摘 要:瓦斯抽采为瓦斯灾害防治的重要手段之一,瓦斯抽采达标评价为安全生产的首要条件。为快速而准确地对瓦斯抽采达标与否进行评价和分级,利用投影寻踪(PP)的降维理念将高维指标数据投影到一维子空间,并使用遗传算法(GA)找到近似最佳投影向量,建立基于遗传算法投影寻踪(GAPP)的瓦斯抽采达标分级评价模型,对两个不同矿井分别进行了评价模型的实际应用和分析。结果表明,利用遗传投影寻踪模型对瓦斯抽采达标评价不仅能评价出达标等级(分别为Ⅱ级和Ⅲ级),也可利用等级值2和3.93来反映等级程度,评价结果与生产实际相符合,证实了评价模型的精准性和可靠性。
关键词:瓦斯抽采;分级评价;遗传算法;投影寻踪
0 引 言
一直以来,瓦斯灾害事故是煤矿安全生产的最大威胁之一,根据煤矿瓦斯领域的专家及学者对瓦斯事故的探求和研究可知,瓦斯抽放是解决矿井瓦斯问题的有效方法[1-2]。瓦斯抽采的效果直接影响着矿井煤与瓦斯突出、瓦斯异常涌出、瓦斯爆炸等事故发生的概率,在抽采效果不佳或抽采评价不达标的情况下仍进行生产,非常容易导致高突矿井瓦斯灾害事故的发生[3-4]。因此,瓦斯抽采达标评价在防治瓦斯事故中属于相当重要的环节。至今,相关学者对抽采达标评价进行很多研究,张景立[5]利用单项和综合指标评价法,以及残余瓦斯含量法分别对采煤工作面在回采之前进行了瓦斯突出危险性的评价,并指出采用穿层钻孔抽采瓦斯,降低突出危险性;孙鑫[6]等利用模糊层次分析法进行了瓦斯突出影响因素的评价,结果得到地应力、地质构造、煤层瓦斯压力等因素为试验矿井煤与瓦斯突出的主要影响因素;王彦波[7]等建立由16个评价指标组成的多级FAHP评价体系,对矿井瓦斯治理进行从点到面的评价和验证;周福宝[8]等提出了安全抽采的概念以及瓦斯抽采安全度的定量评价指标,并建立瓦斯抽采安全度对应的计算模型;董贺[9]等研究了穿层钻孔倾角与瓦斯抽采效果之间的关系,建立了钻孔倾角对瓦斯抽采影响的数学模型,通过钻孔倾角对瓦斯抽采效果进行评价;梁冰[10]等基于模糊层次法与层次分析发组合建立瓦斯抽采达标评价指标体系,对煤与瓦斯共采系统进行达标评价;申健[11]等建立了AHP-FCE瓦斯抽采达标评价模型,通过评价可分析出评价指标的主导影响作用;董洪凯[12]针对试验矿井的工作面建立了多因素指标评价体系,为贵州高突瓦斯矿井瓦斯防治提供示范。前人所研究的瓦斯抽采达标评价体系和模型存在人为主观参与分析过多等缺点,对于评价权重的赋值难以做到完全客观评价,研究结果的合理性随权重的合理性而发生变化,从而影响了相关评价的准确性和客观性。
作者:徐婷婷