[发明专利]一种薄煤层无人工作面开采地质条件综合评估方法

摘要

一种薄煤层无人工作面开采地质条件综合评估方法，属于煤矿地质条件评估的方法。根据薄煤层自动化无人工作面开采的特点，确定了影响薄煤层无人工作面开采的地质构造、煤层厚度、煤层稳定性、煤层倾角、煤层坚硬性、煤层顶底板条件和工作面块度7个综合评估复合因素，进一步确定了15个基因素，并分析了各评估因素的隶属函数和权重，结合模糊综合评价理论，构建了薄煤层无人工作面开采条件综合评估模型，确定了综合评估结果的等级与可靠度指标，从而实现对薄煤层无人工作面开采地质条件的综合评估。该发明对于改进无人工作面工艺选择和参数优化、改善采煤环境、提高工作面的安全状况和效率，具有重要意义。

主权项

1.一种薄煤层无人工作面开采地质条件综合评估方法，其特征是：该评估方法：根据薄煤层自动化无人工作面开采的特点，确定影响薄煤层无人工作面开采的地质构造、煤层厚度、煤层稳定性、煤层倾角、煤层坚硬性、煤层顶底板条件和工作面块度7个综合评估复合因素，再确定15个基因素，分析各评估因素的隶属函数和权重，结合模糊综合评价理论，构建薄煤层无人工作面开采条件综合评估模型，确定综合评估结果的等级与可靠度指标，实现对薄煤层无人工作面开采地质条件的综合评估；具体步骤如下：（1）将影响薄煤层无人工作面开采条件的各种因素分为地质构造、煤层厚度、煤层稳定性、煤层倾角、煤层顶底板、煤层坚硬性、工作面块度7个方面的复合因素，细化为断层、褶皱、岩浆岩侵入、煤层变异性、煤层可采性、夹矸、煤层厚度、煤层倾角、基本顶、直接顶、伪顶、底板、煤层坚硬性、工作面可布置长度、工作面可推进长度15个基因素；（2）将15个基因素设计具体指标进行量化，分别包括：断层密度d₁、断层长度指数d₂、断层落差指数d₃、褶皱剖面系数z₁、褶皱平面系数z₂、岩浆入侵影响总面积与块断面积比ψ、煤层厚度变异系数k、夹矸硬度g₁、含矸石系数g₂、煤层厚度h₁、煤层倾角q、煤层单轴抗压强度σ₁、直接顶煤层单向抗压强度σ₂、直接顶厚度与采高的倍数比n、伪顶厚度h₂、直接底岩层抗压强度σ₃、工作面可布置长度l₁、工作面可推进长度l₂共18个指标；（3）运用层次分析法AHP确定各因素的权重：（4）运用模糊综合评价法对薄煤层无人工作面开采地质条件进行多层次综合性评估，构建评估因素集Y={u₁、u₂、…、u_m}和评估集P={v₁、v₂、…、v_m}，构建评估矩阵K=k11k12···k1mk21k22···k2mkn1kn2···knm,]]>其中k_i1、k₂、…、k_im通过指标的评分值代入对评估集v₁、v₂、…、v_m隶属函数u₁、u₂、…、u_m中计算得出，并构建因素权重集Q={q₁、q₂、…、q_n}；（5）考虑综合评估多因素的影响，定义模糊综合评估结果矩阵B，B＝Q·K＝(b₁,b₂...,b_m)，根据最小、最大法则运算可得综合评估结论：b_j＝max{min(q₁,k_1j),min(q₂,k_2j),...,min(q_n,r_nj)}，j=（1,2,3，…，m）；（6）根据薄煤层无人工作面的综合评估值，可将评估的无人工作面分为五个级别：评估等级综合评估值开采条件Ⅰ>0.8好Ⅱ0.7～0.8良好Ⅲ0.6～0.7一般Ⅳ0.5～0.6差Ⅴ<0.5较差（7）设薄煤层无人工作面j的评价可靠性为d_j，则式中d'_j为工作面j采前评估值，d_j为工作面j的采后评估值。