[发明专利]一种多层煤采空区危险煤层识别及稳定性评价方法和系统

说明书

本发明公开了一种多层煤采空区危险煤层识别及稳定性评价方法和系统，评价方法包括如下步骤：S10：基于采空区准则、地质准则和残余变形准则三类评价准则确定多项指标为稳定性评价因素，并划分各因素针对单一煤层的稳定性分类域值；S20：获取待评价采空区关于评价因素的数据矩阵并构建标准化矩阵；S30：采用耦合熵权法与协方差层次分析法，结合博弈论原理计算评价因素的综合权重矩阵；S40：采用逼近理想解排序法确定各单一煤层的稳定性等级；S50：使用GIS平台对采空区整体稳定性进行划分。

技术领域

本发明涉及矿山采空区失稳预测及安全治理领域，尤其涉及一种多层煤采空区危险煤层识别及稳定性评价方法和系统。

背景技术

加快矿山采空区转变为建设用地对解决土地资源限制问题至关重要，采空区造成的不良地质条件是采空区改造的主要障碍。对矿山采空区的稳定性进行适当的评估，不仅对老矿采空区的安全是必要的，而且对可持续发展矿山采空区也是必要的。

由于矿山采空岩分布复杂，难以预测矿区屋顶坍塌，地下矿山采空区稳定性分析的准确性已成为矿山开发的主要限制因素。目前多标准指标的综合评价研究方法已成为老矿采空区稳定性研究的热点，但存在以下问题需要解决：(1)在评价过程中未直接考虑流水裂隙带和残余变形对采空区稳定性的影响；(2)评价方法依赖主观判断，很大程度上降低了评价结果的科学性；(3)缺乏对多层采空区稳定性评价结果的多维对象研究。

发明内容

本方案针对上文提出的问题和需求，提出一种多层煤采空区危险煤层识别及稳定性评价方法和系统，由于采取了如下技术特征而能够实现上述技术目的，并带来其他多项技术效果。

本发明的一个目的在于提出一种多层煤采空区危险煤层识别及稳定性评价方法，包括如下步骤：

S10：基于采空区准则、地质准则和残余变形准则三类评价准则确定多项指标为稳定性评价因素，并划分各因素针对单一煤层的稳定性分类域值；

S20：获取待评价采空区关于评价因素的数据矩阵并构建标准化矩阵；

S30：采用耦合熵权法与协方差层次分析法，结合博弈论原理计算评价因素的综合权重矩阵；

S40：采用逼近理想解排序法确定各单一煤层的稳定性等级；

S50：使用GIS平台对采空区整体稳定性进行划分。

另外，根据本发明的多层煤采空区危险煤层识别及稳定性评价方法，还可以具有如下技术特征：

在本发明的一个示例中，在步骤S20中，获取待评价采空区关于评价因素的数据矩阵并构建标准化矩阵包括如下步骤：

S21：确定稳定性因素集V＝(v₁,v₂,...,v_j,...,v_n)和待评价对象集U＝(u₁,u₂,...，u_i,...,u_m)；其中，v_j为影响待评价采空区稳定性的因素，n为评价因素个数，u_i为待评价采空区所包含的单一煤层，m为煤层序号，v_m为影响待评价采空区稳定性的因素；

S22：获取各待评价采空区各单一煤层关于各因素的实际数值或赋值x_ij，并构建标准化矩阵X_m×n。

在本发明的一个示例中，所述步骤S30包括如下步骤：

S31：根据标准化矩阵X_m×n采用熵值法(EWM)对各稳定性评价因素v_j进行赋权，得到各因素v_j的权重集