CN103364533B - 一种煤矿承压含水层上开采底板扰动破坏程度的分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿承压含水层上开采底板扰动破坏程度的分析方法，分析步骤如下：选取底板扰动破坏深度和底板扰动破坏面积为定量评价底板扰动破坏程度的评价指标；确定底板扰动破坏深度h和扰动破坏深度为h时的扰动破坏面积S；分别构造底板扰动破坏深度隶属函数μ和扰动破坏面积隶属函数η；计算得出底板扰动破坏程度隶属度λ；建立煤矿承压含水层上开采底板扰动破坏程度的分析计算模型。本发明从空间上评价了底板的扰动破坏程度，可更为准确的反映底板的扰动破坏情况。本发明可根据具体评价结果，准确的评价承压含水层上开采的安全性。较以往相比，考虑了更多的影响因素，使评价结果更具有科学性。

Description

一种煤矿承压含水层上开采底板扰动破坏程度的分析方法

技术领域

本发明涉及一种煤矿承压含水层上开采底板扰动破坏程度的分析方法，属于采矿工程技术领域。

背景技术

承压含水层上煤层开采的安全性，关键取决于底板的扰动破坏程度。目前《煤矿防治水工作条例》中承压含水层上开采的安全性的评价标准和原则主要是的突水安全系数(修正后的突水安全系数考虑了矿山压力对底板的破坏等)，但突水系数只是将底板扰动破坏的最大深度作为评价指标，缺少对底板扰动破坏范围等因素的分析研究，不能准确的评价底板的扰动破坏情况，从而给承压含水层上煤层的开采带来危险性，有可能引发突水事故，严重时甚至造成淹井事故。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种煤矿承压含水层上开采底板扰动破坏程度的分析方法。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种煤矿承压含水层上开采底板扰动破坏程度的分析方法，分析步骤如下：

(1)、选取底板扰动破坏深度和底板扰动破坏面积为定量评价底板扰动破坏程度的评价指标；

(2)、根据煤层开采后的钻探或物探资料，确定底板扰动破坏深度h和扰动破坏深度为h时的扰动破坏面积S；

(3)、分别构造底板扰动破坏深度隶属函数μ和扰动破坏面积隶属函数η；

底板扰动破坏深度隶属函数为：

$\mathrm{\&mu;}=\left\{\begin{array}{cc}0& h\&le;0\\ \frac{h}{H}& 0<h<H\\ 1& h\&GreaterEqual;H\end{array}\right.$

式中：μ为底板扰动破坏深度隶属度；h为底板扰动破坏深度，m；H为底板保护层厚度，m；

底板扰动破坏面积隶属函数为：

式中：η为底板扰动破坏区面积隶属度；S为底板扰动破坏深度为h时的扰动破坏区平面面积，m²；S_采空区为采空区平面面积，m²；

为综合评价底板的扰动破坏程度，对μ、η进行叠加计算，建立煤矿承压含水层上开采底板扰动破坏程度分析计算模型：

λ＝αμ+βη

式中：λ为底板扰动破坏程度总隶属度；α为μ的权重；β为η的权重。

(4)、α和β的取值是一种常数性质的系数取值，首先根据矿井的实际地质情况对α和β的初值进行直接选取，然后进行多次叠加试算，综合分析后选定权重α和β；最后计算得出底板扰动破坏程度隶属度λ；

(5)、以底板扰动破坏程度总隶属度λ的大小来评价底板的扰动破坏程度，λ值越大，底板扰动破坏越严重，反之越小。

本发明从空间上评价了底板的扰动破坏程度，可更为准确的反映底板的扰动破坏情况。本发明可根据具体评价结果，准确的评价承压含水层上开采的安全性。较以往相比，考虑了更多的影响因素，使评价结果更具有科学性。

具体实施方式

为更加清晰地描述本发明的技术方案、优点及实用性，下面对本发明的具体实施方式进行完整描述：

(1)、选取底板扰动破坏深度和底板扰动破坏面积为定量评价底板扰动破坏程度的评价指标；

(2)、根据煤层开采后的钻探或物探资料，确定底板扰动破坏深度h和扰动破坏深度为h时的扰动破坏面积S；

(3)、分别构造底板扰动破坏深度隶属函数μ和扰动破坏面积隶属函数η；

评价底板扰动破坏程度的因素考虑扰动破坏深度和扰动破坏面积，并分别构造了相应的隶属函数。

底板扰动破坏深度隶属函数为：

$\mathrm{\&mu;}=\left\{\begin{array}{cc}0& h\&le;0\\ \frac{h}{H}& 0<h<H\\ 1& h\&GreaterEqual;H\end{array}\right.$

式中：μ为底板扰动破坏深度隶属度；h为底板扰动破坏深度，m；H为底板保护层厚度，m。

底板扰动破坏面积隶属函数为：

式中：η为底板扰动破坏区面积隶属度；S为底板扰动破坏深度为h时的扰动破坏区平面面积，m²；S_采空区为采空区平面面积，m²。

为综合评价底板的扰动破坏程度，对μ、η进行叠加计算，建立煤矿承压含水层上开采底板扰动破坏程度分析计算模型：

λ＝αμ+βη

式中：λ为底板扰动破坏程度总隶属度；α为μ的权重；β为η的权重。

(4)、α和β的取值是一种常数性质的系数取值，首先根据矿井的实际地质情况对α和β的初值进行直接选取，然后进行多次叠加试算，综合分析后选定权重α和β；最后计算得出底板扰动破坏程度隶属度λ；

(5)、以底板扰动破坏程度总隶属度λ的大小来评价底板的扰动破坏程度，λ值越大，底板扰动破坏越严重，反之越小。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种煤矿承压含水层上开采底板扰动破坏程度的分析方法，其特征在于：分析步骤如下：

(1)、选取底板扰动破坏深度和底板扰动破坏面积为定量评价底板扰动破坏程度的评价指标；

(2)、根据煤层开采后的钻探或物探资料，确定底板扰动破坏深度h和扰动破坏深度为h时的扰动破坏面积S；

(3)、分别构造底板扰动破坏深度隶属函数μ和扰动破坏面积隶属函数η；

底板扰动破坏深度隶属函数为：

$\mathrm{\&mu;}=\left\{\begin{array}{cc}0& h\&le;0\\ \frac{h}{H}& 0<h<H\\ 1& h\&GreaterEqual;H\end{array}\right.$

式中：μ为底板扰动破坏深度隶属度；h为底板扰动破坏深度，m；H为底板保护层厚度，m；

底板扰动破坏面积隶属函数为：

式中：η为底板扰动破坏区面积隶属度；S为底板扰动破坏深度为h时的扰动破坏区平面面积，m²；S_采空区为采空区平面面积，m²；

为综合评价底板的扰动破坏程度，对μ、η进行叠加计算，建立煤矿承压含水层上开采底板扰动破坏程度分析计算模型：

λ＝αμ+βη

式中：λ为底板扰动破坏程度总隶属度；α为μ的权重；β为η的权重；

(4)、α和β的取值是一种常数性质的系数取值，首先根据矿井的实际地质情况对α和β的初值进行直接选取，然后进行多次叠加试算，综合分析后选定权重α和β，最后计算得出底板扰动破坏程度隶属度λ；

(5)、以底板扰动破坏程度总隶属度λ的大小来评价底板的扰动破坏程度，λ值越大，底板扰动破坏越严重，反之越小。