基于物元模型和聚类分析,提出了煤层底板突水危险性的可拓聚类预测方法。利用煤层底板突水危险性等级和影响因素,构建经典域物元和节域物元,应用物元理论和可拓集合中的关联函数,建立了煤层底板突水危险性等级评价的可拓学聚类模型。以淮北矿区的某矿工作面为例,对煤层底板突水危险性可拓聚类预测方法的可行性进行了验证。研究结果表明,基于可拓评判法的煤层底板突水危险性分类具有较高的可靠度和实用性,为煤层底板突水危险性快速判别提供了较为有效的方法。

针对深部煤炭资源开采受底板奥陶系灰岩高水压的威胁问题,基于可拓学理论将9个因素作为物元模型的事物特征,利用层次分析法确定影响底板突水各因素的权重,建立了底板突水四级危险性物元评价模型,确定合适经典域和节域,并对盘道煤业3210工作面进行了底板突水危险性评价。结果表明物元模型能够定量化反映突水危险性程度。根据该模型,3210工作面突水危险性等级为较安全,突水系数为0.024 5~0.026 0 MPa/m,远远小于构造破坏块段突水系数临界值。2种方法均表明煤层底板能有效阻隔奥陶系灰岩水,可以实现安

为了全面评价煤层底板突水危险性,选取断层密度、断层导水性、裂隙发育程度、承压水水压、含水层富水性、岩溶发育程度、强水源补给、隔水层厚度、隔水层强度、隔水层完整性、开采厚度、开采深度、工作面斜长等13个因子作为影响底板突水的主要因素,以物元理论、可拓集合论和关联函数运算为基础,建立了煤矿开采底板突水危险性等级评价的物元模型。应用该模型对淮北某矿3612工作面底板突水危险性进行评价,验证了其正确性。选取近年来煤层底板突水的典型案例作进一步的应用分析,其结果与实际相吻合。基于可拓评判法的煤层底板突水危