率 , 降低开采成本 , 但不利于保护资源. 为了鼓励采用资源回收率较高的开采方法 (如分层开采) , 我们
将分层开采也作为一项影响因素.
1
12 因素的量化与隶属函数的确定
1
1211 量化指标的确定
量化指标主要是依据因素对吨煤开采成本的影响特征 , 参考已有的研究成果
[ 2 ,3 ]
, 运用统计学的方法
进行优选而得到的. 如断层的评价指标选断层综合破坏指数
k
, 即
k =
∑
h
i
δ
l
i
A
,
(
1
)
式中 ,
h
i
为断层落差 , m ;
l
i
为断层影响长度 , m ; δ为平均煤厚 , m ;
A
为评价块段的面积 , km
2
.
1
1212 隶属函数的确定
确定隶属函数主要采用了统计类比法 (如图 1 中的断层 、直接顶 、伪顶 、老顶 、底板 、煤厚 、倾角 、
采深 、运距) 、待定系数法 (如图 1 中的煤厚变异系数 、倾角变异系数 、煤层硬度 、工作面尺寸) 、直接估
算法 (如图 1 中的岩浆侵入 、瓦斯 、其它自然灾害条件和分层开采) 和多元隶属函数法 (如图 1 中的褶
曲) . 如断层破坏指数
k
的隶属函数为
u ( k) =
1
-
0
1672 9
k
0
12
+ (
84
11
-
0
1922 63
k) /
125
0
12
( k
≤10
) ,
(
10
< k
≤911
15
) ,
( k >
911
15
)
1
(
2
)
1
13 数据的预处理
1
1311 将工作面的评价值转化为年度评价值
由于各因素的评价值是按回采工作面统计的 , 而预测指标 ———开采成本 ———是按年度统计的 , 为此必
须求出各因素的年度评价值 , 其基本步骤 :
(1) 确定各年度回采的工作面 ;
(2) 按工作面确定各因素的评价值 ;
(3) 以工作面的动用储量为权 , 按照加权平均的方法 , 确定出各因素的年度评价值 , 即
X
i
=
∑
( x
ij
q
j
)
∑
q
j
,
(
3
)
式中 ,
X
i
为
i
因素某年度的评价值
; x
ij
为
j
工作面
i
因素的评价值
; q
j
为该年度
j
工作面的动用储量.
1
1312 时间因素影响的析离
由于开采成本受物价上涨等因素影响较大 , 因此在研究资源条件对开采成本的影响规律时 , 必须设法
析离时间因素对吨煤开采成本的影响. 这里采用了
S
曲线来拟合吨煤开采成本随时间的变化规律.
S
曲
线是一种特定的指数曲线
[ 5 ]
, 它的一般形式为
y
t
=
a
1
+ b
e
ct
( a >
0
, b >
0
) ,
(
4
)
式中 ,
y
t
为
t
时刻的
S
曲线理论值
; a , b , c
为
S
曲线的参数
; t
为独立的时间变量.
当
c
> 0 时 ,
S
曲线为递减型 ; 当
c
< 0 时 ,
S
曲线为增长型. 无论是增长型还是递减型的
S
曲线都
可分为 3 个阶段 , 如增长型的
S
曲线包括初期的缓慢增长阶段 、指数函数的高速增长阶段和缓慢增长逐
渐趋于饱和值阶段.
吨煤开采成本随时间上涨的
S
曲线具体可按以下步骤确定 , 即
(1) 对式 (4) 两边取对数 , 将
S
曲线转化为线性形式为
ln
a
y
t
-
1
=
ln
b + ct .
(
5
)
(2) 选取
a
即时间影响系数的最大值 , 这里选取
a
= 3. 值得注意的是
a
的选取是否合适也将影响
S
曲线的拟合精度.
(3) 析离资源条件对开采成本的影响. 由于开采成本受资源条件的影响 , 且各矿各年度的资源条件又