（平均值为），，，软弱岩体，小深厚比"（平均值为）#，""（平均值为），，，软弱中硬岩体，中深厚比"（平均值为）#，""（平均值为），，，中硬岩体，中深厚比"（平均值为）#，""（平均值为），，，中硬坚硬岩体，中深厚比"（平均值为）#，""（平均值为），，，坚硬岩体，中深厚比"（平均值为）#，#"（平均值为），，，中硬坚硬岩体，大深厚比"（平均值为）#，注：为下沉系数；为水平移动系数；#为主要影响角的正切；为拐点偏移距；为采深新矿区预计参数的确定据新矿区