一种用于深井底板突水风险的分析方法技术

本发明专利技术公开了一种用于深井底板突水风险的分析方法，其包括以下步骤：采集深井底板突水之多个主控因素数据的步骤；选取上述深井底板突水之多个主控因素的数据并确定各个主控因素权重的步骤；构建灰色物元深井底板突水风险分析模型的步骤；确定深井底板突水风险分析阈值的步骤；根据多个主控因素的数据、深井底板突水风险分析模型与深井底板突水风险分析阈值分析，获得深井底板突水临界条件的步骤。获得深井底板突水临界条件，给具体的深井开采过程中防止底板突水提供数据基础，进而为提高深井开采的安全性提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，其包括以下步骤：采集深井底板突水之多个主控因素数据的步骤；选取上述深井底板突水之多个主控因素的数据并确定各个主控因素权重的步骤；构建灰色物元深井底板突水风险分析模型的步骤；确定深井底板突水风险分析阈值的步骤；根据多个主控因素的数据、深井底板突水风险分析模型与深井底板突水风险分析阈值分析，获得深井底板突水临界条件的步骤。获得深井底板突水临界条件，给具体的深井开采过程中防止底板突水提供数据基础，进而为提高深井开采的安全性提供技术支持。【专利说明】
本专利技术属于矿山安全分析领域，尤其涉及。
技术介绍
矿井底板突水风险评估模型应是一个系统性的、包含影响因素的系统。目前常用方法有两种，即“突水系数”和“下三带”理论。现有技术一般从数理统计、水力学和岩体力学、模糊数学、神经网络及多源信息复合处理等方面对底板突水预测预报进行探索，但这些方法还不成熟且应用不广泛。“下三带”理论虽然在采动条件下与矿井底板隔水层破坏实际比较切合，但是其模型还不够完善，加上测试过程复杂，费用花费较多，数据获取存在困难，因此现场应用不广泛。“突水系数法”具有物理概念模型明确，公式计算简单实用的优点，因此被沿用至今。然而“突水系数”在应用过程中尚存在以下主要问题: (I) 一般在工程实际应用中，作为判别矿井底板突水能否发生的指标，突水系数的计算是要综合底板隔水层的厚度及其岩性组合、含水层水压力和矿井水文地质等影响因素确定其取值，但底板突水具有随机性，这使得具有确定取值的突水系数在某些状况下与实际情况相左。 (2)在实验条件下得到的突水系数临界值，具有局限性，束缚了其适用范围。一般在对处于带压开采状态下工作面凭借底板岩性结构、隔水层完整性以及含水层水压力的大小的综合考虑进行求解、估计临界突水系数据，这样得来的经验值不能十分有把握的用于指导实际。 突水系数临界值判别底板能否发生突水时，所得结果缺少完满性，但若要短时间内改进判别式，将诸多影响因素考虑到一个判别式中，这是很难实现的，只有通过长期不断的努力去补充、完善。因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术提供的。 本专利技术技术方案包括: ，其包括以下步骤: 采集深井底板突水之多个主控因素数据的步骤； 选取上述深井底板突水之多个主控因素的数据并确定各个主控因素权重的步骤； 构建灰色物元深井底板突水风险分析模型的步骤； 确定深井底板突水风险分析阈值的步骤； 根据多个主控因素的数据、深井底板突水风险分析模型与深井底板突水风险分析阈值分析，获得深井底板突水临界条件的步骤。 所述的分析方法，其中，上述多个主控因素数据包括:水文地质状态、导水构造状态、底板隔水层状态、开采状态、深井状态。 所述的分析方法，其中，上述水文地质状态包括含水层水压力、含水层富水性和强水源补给度。 所述的分析方法，其中，上述开采状态包括开采厚度、开采深度、工作面斜长和推进步距。 所述的分析方法，其中，上述深井状态包括高地应力、高岩溶水压、高地温和强采动扰动。 所述的分析方法，其中，上述选取上述深井底板突水之多个主控因素的数据并确定各个主控因素权重的步骤包括: 采用层次分析法确定深井底板突水的主控因素及其权重，通过灰色关联度分析验证所确定的深井底板突水主控因素的正确性，对主控因素进行权重调整。 所述的分析方法，其中，上述层次分析法包括:构建深井底板突水影响因素的层次结构模型、构造判断矩阵、一致性检验；灰色关联度选取主控因素包括:确定关联指标、确定参数序列、计算关联系数、计算关联度以及关联度分析。 