一種薄煤層無人工作面開采地質(zhì)條件綜合評估方法
【專利摘要】一種薄煤層無人工作面開采地質(zhì)條件綜合評估方法，屬于煤礦地質(zhì)條件評估的方法。根據(jù)薄煤層自動化無人工作面開采的特點，確定了影響薄煤層無人工作面開采的地質(zhì)構(gòu)造、煤層厚度、煤層穩(wěn)定性、煤層傾角、煤層堅硬性、煤層頂?shù)装鍡l件和工作面塊度7個綜合評估復(fù)合因素，進(jìn)一步確定了15個基因素，并分析了各評估因素的隸屬函數(shù)和權(quán)重，結(jié)合模糊綜合評價理論，構(gòu)建了薄煤層無人工作面開采條件綜合評估模型，確定了綜合評估結(jié)果的等級與可靠度指標(biāo)，從而實現(xiàn)對薄煤層無人工作面開采地質(zhì)條件的綜合評估。該發(fā)明對于改進(jìn)無人工作面工藝選擇和參數(shù)優(yōu)化、改善采煤環(huán)境、提高工作面的安全狀況和效率，具有重要意義。
【專利說明】一種薄煤層無人工作面開采地質(zhì)條件綜合評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦地質(zhì)條件評估的方法，具體是一種薄煤層無人工作面開采地質(zhì)條件綜合評估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)過多年的開采，我國不少地區(qū)礦井的中厚和厚煤層的儲量已接近枯竭，而對于薄煤層(厚度< 1.3m)的開采，長期由于經(jīng)濟(jì)技術(shù)和安全等原因而處于緩慢發(fā)展的狀態(tài)。我國煤炭儲量中薄煤層的可采儲量約為61.5億t，占全國煤炭總可采儲量的19%左右，然而據(jù)不完全統(tǒng)計，我國薄煤層的年產(chǎn)量只占全國煤炭總產(chǎn)量的10.4%左右，產(chǎn)量與儲量的比例嚴(yán)重失調(diào)。
[0003]無人工作面采煤技術(shù)是解決煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，特別是對于我國長期發(fā)展緩慢甚至處于停滯狀態(tài)的難采薄煤層的開采，將具有重要戰(zhàn)略意義。煤礦無人工作面高度集中生產(chǎn)以后，無人工作面單產(chǎn)的變化對整個礦井的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的變化特別敏感，為了保證安全高效開采，必須對無人工作面的開采地質(zhì)條件及其與開采工藝適應(yīng)程度進(jìn)行詳細(xì)全面的了解。無人工作面地質(zhì)條件適應(yīng)性評價的實質(zhì)就是從采礦的角度對薄煤層適于自動化無人工作面工藝的程度進(jìn)行定性分析與定量評價，以此作為開采技術(shù)決策、設(shè)計規(guī)劃、生產(chǎn)管理的依據(jù)，是從工作面開采的總體方面對薄煤層地質(zhì)條件進(jìn)行的整體綜合評價。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:為了克服現(xiàn)有薄煤層無人工作面開采地質(zhì)條件綜合評估技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是要提供一種思路簡單、運(yùn)算合理和自動化程度高，生產(chǎn)效益、安全性和可靠性好，可實現(xiàn)工作面地質(zhì)條件綜合評估的一種薄煤層無人工作面開采地質(zhì)條件綜合評估方法。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):該評估方法:根據(jù)薄煤層自動化無人工作面開采的特點，確定影響薄煤層無人工作面開采的地質(zhì)構(gòu)造、煤層厚度、煤層穩(wěn)定性、煤層傾角、煤層堅硬性、煤層頂?shù)装鍡l件和工作面塊度7個綜合評估復(fù)合因素，再確定15個基因素，分析各評估因素的隸屬函數(shù)和權(quán)重，結(jié)合模糊綜合評價理論，構(gòu)建薄煤層無人工作面開采條件綜合評估模型，確定綜合評估結(jié)果的等級與可靠度指標(biāo)，實現(xiàn)對薄煤層無人工作面開采地質(zhì)條件的綜合評估；具體步驟如下:
