[发明专利]一种基于层次分析的断层含水性评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤系承压断层预防突水技术领域，具体涉及一种基于层次分析的断层含水性评价方法。

背景技术

由于构造运动的影响，煤田内落差较大的断层附近，可采煤层可与断层上升盘的岩石直接接触，致使承压水得以通过断层与煤层顶底板含水层产生水力联系，至此引发煤矿突水。因而，在煤矿生产中，调查落差较大断层的含水性是一项重要的水文地质工作内容。目前对断层含水性评价的方法主要有可控源音频大地电磁法、瞬变电磁法、抽、注水试验法等，这些方法大多操作较为繁琐，实施周期较长，本发明针对这一问题提供一种操作简单，且可以定性与定量评价断层含水性的方法。

发明内容

1.本发明的目的

鉴于此，本发明针对煤系承压断层预防突水技术的不足，提供一种定性与定量评价断层含水性的方法。

2.本发明的技术方案

为实现上述目的，本发明一种基于层次分析的断层含水性评价方法，该方法包括：步骤A，归纳影响断层含水性的主要因素，建立层次结构模型；步骤B，依托层次结构模型，分别建立因素集与权重集；步骤C，根据开采经验结合生产实践，建立评价等级集；步骤D，确定各影响因素评价指标隶属度及模糊关系矩阵；步骤E，依据层次分析结果，结合评价等级集，综合评价断层含水性。

本发明基于层次分析理论，结合开采经验与生产实践，定性与定量相结合的评价断层含水性，评价结果合理可靠，具有一定的新颖性，且本发明操作简单，易于实际应用，为断层含水性评价提供了一种新的方法和思路。

附图说明

此处用来说明的附图是为了对本发明的进一步解释和说明，为本申请的一部分，但并不能限定本发明。

图1为本发明基于层次分析的断层含水性评价方法流程图。

图2为本发明实例断层含水性评价层次分析结构图。

具体实施方案

下面结合附图及本发明所应用的实例，对本发明进行进一步说明。

图1为本发明基于层次分析的断层含水性评价方法流程图。如图1所示，该方法包括：

步骤A，归纳影响断层含水性的主要因素，建立层次结构模型；

步骤B，依托层次结构模型，分别建立因素集与权重集；

步骤C，根据开采经验结合生产实践，建立评价等级集；

步骤D，确定各影响因素评价指标隶属度及模糊关系矩阵；

步骤E，依据层次分析结果，结合评价等级集，综合评价断层含水性。

以下结合具体实例，对上述每一步骤进行解释说明。

步骤A，归纳影响断层含水性的主要因素，建立层次结构模型。

在本发明实例中，结合某矿生产实践，影响煤层顶板砂岩赋水性的主要因素归纳为3个方面：两盘岩层岩性与富水性；物探探查和巷道揭露；断层规模与活动性。同时，这3个主要因素又分别受2～3个下一层次因素的影响，见图2。

在图2中，最高层(目标层)为断层含水性评价(A)；中间层(B)是3个因素，岩层、岩性特征(B1)、探查和揭露(B2)、断层规模与活动(B3)；最底层(C)是8个因素，即断层两盘岩性(C1)、两盘岩层特征(C2)、断层泥分形(C3)、物探与钻探(C4)、巷道揭露(C5)、断层规模(C6)、断层力学性质(C7)、断层的活化(C8)。

步骤B，依托层次结构模型，分别建立因素集与权重集。

本发明实例中，鉴于步骤A中分析，评价因素集U＝{U₁，U₂，U₃}＝{岩层、岩性特征；探查和揭露；断层规模与活动}。

由于影响煤层顶板砂岩赋水性因素较复杂，层次多，故采用层次分析确定权值。首先建立层次结构分析模型，然后进行各层次各因素间比较，建立判断矩阵，完成各个因素的相对重要性排序，得到4个判断矩阵(表1、表2)。

表1 一级判断矩阵