所述的分析方法，其中，选取权重排序前六的主控因素，权重排序前六的主控因素为含水层水压、含水层富水性、隔水层厚度、断层的导水性能、开采深度和底板应力状态；再采用灰色关联度分析确定主控因素的关联度并排序，选取关联度排后六的主控因素，后六的主控因素与权重排序前六的主控因素进行对比，验证权重排序前六的主控因素；对确定之权重排序前六的主控因素的权重进行归一化处理,得到主控因素的最终权重。 所述的分析方法，其中，上述构建灰色物元深井底板突水风险分析模型的步骤包括: 按照建立灰色物元矩阵、建立标准样本物元矩阵、构造关联系数灰色物元矩阵、计算关联度物元矩阵和安全度排序的流程对工程样本进行分析，得到工程样本底板突水量的预测值。 所述的分析方法，其中，上述确定深井底板突水风险分析阈值的步骤包括:运用灰色物元深井底板突水风险分析模型对突水量进行全面的工程样本进行分析，得到各个工程样本的关联值，通过关联值确定深井底板突水风险分析的分区阈值，用于确定信息不全面的工程样本发生底板突水的风险。 本专利技术提供的，对多个主控因素数据、确定各个主控因素权重、构建灰色物元深井底板突水风险分析模型与确定深井底板突水风险分析阈值等参数进行分析，获得深井底板突水临界条件，给具体的深井开采过程中防止底板突水提供数据基础，进而为提高深井开采的安全性提供技术支持。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术中分析方法的流程示意图。 【具体实施方式】 本专利技术提供了，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 本专利技术提供了，如图1所示的，其包括以下步骤: 采集深井底板突水之多个主控因素数据的步骤； 选取上述深井底板突水之多个主控因素的数据并确定各个主控因素权重的步骤； 构建灰色物元深井底板突水风险分析模型的步骤； 确定深井底板突水风险分析阈值的步骤； 根据多个主控因素的数据、深井底板突水风险分析模型与深井底板突水风险分析阈值分析，获得深井底板突水临界条件的步骤。 更进一步的，上述多个主控因素数据包括:水文地质状态、导水构造状态、底板隔水层状态、开采状态、深井状态。上述水文地质状态包括含水层水压力、含水层富水性和强水源补给度。上述开采状态包括开采厚度、开采深度、工作面斜长和推进步距。上述深井状态包括高地应力、高岩溶水压、高地温和强采动扰动。 在本专利技术的另一较佳实施例中，上述选取上述深井底板突水之多个主控因素的数据并确定各个主控因素权重的步骤包括: 采用层次分析法确定深井底板突水的主控因素及其权重，通过灰色关联度分析验证所确定的深井底板突水主控因素的正确性，对主控因素进行权重调整。 并且上述层次分析法包括:构建深井底板突水影响因素的层次结构模型、构造判断矩阵、一致性检验；灰色关联度选取主控因素包括:确定关联指标、确定参数序列、计算关联系数、计算关联度以及关联度分析。 更进一步的，选取权重排序前六的主控因素，权重排序前六的主控因素为含水层水压、含水层富水性、隔水层厚度、断层的导水性能、开采深度和底板应力状态；再采用灰色关联度分析确定主控因素的关联度并排序，选取关联度排后六的主控因素，后六的主控因素与权重排序前六的主控因素进行对比，验证权重排序前六的主控因素；对确定之权重排序前六的主控因素的权重进行归一化处理，得到主控因素的最终权重。 在本专利技术的另一较佳实施例中个，上述构建灰色物元深井底板突水风险分析模型的步骤包括: 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于深井底板突水风险的分析方法，其包括以下步骤：采集深井底板突水之多个主控因素数据的步骤；选取上述深井底板突水之多个主控因素的数据并确定各个主控因素权重的步骤；构建灰色物元深井底板突水风险分析模型的步骤；确定深井底板突水风险分析阈值的步骤；根据多个主控因素的数据、深井底板突水风险分析模型与深井底板突水风险分析阈值分析，获得深井底板突水临界条件的步骤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟韬，潘晓风，申建军，宋文成，刘士亮，谢祥祥，刘超，张茂鹏，穆殿瑞，宰慧，董文程，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37