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2009年第4期 煤炭工程 基于灰色理论与模糊数学相结合的 矿山地质灾害预测 王 利1’2，吕大炜3，吴立荣3 (1．中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院，北京100083； 2．新汶矿业集团华丰煤矿，山东宁阳271413；3．山东科技大学，山东青岛266510) 摘要：根据矿山地质灾害的发生现状，将矿山地质灾害类别划分为5类，通过采用灰色理 论建立矿山地质灾害模型，预测出未来几年地质灾害损失，在此基础上，结合模糊数学理论特点 建立模型区分灾害发生的不同级次区域，并预测未来可能发生地质灾害区域，这样既考虑了矿山 地质灾害发生的总体相似规律，又区分了不同区域内的差别，进而达到评价结果更精确的目的。 关键词：矿山地质灾害；灰色理论；模糊数学 中图分类号：TDl63文献标识码：B 文章编号：1671一0959(2009)04蜘77Ⅲ3 近几年来，随着矿山生产进行和开发技术的进步，矿 其中： 山地质灾害越来越频繁，由其引起的损失也是越来越大， 因此，进行地质灾害的防治也就成为当今热点问题之 茹¨’(七)=∑石‘。’(i)，☆=1，2，……，n 一u。1。矿山地质灾害种类繁多，根据笔者广泛统计与归 z(1’(七)：苎!：王墨土—±掣，矗：l，2，……，n一1 纳，主要划分为5种类型：矿坑突水、堆渣废弃物、地面 沉降、滑坡和崩塌、地裂缝。矿山地质灾害评价方法有多 求取中间参数c、D、E、，如下：c=。丧z㈩(．|})，D= 种，其中，模糊评价法能够较为准确的评价地质灾害发生 程度和具有预测未来发生地质灾害之效，但是其在定性预 测上略显不足，针对于此缺点，本文提出运用模糊数学与 求发展系数：口=号≥．-磷，灰作用量：6=I凡一lJ，一乙 灰色理论相结合方法来定性定量预测矿山地质灾害发生的 可能性。 DF—cE (凡一1)—F—c2。 1模型的建立 经过以上计算，对矿山地质灾害5个方面因素进行了 灰色预测，得到每个因子未来几年得预测值，即：u。，％， 1．1 GM(1，1)灰色模型原理 u，，n。，如，共同组成一个矩阵U。 灰色理论是1982年由邓聚龙教授提出来的，将原始数 1．2模糊数学原理 据列中的数据，按某种要求作数据处理，建立模型。常用 根据以上研究分析和预测结果：影响矿山地质灾害因 的灰色系统生成方式有累加生成，累减生成，均值生成， 子有5个，由这5个因子预测结果共同组成综合评价因子 级比生成等，现对累加生成方式作一般性叙述。累加生成， 集￡，，则：U=(u。，n2，“，，“。，￡‘s)。由这5个因子的权 是通过数列间各时刻数据的依个累加以得到新的数据与数 重组成权重集A：A=(口I，口2，吧，口。，如)，且满足O 列，称生成数列。累加生成是使灰色过程由灰变白的一种 5 方法，它在灰色系统理论中占有极其重要的地位。通过累 口。1，三Ⅱ。=l。给定5个评价级别，并由其组成评判级别 加生成可以看出灰量积累过程的发展态势，使离乱的原始 集y，贝0y=(口l，口2，如，F4，口5)，其中：∥l，口2，口3， 数据中蕴含的积分特性或规律加以显化。