一种基于层次分析法的顶板爆破卸压效果评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于层次分析法的顶板爆破卸压效果评价方法，包括：确定影响煤矿顶板爆破卸压效果好坏的影响因素；确定各个影响因素的重要度指标，并基于层次分析法确定各个影响因素的权重；根据各个影响因素在实施爆破前后给定时间内相关统计指标的变化情况，确定各个影响因素的卸压效果区间指数；对各个影响因素的权重和卸压效果区间指数进行加权求和，得到评估结果；根据评估结果，对煤矿顶板爆破卸压效果分级。本发明专利技术能够对实施顶板爆破卸压措施后的效果进行检验和精准评价，降低冲击危险事件发生的可能，做到动力灾害精准预测。做到动力灾害精准预测。做到动力灾害精准预测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于层次分析法的顶板爆破卸压效果评价方法


[0001]本专利技术涉及煤矿安全生产
，更具体的说是涉及一种基于层次分析法的顶板爆破卸压效果评价方法。

技术介绍

[0002]近些年来，我国煤矿开采深度已达千米，随着开采深度的增加，深部矿井的地质条件也越加复杂，断层构造、褶曲构造、高地应力、坚硬顶板等多因素叠加对于煤矿的生产和安全造成严重影响，甚者，由于采动影响诱导的煤矿冲击地压事故频发，对于复杂地质条件下冲击地压防治相关技术的研发已经不容忽视。同时在坚硬顶板的开采条件下，针对具有冲击危险的区域使用超前工作面顶板爆破措施进行卸压的效果难以有效检验和精准评价，目前多数煤矿使用的顶板爆破卸压措施效率较低，无法对卸压效果准确定量把握，可能会导致非必需的二次卸压或卸压不足，威胁煤矿生产安全。
[0003]因此，如何对工作面回采过程中实施顶板爆破卸压措施后的效果进行检验和精准评价，降低冲击危险事件发生的可能，做到动力灾害精准预测，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于层次分析法的顶板爆破卸压效果评价方法，能够对实施顶板爆破卸压措施后的效果进行检验和精准评价，降低冲击危险事件发生的可能，做到动力灾害精准预测。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种基于层次分析法的顶板爆破卸压效果评价方法，其特征在于，包括：
[0007]确定影响煤矿顶板爆破卸压效果好坏的影响因素；
[0008]确定各个所述影响因素的重要度指标，并基于层次分析法确定各个所述影响因素的权重；
[0009]根据各个所述影响因素在实施爆破前后给定时间内相关统计指标的变化情况，确定各个所述影响因素的卸压效果区间指数；
[0010]对各个所述影响因素的权重和卸压效果区间指数进行加权求和，得到评估结果；
[0011]根据所述评估结果，对煤矿顶板爆破卸压效果分级。
[0012]进一步的，所述影响因素包括：微震能量变化情况、液压支架阻力变化情况和应力在线监测变化情况；
[0013]其中，所述微震能量变化情况为：通过矿区微震监测系统所监测到的微震能量大小在实施爆破前后给定时间内相关统计值的变化情况；
[0014]所述液压支架阻力变化情况为：通过矿区液压支架阻力监测系统所监测到的液压支架阻力大小在实施爆破前后给定时间内相关统计值的变化情况；
[0015]所述应力在线监测变化情况为：通过矿区在工作面超前应力集中区域内布置的钻
孔应力传感器监测到的应力大小在实施爆破前后给定时间内相关统计值的变化情况。
[0016]进一步的，通过计算所监测到的微震事件能量在实施爆破前后给定时间内平均值的变化情况，确定所述微震能量变化情况；监测到的微震事件能量在实施爆破前后给定时间内平均值的计算公式为：
[0017][0018]式中，Q
m
为实施爆破前给定时间内所监测的微震事件能量大小平均值；Q
m
'为实施爆破后给定时间内所监测的微震事件能量大小平均值；N
m
为实施爆破前所统计的给定时间内微震事件个数；N
m
'为实施爆破后所统计的给定时间内微震事件个数；Q
i
(i＝1,2,3,...,N
m
)为实施爆破前给定时间内对应微震事件的能量；Q
i
'(i＝1,2,3,...,N
m
')为实施爆破后给定时间内对应微震事件的能量。
[0019]进一步的，通过计算所监测到的液压支架工作阻力在实施爆破前后给定时间内平均值的变化情况，确定所述液压支架阻力变化情况；所监测到的液压支架工作阻力在实施爆破前后给定时间内平均值的计算公式为：
[0020][0021][0022][0023]上式中，N
s
为一侧大巷选取的液压支架个数；X为钻孔深度；Y为单个液压支架布置的占地长度，则两侧大巷选取的液压支架数量为2N
s
个；P
Si
为实施爆破前，2N
s
个液压支架中某个液压支架在给定时间内统计的工作阻力的平均值；P
Si
'在实施爆破后2N
s
个液压支架中某个液压支架在给定时间内统计的工作阻力的平均值；P
A
为实施爆破前2N
s
个液压支架工作阻力平均值的平均值；P
A
'为实施爆破后2N
s
个液压支架工作阻力平均值的平均值；N
i
为实施爆破前某个液压支架在给定时间内所统计的工作阻力数值个数；N
i
