[发明专利]基于模糊层次分析确定煤层底板注浆靶区的方法及装置

说明书

本发明涉及基于模糊层次分析确定煤层底板注浆靶区的方法及装置。本发明基于底板岩层隔水性的主控因素，建立起比较全面的隔水性综合评价子体系，运用模糊层次分析法给各主控因素赋予权重，综合考虑到各指标之间的相互作用和组合效应，建立比较统一的注浆靶区判断方法，使得靶区的发现更具可操作性，便于推广；能充分利用已经获取的地质资料，能够更为准确的判断注浆靶区的位置。

技术领域

本发明涉及一种靶区确定方法及装置，属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种基于模糊层次分析确定煤层底板注浆靶区的方法及装置。

背景技术

煤田深部奥陶纪灰岩具有富水性强、水压高等特点，而在古地形、古地貌、古水文和古气候等多因素影响下，下组煤层底板至奥灰强含水层的隔水岩层厚度具有高度不均性和各向异性的特点，尤其是在褶曲、断裂、陷落柱等地质构造发育的区域，有效隔水层变得更加薄弱甚至缺失，导致大部分下组煤回采时严重受到底部奥灰突水的威胁。为了解决安全回采的难题，通常采用底板注浆改造技术对底板隔水层进行加固和薄层灰岩含水层改造，从而增加有效隔水层厚度并达到安全回采的目标。注浆改造工程的质量主要取决于注浆靶区选择、注浆材料、注浆工艺三个因素，其中，注浆靶区选择是注浆材料选择、注浆工艺优化的基础，因此，如何合理地选择注浆靶区十分关键，为了解决这一难题，对煤层底板注浆介质-岩层的隔水性进行系统的研究十分必要。

目前，对于底部注浆靶区的选择，主要通过常规的定性或半定量化的分析方法进行注浆靶区的选择。这些方法虽然有一些可取之处，但这些方法在具体实际工程应用时存在着几个方面的不足：(1).岩层隔水性评价指标选择不全面，很难考虑各指标之间的相互作用和组合效应；(2).人为主观因素较大，评价标准不统一，对人员素质要求较高，不能广泛普及。

模糊综合层次分析法(FAPH)是层次分析法的改进版，具备层次分析法所有优点，是一种定性和定量相结合的、系统化的、层次化的分析方法，其特点是使复杂的系统分解，能将人的主观思维过程数学化、系统化，在解决问题上具有简洁性，尤其在解决非结构化决策问题上具有明显的优势，同时，模糊综合层次分析法使用三级标度，便于构建评判矩阵，更适合定性和半定量化的评判。地理信息系统(GIS)是结合地理学与地图学以及遥感的计算机工具，具有强大的数据采集、数据管理、图像分析、图像输出、信息融合技术等功能，有很强的兼容性和扩展性，方便数学模型的嵌入和解决工程空间分析问题。但到目前为止，还没有一套基于模糊层次分析法和GIS信息平台的用于底板注浆靶区位置选择的综合评价方法。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的上述的技术问题，提供了一种基于模糊层次分析确定煤层底板改造注浆靶区方法及装置。该方法及装置基于综合层次分析法和GIS信息平台建立起注浆靶区选择的评价体系，能充分利用已经获取的地质资料，能够更为准确的判断注浆靶区的位置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

1)建立隔水性综合评价子体系，其中包括选择煤层岩层隔水性主控因素，运用模糊层次分析法对主控因素赋权重，建立主控因素评价标准；

2)注浆靶区垂向层位确定，其中包括根据突水系数和带压开采理论确定垂向分段长度，依据底板岩层垂向发育特点和和可用资料完整程度进行垂向子分段划分，利用评价子模型对垂向子分段岩层隔水性综合评价；

3)注浆靶区平面位置确定，其中包括绘制各主控因素专题子图和利用GIS信息技术专题子图融合和分区划分；

4)隔水评价模型效果检验，判断隔水评价模型精度是否满足研究区实际工程要求；

5)注浆靶区最终确定，当隔水评价模型精度满足要求使，进行注浆靶区位置确定；