张海波ZHANGHai-bo曰冯拥军FENGYong-jun
（河南工业和信息化职业学院，焦作454000）
（HenanCollegeofIndustry&InformationTechnology，Jiaozuo454000，China）
摘要：研究了利用数量化理论玉建立瓦斯含量预测模型的数学原理，收集了鹤壁六矿煤层地勘期间及生产期间的瓦斯含量实测资料，建立了基于数量化理论的瓦斯含量预测模型。根据计算和评价结果，模型精度能够满足工程精度的要求，说明利用数量化理论来预测瓦斯瓦斯含量是可行的。
Abstract:ThemathematicalprincipleofestablishingthegascontentpredictionmodelwiththequantificationtheoryIisstudied.ThenthemeasureddataofthegascontentduringgeologicalexplorationandproductionofHebiNo.6coalseamiscollected,andthegascontentpredictionmodelbasedonquantificationtheoryisestablished.Accordingtotheresultsofcalculationandevaluation,themodelprecisioncanmeettherequirementsofengineeringprecision,whichshowsthatitisfeasibletopredictthegascontentwiththequantificationtheory.
关键词：瓦斯含量；数量化理论；预测
Keywords:gascontent；quantificationtheory；predication
中图分类号：TD712文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）24-0312-02
0引言
在研究瓦斯的赋存及分布规律过程中，常常需要建立数学模型，在建模过程中不仅要考虑定量变量，也要考虑定性变量，比如地质构造、变质程度、煤层的顶板岩性、底板岩性等[1]。数量化理论是一种可以同时处理定性变量和定量变量的多元统计分析方法，因此，比较适合含有定性影响因素的煤层含量的预测。
数量化理论是1950年日本的林知已夫最先提出的[2,3]，随着计算机的广泛使用，逐渐应用到自然科学领域中来。在数量化理论中，将自变量称为“说明变量”，因变量称为“基准变量”；将一系列同类变量称为“项目”，而把单个的定性变量或定性变量的不同取值称为“类目”[4]。项目与类目的化分视研究目的而定，随研究尺度的不同而改变。
1鹤壁六矿瓦斯含量预测模型建立
根据表鹤煤六矿二1煤层勘探期间钻孔及生产期间实测的瓦斯含量资料，应用瓦斯地质理论分析了影响该矿瓦斯含量的主要因素，选取合适的定性变量和定量变量，利用数量化理论玉[4]建立了瓦斯含量多变量预测数学模型。
1.1瓦斯含量原始数据整理通过对鹤煤六矿二1煤层地勘期间及生产期间实测的瓦斯含量值进行可靠性分析共获取了29个可靠数据。采用数量化理论共建立了包括基岩厚度和煤层厚度两个定量变量和煤层顶板岩性一个定性变量即三个变量的数学模型。三个变量的统计值和瓦斯含量值如表1。
1.2模型建立根据表1中的数据，最终建立的瓦斯含量预测模型为：
1.3回代检验利用建立的瓦斯含量预测模型（1），分别将二1煤层已知瓦斯含量点的影响指标统计值代入，从而计算出瓦斯含量实际值与模型预测值之间的残差和相对误差值。根据预测模型的回代结果绘制出模型模拟曲线和残差曲线（图1）。
从计算结果及图1可看出：六矿二1煤层基于数量化理论的瓦斯含量预测模型的预测误差在1.23%耀100.96%，平均值29.5%，其预测曲线与实际曲线总体上吻合程度较好（极个别点差异较大）。
1.4精度评价经计算，式（1）所建立的瓦斯含量预测模型复相关系数为0.499523，剩余标准差为4.598196，精度基本能够满足工程的要求，说明利用数量化理论玉建立的数学模型来预测鹤煤六矿二1煤层的瓦斯含量是可行的。
另外，经计算，基岩厚度、煤层厚度、顶板岩性与瓦斯含量偏相关系数分布为：0.4638967、0.034916、0.232189；方差比分布为：0.205817、0.000935、0.043638。说明，这三个影响因素与瓦斯含量之间的贡献大小分别为：基岩厚度、顶板岩性和煤层厚度。
2结论
淤我们通过收集鹤壁六矿二1煤层地勘期间及生产期间的瓦斯含量实测资料获得了29个可靠点，在基于数量化理论建立瓦斯含量预测模型的时候选取埋藏深度和煤层厚度作为定量变量，煤层顶板岩性作为定性变量。计算表明，精度能够满足工程精度的要求，因此，在预测瓦斯含量的时候利用数量化理论是可行的。
于我们应当注意，原始数据量会影响瓦斯含量预测模型的精度，因此，我们应当尽量随着矿井生产的不断进行而补充瓦斯含量的原始数据。
参考文献：
[1]张子戌，袁崇孚援瓦斯地质数学模型法预测矿井瓦斯涌出量的研究[J]援煤炭学报，1999，24（4）：368-372援
[2]HayashiC援Onthepredicitionofphenomenafromqualitativedataandthequantificationofqualitativedatafrommathematicstaticallypointofview[J]援AnnalsoftheInstituteofStatissticalMathematics，1952，3：69-98援
[3]林知已夫援数量化の方法[M]援东京：东洋经济新报社，1972援
[4]赵鹏大援定量地学方法及应用[M]援北京：高等教育出版社，2004