| 标题 | 回采工作面瓦斯涌出量影响因素灰色关联性分析 |
| 范文 | 刘小超 摘要：本文以平煤六矿某工作面为例，采用灰色系统理论中的灰色关联分析法，对影响回采工作面瓦斯涌出量各因素的关联性进行了分析，确定了各影响因素的主次关系。该方法对辨别影响回采工作面瓦斯涌出量的主要因素和有针对性的采取措施具有指导意义。 关键词：工作面 瓦斯涌出量 灰色关联分析 影响回采工作面瓦斯涌出量的各因素之间有着比较难发现的相互作用，采用传统的分析方法不能很好的找到各个影响因素之间的密切联系和相互影响作用。利用灰色关联分析法，建立影响回采工作面瓦斯涌出量因素的关联性分析模型，在各个影响因素之间的机理不明确的条件下，可以定量的显现各因素间的影响效果，从而可以辨别各因素间的主次关系，对控制回采工作面瓦斯涌出量的工作有很强的指导意义。 1 灰色关联分析原理 灰色系统中的关联分析方法，一般是从不完全的信息中，对所要分析研究的各因素通过一定的数据处理，在随机的因素序列中找出它们的关联性，发现主要矛盾，找出主要影响因素。与其它常用的统计方法相比，这种方法对样本的多少没有太高的要求，分析时也不需要找典型的分布规律，而且分析结果一般与定性分析相吻合，符合回采工作面瓦斯涌出特征的需要。 2 灰色关联评价模型 2.1 选择参考序列和比较序列 设参考序列为：X0={X0（k）/k=1，2，…，n}， 评价序列为：Xi={Xi（k）/k=1，2，…，n}[3]。 2.2 对原始数据进行无量纲处理 由于系统中各因素的物理意义不一定相同，计量单位也不一定相同，从而导致数据的量纲和数量级可能不同，因此，进行灰色关联分析之前，需对数据序列进行无量纲化预处理[1]。通常可采用初值化、均值化、区间相对化和归一化等方法，本文采用区间相对值化方法来解决，如下式： 设参考序列x0={x0（1），x0（2），…，x0（n）}（1） 对x0作区间相对化处理得X0，则 X0=■（2） 同理，将序列xi（t）（i=1，2，…，n）按照上述方法处理。 2.3 计算关联系数 计算公式如下： γ（x0（k），xi（k）） =■（3） 式中，ξ为分辨系数，取值范围（0，1），通常取0.5； ■■|x0（k）-xi（k）|是两级最小差；■■|x0（k）-xi（k）|是两级最大差。 γ（x0，x1）=■■γ（x0（k），xi（k））（4） 3 实例应用 以平煤六矿某工作面回采工作面为例，选取了工作面CH4浓度、日产量、工作面风量、瓦斯抽采量、风巷与专排巷风量比等月平均值作为分析指标，采集了第一季度原始数据月平均值，见表1所示。 表1 回采工作面瓦斯涌出情况 ■ 将上述原始数据中CH4浓度设为参考序列X0，将以下影响因素：日产量、风量、抽采量、风量比设为评价序列X1、X2、X3、X4。 3.1 原始数据作无量纲化处理 采用公式（1）、（2），计算结果如表2所示。 表2 初始化处理后的数据 ■ 3.2 关联系数计算 采用公式（3），计算结果如表3所示。 表3 关联度系数 ■ 3.3 关联度计算 根据公式（4）计算各关联度，结果如下： λ01=0.7372 λ02=0.8845 λ03=0.5148 λ04=0.6656 由上得关联序为：λ02>λ01>λ04>λ03，即各影响因素对该工作面瓦斯涌出量的敏感性大小依次为：工作面风量，日产量，风巷与专排巷风量比，瓦斯抽采量。 4 结论 通过对实测数据进行灰关联分析，计算灰关联度，可以得到各因素对该工作面瓦斯涌出量影响大小，以工作面CH4浓度为参考的情况下，工作面风量对工作面瓦斯涌出量的影响最大，主要是因为该工作面作为一个保护层开采的工作面，随着工作面的推进，导致邻近层的瓦斯大量涌入采空区，并随漏风进入工作面。 参考文献： [1]马苗，张艳宁，赵健.灰色理论及其在图像工程中的应用[M].北京：清华大学出版社，2011：24-25. [2]张景林，崔国章.安全系统工程[M].北京：煤炭工业出版社，2002：160-162. [3]巩志敏，周心权，刘正宏.采空区煤自然危险因素灰色关联性分析[J].煤矿安全，2008：79-81. [4]李宗翔，海国志，秦书玉.采空区风流移动规律的数值模拟与可视化显示[J].煤炭学报，2001，26（1）：76-80. |
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