[发明专利]煤矿近松散含水层开采上限评价及开采危险性评价方法

摘要

一种煤矿近松散含水层开采上限评价及开采危险性评价方法，属于煤矿开采的评价方法。在煤矿地质水文地质特征的系统分析基础上，构建煤矿近松散含水层煤层提高开采上限的评价指标体系，包括开采煤层上覆覆岩厚度、松散层底部含水层富水性及其厚度、地质构造、主要隔水层厚度、开采覆岩破坏高度六个主控因素，应用三维GIS对地质数据进行采集、分析，利用ArcGIS的三维分析扩展模块3D Analyst对各个因素进行三维空间量化分析，首先创建TIN三角模型，然后转换为DEM，生成GRID可三维分析计算的数学模型，建立各个主控因素TIN与DEM信息层图。采用三维GIS方法，真实刻画了近松散含水层提高开采上限受控于多因素且具有非常复杂的空间分布特征，解决了开采上限评价预测的难题。

主权项

1.一种煤矿近松散含水层开采上限评价及开采危险性评价方法，其特征是：在煤矿地质水文地质特征的系统分析基础上，构建煤矿近松散含水层煤层提高开采上限的评价指标体系，包括开采煤层上覆覆岩厚度、松散层底部含水层富水性及其厚度、地质构造、主要隔水层厚度、开采覆岩破坏高度六个主控因素，应用三维GIS对地质数据进行采集、分析，利用ArcGIS的三维分析扩展模块3D Analyst对各个因素进行三维空间量化分析，首先创建TIN三角模型，然后转换为DEM，生成GRID可三维分析计算的数学模型，建立各个主控因素TIN与DEM信息层图；近松散含水层开采上限评价的三维GIS方法，包括以下步骤：1、在煤矿地质水文地质特征的系统分析基础上，结合现有采矿条件，构建煤矿近松散含水层煤层提高开采上限的评价指标体系，包括开采煤层上覆覆岩厚度、松散层底部含水层富水性及其厚度、地质构造、主要隔水层厚度、开采覆岩破坏高度六个主控因素；2、采用现场或室内试验对各个主控因素进行测试预测，以三维GIS为操作平台，对地质数据进行采集、分析，并采用非线性数学分析对地质构造进行量化分析；3、基于多源地学信息融合理论，应用三维GIS对数据进行转换处理，利用ArcGIS的三维分析扩展模块3D Analyst对各个因素进行三维空间量化分析，首先创建TIN三角模型，然后转换为DEM，生成GRID可三维分析计算的数学模型，建立各个主控因素TIN与DEM信息层图；4、应用多源地学数据的熵值，构建各个主控因素对近松散含水层煤层提高开采上限影响程度的评估设计方案，对采集的数据进行归一化，建立基于VB的熵值数学模型对各个数据关系应用VB进行编程量化计算分析，具体见下式，式中，x_ij为第j项指标的第i个数值；E_e为熵值和；e_j第j项因子的熵值；i表示第j项指标的第i个数值；g_j为第j项指标的差异系数；w_j为j项指标的权重；p_ij为第j项因子影响下该指标的比重；使各个主控因素能够在同一水平上进行比较分析，根据评价指标在评价指标体系中的重要程度求出各个主控因素的权重系数；5、对各个主控因素的DEM信息层进行归一化，处理数学模型如下式，x′=-xiy=(x-MinValue)(MaxValue-MinValue)]]>式中，x′为正向量化后的数据；x_i为采集到的各负相关因素的原始数；x、y分别为转换前、后的值；MaxValue、MinValue分别为样本的最大值和最小值；利用GIS的空间分析功能，对各个主控因素的DEM信息层，根据权重进行叠加复合分析，获得近松散含水层煤层提高开采上限的综合评价分区图，最终对近松散含水层煤层提高开采上限做出科学的区划和评价。