C51: 排水能力不符合煤矿安全规程第 251- 254 条的规定, 或水仓容量不符合煤矿安全规程第 253 条规定。 C52: 排水能力和水仓容量符合煤矿安全规程的规定, 但雨季前未检查, 水仓未清理( 不需清理除外) 。 C53: 水沟不畅, 或水泵房管理制度混乱, 或水泵司机技术素质差。 C54: 基本符合煤矿安全规程的要求。
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J ournal of Engineering Geology 工程地质学报 2001 9( 2)
( n2 = 9) ; 3 级( 比较危险) 样品 9 个( n3 = 9) , 详见 表2。这里, 一样品在类目 Cij 上有反应( 即该样品属 于 Cij 这种情况) 时, 取值为1, 否则取值为0( i = 1, 2, ∃, 8; j = 1, 2, 3, 4) 。
突水是威胁全矿井的重大灾害之一。突水的 危险性则由许多定性变量来决定。在数量化理论 中把定性说明变量称为项目( item) , 而把项目的各 种可能情况称为类目( category) 。
评价项目的合理设置是建立评价模型的首要 工作, 直接影响所建模型的精度, 为选好评价项目,
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作者查阅了大量矿井突水事故分析材料, 并对肥城 矿务局的陶阳等 7 个矿井作了详细考察。根据影 响突水危险程度的主要因素, 及在广泛征求现场工 程地质和安监人员意见的基础上, 最后确定了 8 个 评价项目( 评价因子) , 并把每个项目划分为 4 个类 目, 共 32 个 类目, 用 x 1、x 2、∃, x8 表 示各 评价 项 目, 用 Cij 表示各类目, i = 1, 2, ∃, 8; j = 1, 2, 3, 4, 详见表 1。
项目 x1
水文地质 构造状况
x2 水文地质
资料
x3 矿井探水
x4 矿井水灾 预防计划
x5 矿井排 水能力
x6 工人对防治
水知识 掌握情况
x7 防水煤 柱留设
x8 安全制度 落实情况
表 1 评价项目和类目
T able 1 Assessment item and category
类
目
C11: 矿井水文地质极复杂, 或有突水危险。 C12: 水文地质复杂。 C13: 水文地质中等。 C14: 水文地质构造简单。
1 , 极危险; 2 , 很危险; 3 , 比较危险; 4 , 稍有危 险。为获得建模数据作者对肥城矿务局各矿井的 水文地质构造状况、矿井探水、矿井水灾预防计划 等项目作了详细考察。根据各矿井不同时期的具 体情况, 最后确定了 38 个建模样品, 其中 1 级( 极 危险) 样品 10 个( n1 = 10) ; 2 级( 很危险) 样品 9 个
C21: 水文地质资料和图纸不符合矿井水文地质规程第 23, 24 条规定, 或不符合煤矿安全规程第 238 条规定。 C21: 水文台帐不全, 但有矿井涌水量观测成果台帐和周围小煤矿积水台帐, 有已采区积水台帐。 C23: 台帐和图纸齐全, 但资料管理不好, 如资料丢失, 新资料不及时填写, 不按期分析等。 C24: 符合矿井水文地质规定和煤矿安全规程要求。
x3
C31C32C33C34
1 00 0 0 10 0 0 01 0 1 00 0 0 10 0 1 00 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0
x4
C41C42C43C44
10 0 0 10 0 0 01 0 0 10 0 0 01 0 0 01 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0
C31: 矿井防探水计划不符合煤矿安全规程第 255, 256 条规定, 或防探水工作不符合不文地质规程第 28- 36 条规定。 C32: 对有水害危险的地区有预测和探水计划, 但因某种原因而未做到有疑必探。 C33: 能做到有疑必探, 但未及时研究得到的资料, 未制定防水措施。 C34: 符合矿井水文地质规程和煤矿安全规程的规定。
0 或 1( 见表 2) ; bjk 是
类目 Cjk 的得分, 为待定常数, t = 1, 2, 3, 4; j = 1, 2, ∃, 8; k = 1, 2, 3, 4。
表 2 样品反应矩阵表 Table 2 Response matrix of samples
等级 ( t)
序
x1
号 C11C12C13C14
2 n2= 9
