[发明专利]一种多灾元耦合难采煤层解耦开采方法

摘要

本发明公开了一种多灾元耦合难采煤层解耦开采方法，基于复杂难采煤层类型及灾元类型，分析多灾元致灾因素相互耦合关系与构成比重，建立不同灾元致灾贡献度评价方法与指标体系；通过计算各灾元的危险性指数及开采活动中不同灾元致灾贡献度，能够确定主导灾元、其它致灾因素排序、不同灾元间耦合层级与顺序；确定了多灾元耦合难采煤层整体和局部解耦顺序；然后，以开采为核心，提出了解耦方法；依照解耦层级和顺序、灾元间相互作用关系，简单化了治理矿井灾害的目标，在矿区规划、建设和生产等主要阶段，解耦灾元，降低耦合程度，最终消除矿井灾害，进而提高矿井生产安全性。

主权项

1.一种多灾元耦合难采煤层解耦开采方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、针对具体矿井分析，根据其地质资料和历史事故发生率，确定该矿井的整体灾害类型，所述灾害类型包括复杂难采煤层类型及灾元类型，然后构建以开采为核心的多元灾害耦合模型；步骤二、用危险性指数H表征该矿井的各灾元及其灾害指标的危险性，并确定该矿井的各灾元的危险性指数与危险性等级的对应关系表：，并采用指标权重法计算该矿井的各灾元的初始危险性指数，指标权重法计算公式：i＝1,2,…,m,j＝1,2,…,n，式中：m为灾元总数，灾元用i标记，i＝1，2，...，m；n为灾害i的指标个数，指标用j标记，j＝1，2，...，n；w_ij为第j个指标对应的权重，H_ij为第j个指标对应的危险性大小，并依据该矿井的各灾元的危险性指数与危险性等级的对应关系表来确定该矿井的各灾元的初始危险性等级；步骤三、当该矿井的各灾元之间存在触发关系时，表明触发灾元的初始危险性指数H_i不能完全反映其危险性，需要依据触发关系进行调整，引入变量ΔH_i来表征初始危险性指数的改变量，由此建立基于触发关系的空间耦合规则：，根据该规则得到修正的危险指数H_i′，即：H_i'＝H_i+ΔH_i，当H_i′＞5时认为其危险等级为非常高，然后根据基础数据的可提供性、相关文献及专家经验对这多种灾元选取指标并分级，指标权重则依据专家判断由层次分析法确定，最终完成对触发灾元的初始危险性等级的确定；步骤四、采取抽样统计分析法，对该矿井某一时间段发生的所有灾害事故进行统计分类，对触发关系的灾元进行识别和统计；之后，计算各灾元的危险性指数或修正危险性指数，同时以饼图形式呈现出单一灾元致灾和多灾元致灾的比例，并将各自所占比例视为致灾贡献度；步骤五、根据步骤四并结合对不同灾元致灾贡献度的分析，明确灾害事故中的主导灾元、其它致灾因素排序、不同灾元间耦合层级与顺序，然后建立多灾元解耦模型；步骤六、基于步骤五的分析结果，针对具体的灾元类型采取相应的减灾措施，进行解耦并达到降低或消除灾元的目的；步骤七、减灾措施实施后，在该矿井后期生产过程中，选取同样时长的时间段，统计该矿在此时间段内的灾害事故，再次计算各灾元的危险性指数，并以饼图形成呈现不同灾元致灾所占比例，将诸灾元致灾比例的减少量视为各减灾措施的贡献度，综合评价解耦效果；步骤八、基于步骤一至八，循环实施解耦减灾措施，消除矿井灾害，最终确定多灾元耦合难采煤层整体和局部解耦顺序，提出解耦方法。