'为实施爆破后某个液压支架在给定时间内所统计的工作阻力数值个数。
[0024]进一步的，通过计算工作面超前应力集中区域内布置的钻孔应力传感器在实施爆破前后给定时间内的应力平均值，确定所述应力在线监测变化情况；爆破前后应力平均值的计算公式为：
[0025][0026]式中，P
H
为实施爆破前给定时间内工作面超前应力集中区域内应力在线监测平均值；P
H
′
为实施爆破后给定时间内工作面超前应力集中区域内应力在线监测平均值；N
H
为工作面超前应力集中区内钻孔应力传感器监测数据个数；P
i
实施爆破前给定时间内单次钻孔应力传感器监测的数据；P
i
′
为实施爆破后给定时间内单次钻孔应力传感器监测的数据。
[0027]进一步的，确定各个所述影响因素的重要度指标的计算公式为：
[0028][0029]式中，a
ij
为第i个元素和第j个元素的重要性之比；a
i
为第i个元素的重要性等级，a
j
为第j个元素的重要性等级，所述重要性等级根据层次分析法中量化的重要性等级范围确定。
[0030]进一步的，各个所述影响因素的卸压效果区间指数的确定过程为：
[0031]计算所述各个影响因素的相关统计指标在实施爆破前后给定时间内的变化情况，计算变化率，计算公式如下：
[0032][0033]式中，ω为变化率，P0为爆破前给定时间内相关统计值数值，P1为爆破后给定时间内相关统计值数值；
[0034]根据预先确定的指标体系确定计算得到的变化率所对应的卸压效果区间指数。
[0035]进一步的，所述预先确定的指标体系为：
[0036]当ω处于w1％～w2％时，卸压效果区间指数为1；当ω处于w2％～w3％时，卸压效果区间指数为4；当ω处于w3％～w4％时，卸压效果区间指数为8；当ω处于w4％～w5％时，卸压效果区间指数为16；当ω＞w5％时，卸压效果区间指数为32；其中0＜w1＜w2＜w3＜w4＜w5。
[0037]进一步的，所述评估结果的计算模型为：
[0038][0039]式中，C为顶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于层次分析法的顶板爆破卸压效果评价方法，其特征在于，包括：确定影响煤矿顶板爆破卸压效果好坏的影响因素；确定各个所述影响因素的重要度指标，并基于层次分析法确定各个所述影响因素的权重；根据各个所述影响因素在实施爆破前后给定时间内相关统计指标的变化情况，确定各个所述影响因素的卸压效果区间指数；对各个所述影响因素的权重和卸压效果区间指数进行加权求和，得到评估结果；根据所述评估结果，对煤矿顶板爆破卸压效果分级。2.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的顶板爆破卸压效果评价方法，其特征在于，所述影响因素包括：微震能量变化情况、液压支架阻力变化情况和应力在线监测变化情况；其中，所述微震能量变化情况为：通过矿区微震监测系统所监测到的微震能量大小在实施爆破前后给定时间内相关统计值的变化情况；所述液压支架阻力变化情况为：通过矿区液压支架阻力监测系统所监测到的液压支架阻力大小在实施爆破前后给定时间内相关统计值的变化情况；所述应力在线监测变化情况为：通过矿区在工作面超前应力集中区域内布置的钻孔应力传感器监测到的应力大小在实施爆破前后给定时间内相关统计值的变化情况。3.根据权利要求2所述的一种基于层次分析法的顶板爆破卸压效果评价方法，其特征在于，通过计算所监测到的微震事件能量在实施爆破前后给定时间内平均值的变化情况，确定所述微震能量变化情况；监测到的微震事件能量在实施爆破前后给定时间内平均值的计算公式为：式中，Q
m
为实施爆破前给定时间内所监测的微震事件能量大小平均值；Q
m
'为实施爆破后给定时间内所监测的微震事件能量大小平均值；N
m
为实施爆破前所统计的给定时间内微震事件个数；N
m
'为实施爆破后所统计的给定时间内微震事件个数；Q
i
(i＝1,2,3,...,N
m
)为实施爆破前给定时间内对应微震事件的能量；Q
i
'(i＝1,2,3,...,N
m
')为实施爆破后给定时间内对应微震事件的能量。4.根据权利要求1所述的一种基于层次分析法的顶板爆破卸压效果评价方法，其特征在于，通过计算所监测到的液压支架工作阻力在实施爆破前后给定时间内平均值的变化情况，确定所述液压支架阻力变化情况；所监测到的液压支架工作阻力在实施爆破前后给定时间内平均值的计算公式为：时间内平均值的计算公式为：时间内平均值的计算公式为：
上式中，N
s
为一侧大巷选取的液压支架个数；X为钻孔深度；Y为单个液压支架布置的占地长度，则两侧大巷选取的液压支架数量为2N
s
个；为实施爆破前，2N
s
个液压支架中某个液压支架在给定时间内统计的工作阻力的平均值；在实施爆破后2N
s
个液压支架中某个液压支架在给定时间内统计的工作阻力的平均值；P
A
为实施爆破前2N
s
个液压支架工作阻力平均值的平均值；P
A
'为实施爆破后2N
s
个液压支架工作阻力平均值的平均值；N

【专利技术属性】
技术研发人员：李家卓，刘舜，杨科，马衍坤，李松岳，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：