一種薄煤層無人工作面開采地質條件綜合評估方法
【專利摘要】一種薄煤層無人工作面開采地質條件綜合評估方法，屬于煤礦地質條件評估的方法。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構造、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個綜合評估復合因素，進一步確定了15個基因素，并分析了各評估因素的隸屬函數(shù)和權重，結合模糊綜合評價理論，構建了薄煤層無人工作面開采條件綜合評估模型，確定了綜合評估結果的等級與可靠度指標，從而實現(xiàn)對薄煤層無人工作面開采地質條件的綜合評估。該發(fā)明對于改進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條件綜合評估方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤礦地質條件評估的方法，具體是一種薄煤層無人工作面開采地質條件綜合評估方法。
【背景技術】
[0002]經過多年的開采，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，長期由于經濟技術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，我國薄煤層的年產量只占全國煤炭總產量的10.4%左右，產量與儲量的比例嚴重失調。
[0003]無人工作面采煤技術是解決煤炭行業(yè)安全生產和可持續(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以后，無人工作面單產的變化對整個礦井的技術經濟指標的變化特別敏感，為了保證安全高效開采，必須對無人工作面的開采地質條件及其與開采工藝適應程度進行詳細全面的了解。無人工作面地質條件適應性評價的實質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行定性分析與定量評價，以此作為開采技術決策、設計規(guī)劃、生產管理的依據(jù)，是從工作面開采的總體方面對薄煤層地質條件進行的整體綜合評價。

【發(fā)明內容】

[0004]技術問題:為了克服現(xiàn)有薄煤層無人工作面開采地質條件綜合評估技術的不足，本發(fā)明的目的是要提供一種思路簡單、運算合理和自動化程度高，生產效益、安全性和可靠性好，可實現(xiàn)工作面地質條件綜合評估的一種薄煤層無人工作面開采地質條件綜合評估方法。
[0005]技術方案:本發(fā)明的目的通過如下技術方案實現(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構造、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)和權重，結合模糊綜合評價理論，構建薄煤層無人工作面開采條件綜合評估模型，確定綜合評估結果的等級與可靠度指標，實現(xiàn)對薄煤層無人工作面開采地質條件的綜合評估；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構造、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個方面的復合因素，細化為斷層、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、工作面可推進長度15個基因素；
[0007](2)將15個基因素設計具體指標進行量化，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、煤層單軸抗壓強度O1、直接頂煤層單向抗壓強度σ2、直接頂厚度與采高的倍數(shù)比η、偽頂厚度匕、直接底巖層抗壓強度σ 3、工作面可布置長度I1、工作面可推進長度I2共18個指標；
[0008](3)運用層次分析法AHP確定各因素的權重:
【權利要求】
1.一種薄煤層無人工作面開采地質條件綜合評估方法，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構造、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)和權重，結合模糊綜合評價理論，構建薄煤層無人工作面開采條件綜合評估模型，確定綜合評估結果的等級與可靠度指標，實現(xiàn)對薄煤層無人工作面開采地質條件的綜合評估；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構造、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個方面的復合因素，細化為斷層、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、工作面可推進長度15個基因素； (2)將15個基因素設計具體指標進行量化，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、煤層單軸抗壓強度O1、直接頂煤層單向抗壓強度σ2、直接頂厚度與采高的倍數(shù)比n、偽頂厚度匕、直接底巖層抗壓強度σ 3、工作面可布置長度I1、工作面可推進長度I2共18個指標； (3)運用層次分析法AHP確定各因素的權重:
【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