[0006](I)將影響薄煤層無人工作面開采條件的各種因素分為地質(zhì)構(gòu)造、煤層厚度、煤層穩(wěn)定性、煤層傾角、煤層頂?shù)装濉⒚簩訄杂残?、工作面塊度7個方面的復(fù)合因素，細(xì)化為斷層、褶皺、巖漿巖侵入、煤層變異性、煤層可采性、夾矸、煤層厚度、煤層傾角、基本頂、直接頂、偽頂、底板、煤層堅硬性、工作面可布置長度、工作面可推進(jìn)長度15個基因素；
[0007](2)將15個基因素設(shè)計具體指標(biāo)進(jìn)行量化，分別包括:斷層密度Cl1、斷層長度指數(shù)d2、斷層落差指數(shù)d3、褶皺剖面系數(shù)Z1、褶皺平面系數(shù)Z2、巖漿入侵影響總面積與塊斷面積比Ψ、煤層厚度變異系數(shù)k、夾矸硬度gl、含矸石系數(shù)g2、煤層厚度Ii1、煤層傾角q、煤層單軸抗壓強(qiáng)度O1、直接頂煤層單向抗壓強(qiáng)度σ2、直接頂厚度與采高的倍數(shù)比η、偽頂厚度匕、直接底巖層抗壓強(qiáng)度σ 3、工作面可布置長度I1、工作面可推進(jìn)長度I2共18個指標(biāo)；
[0008](3)運(yùn)用層次分析法AHP確定各因素的權(quán)重:
【權(quán)利要求】
1.一種薄煤層無人工作面開采地質(zhì)條件綜合評估方法，其特征是:該評估方法:根據(jù)薄煤層自動化無人工作面開采的特點，確定影響薄煤層無人工作面開采的地質(zhì)構(gòu)造、煤層厚度、煤層穩(wěn)定性、煤層傾角、煤層堅硬性、煤層頂?shù)装鍡l件和工作面塊度7個綜合評估復(fù)合因素，再確定15個基因素，分析各評估因素的隸屬函數(shù)和權(quán)重，結(jié)合模糊綜合評價理論，構(gòu)建薄煤層無人工作面開采條件綜合評估模型，確定綜合評估結(jié)果的等級與可靠度指標(biāo)，實現(xiàn)對薄煤層無人工作面開采地質(zhì)條件的綜合評估；具體步驟如下: (1)將影響薄煤層無人工作面開采條件的各種因素分為地質(zhì)構(gòu)造、煤層厚度、煤層穩(wěn)定性、煤層傾角、煤層頂?shù)装?、煤層堅硬性、工作面塊度7個方面的復(fù)合因素，細(xì)化為斷層、褶皺、巖漿巖侵入、煤層變異性、煤層可采性、夾矸、煤層厚度、煤層傾角、基本頂、直接頂、偽頂、底板、煤層堅硬性、工作面可布置長度、工作面可推進(jìn)長度15個基因素； (2)將15個基因素設(shè)計具體指標(biāo)進(jìn)行量化，分別包括:斷層密度Cl1、斷層長度指數(shù)(12、斷層落差指數(shù)d3、褶皺剖面系數(shù)Z1、褶皺平面系數(shù)Z2、巖漿入侵影響總面積與塊斷面積比Ψ、煤層厚度變異系數(shù)k、夾矸硬度gl、含矸石系數(shù)g2、煤層厚度Ill、煤層傾角q、煤層單軸抗壓強(qiáng)度O1、直接頂煤層單向抗壓強(qiáng)度σ2、直接頂厚度與采高的倍數(shù)比n、偽頂厚度匕、直接底巖層抗壓強(qiáng)度σ 3、工作面可布置長度I1、工作面可推進(jìn)長度I2共18個指標(biāo)； (3)運(yùn)用層次分析法AHP確定各因素的權(quán)重:
【文檔編號】G06Q50/02GK103778563SQ201310754345
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】方新秋, 謝小平, 吳剛, 梁敏富, 劉曉寧 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)