[发明专利]含瓦斯煤岩体扩容关键影响因素及重要度确定方法

摘要

本发明为避免无效因素过多而无法剔出，影响关键影响因素权重的合理分配，提供了一种基于试验的、开采扰动工作面含瓦斯煤岩体扩容关键影响因素分析方法，包括：确定开采扰动工作面含瓦斯煤岩体扩容的各影响因素、对各关键影响因素进行两两对比以确定判定矩阵、采用归一化处理方法，建立扩容各关键影响因素的权重集，以及进一步对各关键影响因素权重进行一致性验证。本发明方法具有广泛的实用性，避免了主观给定关键影响因素指标，根据现场观测实验，通过实验室试验分析扩容特征及专家判定标准值，使得分析结果科学、客观、安全可靠。

主权项

1.一种工作面含瓦斯煤岩体扩容关键影响因素及重要度确定方法，其特征在于，包括：步骤1、确定开采扰动工作面含瓦斯煤岩体扩容的影响因素步骤1.1、取不同地质赋存条件煤样，测试含瓦斯煤岩体应力应变曲线，分析含瓦斯煤岩体体积应变特征：1）进行强度试验：测试不同瓦斯压力下含瓦斯煤岩体的单轴应力应变曲线，其中采用荷载加载方式实现不同瓦斯压力的加载，荷载加载过程的加压压差为0.5MPa；2）进行破坏变形试验：测试不同瓦斯压力下的含瓦斯煤岩体三轴应力应变曲线，观测含瓦斯煤岩体破坏变形过程；测试含瓦斯煤岩体三轴全应力应变曲线时，在含瓦斯煤岩体试样上的不同方向设置应变传感器，测定含瓦斯煤岩体体积应变，从而观测含瓦斯煤岩体体积应变由压缩转变为非线性膨胀拐点处的应力，即扩容应力；步骤1.2、分析含瓦斯煤岩体单轴应力应变曲线和三轴应力应变曲线和影响岩石力学性质的因素，确定开采扰动工作面含瓦斯煤岩体扩容的影响因素；步骤2、分析煤岩体扩容应力、体积应变与所述影响因素之间关系，确定开采扰动工作面含瓦斯煤岩体各扩容关键影响因素；步骤3、根据工作面含瓦斯煤岩体扩容特征，利用层次分析法原理，对各扩容关键影响因素进行两两对比以确定判定矩阵：步骤3.1、定义扩容关键影响因素集u=[u₁,u₂,u₃,...u_m]，其中u₁，u₂，u₃，…，u_m为各扩容关键影响因素，m为因素个数，为自然数；步骤3.2、构建所述评价因素集中各扩容关键影响因素相对重要性情况的判定矩阵在上述矩阵中，统称评价因素集时用大写U，对于具体的某个评价因素用小写u；矩阵中的u_ij是根据利用层次分析法原理得到的U_i对U_j相对重要性的数量形式，其中，u_ij的数值是通过分析上述步骤1.1的试验结果得到的对煤岩体扩容的影响程度而给予的相应数值；在建立判定矩阵时，为尽可能减少主观影响，应当遵循矩阵一致性条件：（1）对角线元素为1；（2）右上三角和左下三角对应元素互为倒数；步骤4、采用归一化处理方法，建立各扩容关键影响因素的权重集根据模糊综合判定理论，通过公式（1）～（3）进行归一化处理，得到含瓦斯煤岩体各扩容关键影响因素权重集W_i如下：Wij′=uij/Σi=1nuij---(1)]]>Wi′=Σj=1nwij′---(2)]]>Wi=wi′/Σj=1nwi′---(3)]]>步骤5、进一步对各扩容关键影响因素权重集进行一致性验证通过公式（4）对上述判定矩阵进行一致性验证：根据模糊综合判定理论，当R_c≤0.1时，认为不一致程度可以接受，从而得出客观真实的各扩容关键影响因素权重集排序Rc=Ic/IR,Ic=(λmax-n)/(n-1)---(4)]]>式中：R_c——随机一致性比率；n—关键影响因素的个数I_c——判定矩阵的一次性指标；I_R——判定矩阵的平均随机一致性指标；λ_max——判定矩阵的最大特征值。