1 01 00 0 1 00 0 10 0 01 0 0 01 00 0 10 0 0 10 0 01 00 2 01 00 0 1 00 0 01 0 00 1 0 01 00 1 00 0 0 10 0 01 00 3 10 00 0 1 00 0 01 0 00 1 0 00 10 0 01 0 0 10 0 01 00 4 10 00 0 0 10 0 01 0 00 1 0 00 10 0 01 0 0 01 0 00 10 5 10 00 1 0 00 1 00 0 01 0 0 00 10 0 00 1 0 00 1 00 01 6 10 00 0 0 01 0 01 0 10 0 0 10 00 0 00 1 0 01 0 00 10 7 10 00 0 0 01 1 00 0 01 0 0 00 10 0 00 1 0 10 0 00 01 8 10 00 0 1 00 0 10 0 10 0 0 00 01 0 00 1 0 01 0 00 10 9 01 00 0 0 10 0 00 1 00 1 0 10 00 0 10 0 0 01 0 00 10
C61: 工人不知道工作地区水文地质复杂和有突水危险, 或工人没学习过防治水技术措施。 C62: 在有突水危险地区工作的工人没有一个人知道什么现象叫透水预兆, 或没有一个人知道避灾路线。 C63: 在人突水危险地区工作的工人中有个别不知道避灾路线。 C64: 工人经过防治水知识学习, 也经过防治水演习。
C41: 有突水危险的矿井或水文地质复杂的矿井, 没有防治水机构和专业技术人员负责防治工作, 或无防治水计划。 C42: 有防治水机构和专业技术人员负责, 但无资金, 没有储备足够的防治水物资。 C43: 每年雨季前不检查防治水设施, 或井下工人不知避灾路线。 C44: 全部符合煤矿安全规程第六章的规定。
理论、模糊数学理论引入安全评价中, 提出了各自 的评价方法。然而安全评价中大量的数据是定性 的, 这给评价工作带来了极大的不便。目前, 处理 定性数据量化的 方法几乎都是 评分法或指数法。 这些方法的缺点是: 量化标准人为制定, 量化易受 打分者感情的控制, 量化常凭经验进行。因此, 量 化的结果很难做到客观、精确、可靠。数量化理论 作为多元分析的一个重要分支, 是专门处理定性数 据的有力工具, 它以 0 和 1 标记反应值, 运用多元 分析的原理和方法揭示事物的内在规律。用该理 论解决的问题精度高、应用效果好, 克服了评分法 或指数法的不足。本文首次应用该理论研究矿井 突水危险性评价模型, 较成功地解决了定性数据的 量化问题, 为矿井突水危险性评价开辟了一条新途 径。
x5
C51C52C53C54
10 00 10 00 01 00 10 00 01 00 00 10 01 00 10 00 01 00 10 00
x6
C61C62C63C64
1 00 0 1 00 0 0 01 0 1 00 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 00 1 0 10 0 0 10 0
会议制度; (各级领导深入现场制度; ) 隐患处理∗ 三定+ 制度) 。 C82: 五项制度( 规定) 齐全, 但其中& 、∋ 、(三项都只落实 60% 。 C83: 五项制度( 规定) 齐全, 但其中∋ 、(两项只落实 80% 。 C84: 五项制度全部落实。
3 危险性评价模型
3. 1 建模数据 把矿井突水危险程度划分为 4 个等级( 组别) :
1 01 00
2 01 00
3 10 00
4 10 00
1
5 10 00
n1 = 10 6 1 0 0 0 7 01 00
8 10 00
9 01 00
10 0 1 0 0
x2
C21C22C23C24
1 0 00 0 1 00 0 1 00 1 0 00 0 1 00 1 0 00 1 0 00 0 1 00 0 1 00 0 1 00
x7
C71C72C73C74
1 00 0 0 10 0 0 10 0 1 00 0 0 10 0 1 00 0 0 10 0 0 00 1 0 10 1 0 10 0
x8
C81C82C83C84
10 00 01 00 01 00 10 00 01 00 01 00 01 00 00 01 01 00 01 00
3. 2 危险性得分模型
由数量化理论( ) , 考虑如下线性模型
84
− − y
( i
t)
=
(
bjk
( 1)
j= 1 k= 1
其中
y
( i
t)
是第 t
危险等级的第 i
个样品的危险性得
分;
( i
t
)
(
j
,
k)
是第
t
危险等级的第 i
个样品在类目
Cjk 上的反应值,
( i
t)
(
j
, k)
=
收稿日期: 1999 03 16; 收到修改稿日期: 1999 04 28. 基金项目: 国家自然科学基金资助( 编号: 59774001) . 第一作者简介: 王连国( 1964 ) , 男, 博士, 副教授, 从事岩土工程与系统工程研究与教学工作.
王连国等: 矿井突水危 险性评价模型
2 评价项目和类目的设置
C71: 相邻矿界隔离煤柱被破坏或本矿区内防水煤柱被破坏或开采承压煤层时隔水煤柱和隔水层 厚度不符合煤矿 安全规 程第 245 和 246 条规定。