[发明专利]一种井工煤矿开采环境风险预测分级方法

权利要求书

1.一种井工煤矿开采环境风险预测分级方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、基于井工煤矿的勘察、开采、洗选和运输全过程，及其与地质环境的相互作用，对井工煤矿区内环境风险问题进行分类，分为次生地质灾害类、自然资源破坏类和污染环境类，并进一步识别出主要的井工煤矿开采环境风险问题；

将煤矿区环境问题分为了两类，分别是突发性环境问题与渐进性环境问题，通过事件统计及文献计量方法识别了煤矿区主要的环境问题，其中突发性的煤矿区环境问题为顶板失稳、瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出及突水事件；渐进性的煤矿区环境问题为土壤重金属污染、水体污染和生态破坏；

步骤二、根据井工煤矿区内主要的环境风险问题，结合井下地质条件和井工煤矿工程自身的特征，确定环境风险问题的影响因素；将主要的影响因素分为自然地理条件、开采地质条件和工程因素三个方面进行解析；

对于步骤二中主要的影响因素分为自然地理条件、开采地质条件和工程因素三个方面进行解析；其中自然地理条件分析通过地形地貌、气象-水文、土壤类型和土地利用类型因子判定；开采地质条件分析通过煤层-煤质特征、地质构造条件、水文地质条件和煤田的可采储量因子判定；工程因素分析通过计划开采年限、项目占地面积、技术设备与管理水平和员工素质因子判定；

步骤三、分析井工煤矿开采环境风险的影响因素，基于全面性、代表性、科学性、层次性、可获取性和独立性选取井工煤矿开采环境风险评价指标，由此构建井工煤矿开采环境风险评价指标体系；并根据指标体系中各指标属性，将其分为三类，包括自然地理条件、开采地质条件和工程因素三类指标及其对应的二级指标；

步骤四、对井工煤矿开采环境风险评价指标体系中各指标进行相关性讨论，确保指标之间的独立性；对于相关性大的指标进行合并或去除；

步骤五、根据井工煤矿开采环境风险评价指标体系之间的层次关系，通过层次分析法构建递阶层次结构模型；按照专家打分和两两比较法分别对同一层次影响因素进行重要性比较，然后构建判断矩阵；得到各指标的相对权重值并进行一致性检验，最终分析确定井工煤矿开采环境风险大小的主要评价指标；

对于步骤五中，根据建立的递阶层次结构模型构造判断矩阵，任取同一层次上的两个影响因素对上一层次的相应影响因素的相对重要性进行比较，采用1～9标度法来量化比较的结果，利用量化比较的结果构造判断矩阵；

构造判断矩阵A＝[a_ij]，通过对单层两两比较确定其判断矩阵，且a_ij0，a_ij＝1/a_ji，a_ii＝1；a_ji的确定采用9度标法，即：a_i和a_j同等重要时取1；a_i比a_j略重要时取3；a_i比a_j较重要时取5；a_i比a_j非常重要时取7；a_i比a_j绝对重要时取9；反之，分别取1/3、1/5、1/7、1/9，2、4、6、8为两两判断元素之间的中间状态反应的标度；

然后根据上述原则构造判断矩阵，在判断矩阵的基础上，计算得到判断矩阵的最大特征值λ_max及其对应的特征向量W，将特征向量经归一化后，即可得到相应的层次单元排序的相对重要性权重向量w₁、w₂、w₃…w_i；使用最大特征值λ_max和权重向量计算出一致性指标C.I.及随机性一致性比率C.R.；

当C.R.0.1，一致性未通过，说明权重判断矩阵的取值不合适，需要重新调整；当C.R.0.1时，权重通过一致性检验，权重的计算值可用；

最终的权重结果表明，在井工煤矿环境风险影响因素中地形起伏度(B₁₁)、年均降雨量(B₁₂)、土壤类型(B₁₃)、土地利用类型(B₁₄)、地表水体发育程度(B₁₅)、煤硫分(B₂₁)、煤层倾角(B₂₂)、煤层厚度(B₂₃)、煤层最大埋深(B₂₄)、构造发育程度(B₂₅)、地震峰值加速度(B₂₆)、计划开采年限(B₃₁)、项目占地面积(B₃₂)的权重分别为：0.108、0.041、0.025、0.016、0.068、0.026、0.093、0.061、0.143、0.276、0.038、0.026、0.079；

步骤六、根据确定的井工煤矿开采环境风险评价指标体系的权重指数，并且依据有关规范、标准，结合实际统计数据，对各指标进行等级划分；

步骤七、基于井工煤矿开采环境风险评价指标体系中各指标的分级及其权重评分，通过多准则决策分析模型确定煤矿区环境风险评价综合指数，并进一步对得到的煤矿区环境风险评价综合指数进行评价分级，从而得到井工煤矿区开采环境风险预测分级方法。