[发明专利]一种基于多地质因素的煤层顶底板动力分区评价方法

说明书

本发明公开了一种基于多地质因素的煤层顶底板动力分区评价方法，包含以下具体步骤：第一步：确定影响煤层顶底板动力分区的因素并将各个影响因素细划分为不同类型，影响因素包括：煤层顶板岩石组合、煤层底板岩石组合、煤层埋深、构造复杂程度、顶板垂向压强、岩层抗压强度；第二步：矿区动力区块的划分；第三步：影响因素及其类型的赋值；第四步：权重计算；第五步：分别绘制矿区的顶板动力分区图和底板动力分区图；第六步：绘制顶底板动力分区综合分布图。本方法考虑了多种地质因素对煤层顶底板动力影响，可准确地预测煤层顶底板动力分区，能够大大减少了煤层顶底板安全事故，为实现矿山安全生产提供了有利的保障。

技术领域

本发明涉及一种煤层顶底板动力分区评价方法，尤其是一种基于多地质因素条件下的煤层顶底板动力分区评价方法，属于地质勘探和矿井安全开采技术领域。

背景技术

冲击地压是煤岩体的突然破坏现象，如同装在煤岩体中的大量炸药一样，煤和岩石突然被抛出，导致支架折损、片帮冒顶、巷道堵塞、伤及人员，并伴有巨大声响和岩体震动，形成大量煤尘和强烈的冲击波。因此，如何解决煤层顶底板冲击地压危险型的预测问题，对于减缓或杜绝煤矿安全生产的冲击危险性具有极其重要的理论指导意义和实用价值。

冲击地压对煤矿安全开采影响很大，但是以往对于冲击地压的研究主要是集中在已采区的预测和治理，而对于未采区尤其是深部开采的煤层顶底板动力分区和冲击地压倾向性预测则一直没有开展预测和研究。新时代的煤矿安全开采则要求超前预测和探测，尤其是对于未采区顶底板动力分区能够做到有效预测则成为现在煤矿开采的重点。

本发明开展的煤层顶底板动力分区评价，在分析动力分区影响因素的基础上，建立煤层顶底板动力分区评价模型，并利用评价模型对煤层顶底板动力分区进行评价。通过动力分区评价，在得出冲击危险程度的同时，划分了冲击危险区域，能够为深部开采煤层顶底板冲击地压倾向性提供依据。

发明内容

本发明的目的在于，为了克服以往评价方法的不足，针对未开采区尤其是深部开采的矿井煤层顶底板动力分区的划分问题，通过研究采区的开采深度、地质构造、煤岩结构及力学性能等动力分区影响因素，提供了一种基于多地质因素的煤层顶底板动力分区评价方法，应用多因素控制下的评价方法进行动力分区评价，能够较准确的预测冲击地压危险性，并划分了冲击危险区域。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明的一种基于多地质因素的煤层顶底板动力分区评价方法，步骤如下：

第一步：确定煤层顶底板动力分区的影响因素并将各个影响因素细划分为不同类型。采用沉积—构造分析方法，研究煤层顶底板沉积环境，利用分形理论展开地质构造复杂程度评价确定影层顶底板动力分区的影响因素。

影响因素包括：煤层顶板岩石组合、煤层底板岩石组合、煤层埋深、构造复杂程度、顶板垂向压强、岩层抗压强度，分别用YZ₁、YZ₂、MS、GZ、LJ、KY表示；其中煤层顶板的影响因素有：YZ₁、MS、GZ、LJ和KY，煤层底板的影响因素有：YZ₂、MS、GZ和KY。

各个影响因素的详细类型：

(1)将岩性组合划分为4个类型：岩石颗粒向上变细层序—下硬上软型、岩石颗粒向上变粗层序—下软上硬型、岩石颗粒粗细相间层序—复杂型、岩石颗粒以泥岩和粉砂岩为主—泥岩型；对于顶板、底板的岩石组合类型分别用A_i、B_i表示，i依次取1、2、3、4；如果矿区岩性组合只有其中几种类型只需要选用对应符号依次表示表示即可。

(2)将煤层埋深范围详细划分为不同类型：结合矿区钻孔资料，确定煤层埋深范围，将煤层埋深按照100米一段划分为不同的阈值区间，依次用C_i表示(i取值为1、2……n)，阈值取整百的数字，最小阈值以下为一个分段，最大阈值以上为一个分段。