一种个性化确定采煤工作面底板突水危险等级的方法与流程

技术特征：

1.一种个性化确定采煤工作面底板突水危险等级的方法，其特征在于按以下步骤进行：

步骤一：收集煤矿生产过程中采煤工作面综合数据，分析最大突水量与多种影响因素的相关性，选择相应种类影响因素作为影响底板突水危险等级的自变量；

步骤二：根据具体矿山综合排水能力与最大突水量数据，个性化划分底板突水危险等级；

步骤三：将自变量的向量组合记作x，底板突水危险等级记作y，建立自变量与底板突水危险等级的隐式函数依赖关系；

步骤四：将新采集到的自变量的向量组合x代入步骤三中建立的隐式函数依赖关系，计算得到底板突水危险等级y，然后依据步骤二确定底板突水危险等级。

2.根据权利要求1所述的一种个性化确定采煤工作面底板突水危险等级的方法，其特征在于还包括以下步骤：

步骤五：利用步骤三建立的隐式函数依赖关系，对各自变量细分插值，在各底板突水危险等级范围内，反向演算求取各自变量的极大、极小值，建立各自变量与底板突水危险等级的综合评价指标体系；

步骤六：根据步骤五建立的各自变量与底板突水危险等级的综合评价指标体系，现场工作人员对新采集到的自变量数据，即可通过查询综合评价指标体系确定底板突水危险等级。

3.根据权利要求1所述的一种个性化确定采煤工作面底板突水危险等级的方法，其特征在于，步骤一中：所述采煤工作面综合数据包括最大突水量、突水系数、煤层底板矿压破坏程度、隔水段岩层岩性组合、底板承压地下水导升高度及含水层富水性指标；分析最大突水量分别与突水系数、煤层底板矿压破坏程度、隔水段岩层岩性组合、底板承压地下水导升高度及含水层富水性指标的相关性，并根据相关性大小选择相应种类影响因素作为影响底板突水危险等级的自变量。

4.根据权利要求1所述的一种个性化确定采煤工作面底板突水危险等级的方法，其特征在于，步骤二中：底板突水危险等级划分为安全、较危险、危险三个等级；最大突水量小于或等于具体矿山综合排水能力三分之二定为安全等级1；最大突水量大于具体矿山综合排水能力三分之二且小于或等于具体矿山综合排水能力定为较危险等级2；最大突水量大于具体矿山综合排水能力定为危险等级3。

5.根据权利要求1所述的一种个性化确定采煤工作面底板突水危险等级的方法，其特征在于，步骤三中：根据具体矿山已知n个观测样本(x₁,y₁),(x₂,y₂)……(x_n,y_n)在若干函数{f(x,ω)}中求一个最优函数f(x,ω₀)，对未知依赖关系进行估计，使式R(ω)＝∫L(y,f(x,ω))dF(x,y)所示的期望风险最小。

6.根据权利要求5所述的一种个性化确定采煤工作面底板突水危险等级的方法，其特征在于：建立的自变量与底板突水危险等级的隐式函数依赖关系，借助机器学习理论实现，具体地：

(1){f(x,ω)}为预测函数集，ω称为广义参数，L(y,f(x,ω))为损失函数；

(2)损失函数采用L(y,f(x,ω))＝(y-f(x,ω))²；

(3)在训练过程中可以利用的信息只有样本数据，因此期望风险R(ω)＝∫L(y,f(x,ω))dF(x,y)无法计算，采用对其进行估算；

(4)在计算过程中，训练采用回归预测的危险等级是连续值，采用四舍五入的方法取整。

7.根据权利要求1所述的一种个性化确定采煤工作面底板突水危险等级的方法，其特征在于，步骤四中：自变量的向量组合x在施工勘探、采煤工作过程中实际获取；对于未进行物理勘探的地段，通过三维矿山数字模型进行插值预测，先预测、后调整。

8.根据权利要求1所述的一种个性化确定采煤工作面底板突水危险等级的方法，其特征在于步骤五中，具体地：

(1)分析自变量的向量组合x的各个分量的极大、极小值；

(2)以极大值减去极小值之差的百分之一为单位，细分插值；

(3)求取各插值点的底板突水危险等级，此时的危险等级不进行四舍五入处理；

(4)求突水危险等级在区间[0，1.5)、[1.5，2.5)、[2.5，3.5)时，各自变量的极大、极小值，建立各自变量与底板突水危险等级的综合评价指标体系。