基于拟合可信度修正权重的陷落柱导水性评价方法及系统与流程

本发明涉及矿井水害防治与水文地质评价，特别是涉及基于拟合可信度修正权重的陷落柱导水性评价方法及系统。

背景技术：

1、本部分陈述仅提供与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、陷落柱作为煤矿开采中常见的隐伏地质构造，其内部岩体破碎、裂隙发育且充填物组成复杂，一旦与含水层或采掘空间连通极易形成突水通道，严重威胁矿井安全生产，因此陷落柱导水性评价是矿井水害防治与采掘部署中的重要内容。

3、现有评价方法主要依赖钻探揭露、抽放水试验、物探解释和现场经验判断，多偏向定性结论，受资料完整程度和人员经验影响较大，难以客观量化；数值模拟虽能分析特定工况下的涌水量和水压分布，但对地质、水文、物探、工程等多源资料的综合利用不足，且各影响因素类型和量纲不一、权重确定主观性强、分级依据不统一，导致评价结果可比性差，难以满足陷落柱导水性定量评价和工程应用的实际需要。因此，现有技术无法综合利用多源数据并通过拟合可信度客观修正主观权重以实现陷落柱导水性定量评价，导致评价结果主观性强、综合能力不足且可比性差，难以满足矿井水害防治和注浆治理的实际需求。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了基于拟合可信度修正权重的陷落柱导水性评价方法及系统，通过多源数据建模与拟合可信度修正主观权重，实现导水性的客观定量评价。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、本发明第一方面，提供了基于拟合可信度修正权重的陷落柱导水性评价方法，包括：

4、采集目标矿区的多维度特征参数；

5、根据所述参数建立陷落柱地质-渗流模型；选取多个导水性影响因素并设置取值水平；改变因素取值，基于所述模型计算导水响应指标；

6、根据所述因素及指标建立因素-导水响应拟合函数，并计算多维拟合可信度系数；采用改进模糊层次分析法确定各因素的初始权重；根据所述初始权重和所述可信度系数确定拟合可信度修正权重；

7、基于所述修正权重计算导水性指数，并确定导水性等级。

8、进一步地，所述建立陷落柱地质-渗流模型，包括：

9、根据不同地质单元的导水性差异，分别设置含水层、隔水层、围岩、陷落柱主体和陷落柱边界破碎带的渗透系数；

10、基于达西定律模拟地下水由含水层经陷落柱主体及边界破碎带向采掘空间运移的稳态渗流过程。

11、进一步地，所述导水性影响因素至少包括：渗透系数、单位涌水量、水压、充填物组成特征、注浆后漏失量、视电阻率和构造应力发育情况；

12、其中，渗透系数、单位涌水量、水压、注浆后漏失量和视电阻率为连续型指标，根据现场实测范围设置多个取值水平；

13、充填物组成特征和构造应力发育情况为定性或半定量指标，采用等级赋值方式转化为无量纲评价值。

14、进一步地，所述导水响应指标包括模型涌水量、等效渗透系数和水压变化量；

15、其中，模型涌水量通过对采掘空间或排水边界的出水量进行统计或后处理计算获得；等效渗透系数根据模型涌水量、水头差和过水断面尺寸反算得到；水压变化量根据三维数值模型计算得到的水压场确定。

16、进一步地，对所述导水响应指标分别进行归一化处理，构建综合导水响应值；

17、并以各导水性影响因素的取值为自变量、以综合导水响应值为因变量，建立因素-导水响应拟合函数。

18、进一步地，所述多维拟合可信度系数由决定系数项、误差惩罚项、导水响应趋势一致性项、残差稳定性项和函数复杂度惩罚项共同构成；

19、所述误差惩罚项包含均方根误差、平均绝对误差、对称平均绝对百分比误差、最大绝对误差和平均偏差误差中的一种或多种；

20、所述导水响应趋势一致性项根据因素的正负向指标属性判断拟合曲线变化趋势是否符合导水机理。

21、进一步地，采用改进模糊层次分析法，通过构建导水性影响因素间的模糊互补判断矩阵并进行一致性改进，计算各因素相对重要程度的初始权重；

22、将各因素的初始权重与对应因素的多维拟合可信度系数相乘后做归一化处理，得到修正权重；

23、将各导水性影响因素的修正权重与对应的归一化导水响应函数进行加权求和，得到陷落柱导水性指数，并根据指数的数值大小划分导水性等级。

24、本发明第二方面，提供了基于拟合可信度修正权重的陷落柱导水性评价系统，包括：

25、数据采集模块：用于采集目标矿区的多维度特征参数；

26、模型构建以及响应计算模块：用于根据所述参数建立陷落柱地质-渗流模型；选取多个导水性影响因素并设置取值水平；改变因素取值，基于所述模型计算导水响应指标；

27、拟合分析模块：用于根据所述因素及指标建立因素-导水响应拟合函数，并计算多维拟合可信度系数；

28、权重确定及修正模块：用于采用改进模糊层次分析法确定各因素的初始权重；根据所述初始权重和所述可信度系数确定拟合可信度修正权重；

29、评价输出模块：用于基于所述修正权重计算导水性指数，并确定导水性等级。

30、本发明第三方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。

31、本发明第四方面，还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述方法的步骤。

32、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

33、本发明通过建立陷落柱地质-渗流数值模型，计算不同工况下的导水响应指标，使评价具有明确的数值模拟依据；构建因素-导水响应拟合函数，定量表征各因素对导水性的影响规律；并且采用改进模糊层次分析法确定初始权重，并利用多维拟合可信度系数对初始权重进行修正，使权重既反映因素重要程度，又体现拟合关系的可靠性，降低了主观赋权的干扰；另外构建陷落柱导水性指数，将多因素评价转化为统一量化值，便于不同陷落柱及治理前后对比分析；通过划分导水性等级，为矿井采掘部署、突水危险性判断和注浆治理设计提供定量依据，具有良好的工程适用性。

1.基于拟合可信度修正权重的陷落柱导水性评价方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于拟合可信度修正权重的陷落柱导水性评价方法，其特征在于，所述建立陷落柱地质-渗流模型，包括：

3.如权利要求1所述的基于拟合可信度修正权重的陷落柱导水性评价方法，其特征在于，所述导水性影响因素至少包括：渗透系数、单位涌水量、水压、充填物组成特征、注浆后漏失量、视电阻率和构造应力发育情况；

4.如权利要求1所述的基于拟合可信度修正权重的陷落柱导水性评价方法，其特征在于，所述导水响应指标包括模型涌水量、等效渗透系数和水压变化量；

5.如权利要求1所述的基于拟合可信度修正权重的陷落柱导水性评价方法，其特征在于，对所述导水响应指标分别进行归一化处理，构建综合导水响应值；

6.如权利要求1所述的基于拟合可信度修正权重的陷落柱导水性评价方法，其特征在于，所述多维拟合可信度系数由决定系数项、误差惩罚项、导水响应趋势一致性项、残差稳定性项和函数复杂度惩罚项共同构成；

7.如权利要求1所述的基于拟合可信度修正权重的陷落柱导水性评价方法，其特征在于，采用改进模糊层次分析法，通过构建导水性影响因素间的模糊互补判断矩阵并进行一致性改进，计算各因素相对重要程度的初始权重；

8.基于拟合可信度修正权重的陷落柱导水性评价系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。