煤层冲击倾向性评估：变权重可变集分类识别方法

本文主要探讨了煤层冲击倾向性的评估问题，提出了一种变权重可变集分类识别模型，以解决评价过程中的模糊不确定因素。该模型通过选取关键指标，如动态破坏时间、弹性能量指数、冲击能量指数和单轴抗压强度，结合CRITIC法计算客观常权，并利用指标数据与标准值区间的关联确定客观变权。接着，通过博弈论优化主观和客观权重的集成，得到评价对象的变权权向量。借助可变集理论，模型能更好地识别煤层冲击倾向性的类别归属，提高了评估的科学性和可靠性，为冲击地压危险性的预测提供了新方法。 在煤层冲击倾向性评价中，由于涉及的数据和信息往往具有模糊性和不确定性，传统的评估方法可能无法准确反映煤层的冲击倾向性。为此，作者郭金栋和朱云辉提出了一种创新的变权重可变集分类识别模型。模型首先选择四个关键的分类指标，这些指标能够综合反映煤层的力学性质，对于判断冲击倾向性至关重要。其中，动态破坏时间反映了煤层在受力下的破坏速度；弹性能量指数衡量了煤层储存和释放能量的能力；冲击能量指数则涉及到煤层在动态加载条件下的能量特性；而单轴抗压强度是煤层抵抗外力的能力的直接体现。 CRITIC法是一种常用的多准则决策分析方法，用于计算各个指标的权重。该方法综合考虑了指标的相对重要性和数据的变异程度，从而得到客观常权。随后，通过分析指标数据与预设的分类标准值区间的关系，可以求得指标的客观变权，这有助于适应不同样本和环境条件下的权重变化。 在确定了客观权重后，作者引入博弈论来集成主观和客观权重，达到最优的权重分配。博弈论在多因素决策中扮演了重要的角色，它可以平衡各种因素的相对重要性，确保最终的权向量更加全面和合理。 接下来，通过可变集理论，模型能够灵活地确定评价指标与各类别指标标准值区间的相对差异度。这种理论允许模型根据实际情况调整类别边界，使得分类更加精确。最后，根据类别特征值判断评价对象所属的冲击倾向性类别，提高了识别的准确性。 实际应用案例证明，该变权重可变集分类识别模型能有效考虑模型参数和样本指标权重的可变性，提供更为可信的冲击倾向性评价结果。这种方法不仅丰富了煤岩冲击倾向性评估的方法库，也为冲击地压危险性的预测提供了新的思路，对于煤矿安全管理和防灾减灾具有重要意义。 关键词: 冲击地压；冲击倾向性；可变集识别模型；变权模型；博弈论；类别特征值 中图分类号: TD324（矿业工程）, X936（地质灾害及防治） 文献标志码: A 本研究为煤炭行业提供了新的冲击倾向性评估工具，有助于提升煤炭开采的安全性和效率，防止因冲击地压引发的矿难，对保障矿工生命安全和提高煤矿安全生产水平具有重大价值。