[发明专利]一种煤矿工作面瓦斯地质危险性评价方法

摘要

本发明公开了一种煤矿工作面瓦斯地质危险性评价方法，构建了包括煤层基础特征、煤层构造特征、瓦斯涌出特征、瓦斯突出特征的工作面瓦斯地质评价指标体系和分级标准，具体包括煤层埋深、厚度、断层分维、构造曲率、绝对/相对瓦斯涌出量、瓦斯含量、煤体结构、以及局部突出预测指标等次级指标，确立了工作面尺度瓦斯地质分级评价方法体系，具体包括评价参数体系建立与分级、隶属函数与权重确定、多层次模糊数学评价模型构建、地质成图与分区评价。本发明提出的工作面瓦斯地质分级评价标准与方法符合韩城矿区实际地质条件，分级分区结果可靠，具有向其他高瓦斯矿井和构造煤发育区推广的潜力，可为煤炭精准、安全、高效开采地质保障提供基础依据。

主权项

1.一种煤矿工作面瓦斯地质危险性评价方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、评价参数体系构建/n首先对影响瓦斯赋存与突出的因素进行层次划分；将构建瓦斯地质分级评价指数定为总目标，进而确定煤层基础特征、构造发育特征、瓦斯涌出特征及瓦斯突出特征为四个二级指标，每个二级指标又包括若干三级指标，即选择煤层埋深、厚度、构造曲率、断层分维、煤体结构、瓦斯含量、最大钻屑量、钻屑解吸指标、绝对/相对瓦斯涌出量共10个三级指标进行工作面瓦斯地质分级评价；/nS2、隶属度函数与权重确定/n根据不同指标分级的隶属度赋值见表1，进行分段线性拟合，得到各指标的分段隶属度计算函数见表2，其中，煤体结构为定性指标，将Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类与Ⅳ类煤体结构类型分别量化为整数1、2、3、4，小数代表过渡类型；/n表1 工作面瓦斯地质评价指标体系及隶属度/n /n表2 工作面瓦斯地质评价指标的隶属度函数/n /n /n对不同层次指标间的相对重要性进行两两比较并量化赋值，建立同层次指标之间的两两比较判别矩阵，同层次指标比较的取值范围是：极端重要大于等于3；很重要2～3，稍微重要1～2，两者相当为1，稍微不重要0.5～1，不重要0.5～1/3，极端不重要小于等于1/3，赋予瓦斯突出特征参数最高重要性，其次为瓦斯涌出特征和构造发育特征，煤层基础特征相对重要性最低，据此形成二级指标评分矩阵，在此基础上确定三级指标的评分矩阵见表3，随后计算矩阵的最大特征根及特征向量，并采用随机一致性比率C.R.判断矩阵的一致性(三阶矩阵及以上)，若C.R.小于10％则表明判别矩阵满足一致性检验标准，通过一致性检验后，可分别获得二级、三级指标的权重值，进而计算出三级指标对评价目标的综合权重见表4；/n表3 各层次瓦斯地质评价指标评分矩阵及计算/n /n /n表4 工作面各层次瓦斯地质评价指标权重/n /nS3、综合评价数学模型构建/n建立工作面瓦斯地质分级评价的数学预测模型：/n /n其中，A为瓦斯地质分级评价指数，C_ij表示第i个二级指标的第j个三级指标的隶属度，X_ij表示第i个二级指标的第j个三级指标的权重；/nS4、地质成图与分级评价/n基于上述评价模型，即可完成数据计算、成图、乃至瓦斯地质分级评价。/n