矿井未采区构造相对复杂程度的相对熵预测方法技术

本发明专利技术公开了一种矿井未采区构造相对复杂程度的相对熵预测方法。该预测方法通过获取已采区的评价指标数据，主要是根据褶曲类型、断层数量和断层规模这三个构造类型指标数据，计算出已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S，然后将已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S和非构造类型指标数据代入公式S＝β0+β1x1+...+βpxp以计算出关系参数βp和关系常数β0；所述关系参数βp经验证后，再将所述关系参数βp和关系常数β0以及矿区井田未采区的非构造类型指标数据Xp代入S'＝β0+β1X1+…+βpXp计算矿区井田未采区相对构造复杂程度的相对熵S'；最后利用构造相对复杂程度与相对熵的关系对照表来判断矿区井田未采区构造相对复杂程度的相对熵S'相对应的复杂程度等级。该预测方法操作简单，并且良好的预测效果。

Relative entropy prediction method of relative complexity of mining area in mine

The invention discloses a relative entropy prediction method for relatively complicated structure degree in a mine without mining area. The prediction method by obtaining the evaluation index data in the mining areas, mainly according to the fault type, fault and fold number scale of the three structural types of index data, compute the relative entropy of the mining area structure complexity of the actual value of S, then it would have been relatively complex mining degree of relative entropy of the actual value of S and non structural the type of index data into the formula S = 0+ 1x1+ + beta beta beta... PXP to calculate the relationship between the parameters and constants of beta P beta 0; the relationship between the parameter P after verification, then the relationship between the parameters and constants of beta P beta 0 and not in the mine field of non structural data into Xp type indicator S'= 0+ beta beta 1X1+... Beta + pXp calculation mine field structure relative entropy S'is relatively complex; the relationship between the structure is relatively complex and the degree of relative entropy table to determine the mine field structure relative entropy S' is the complexity of the corresponding complex degree. The prediction method is simple to operate and has good prediction results.

【技术实现步骤摘要】
矿井未采区构造相对复杂程度的相对熵预测方法
本专利技术属于矿井开采
，具体是涉及一种矿井未采区构造相对复杂程度的相对熵预测方法。
技术介绍
煤矿机械化开采工艺的使用，需要首先对开采地质条件进行评价预测，而矿井地质构造是开采地质条件中最主要的因素，矿井地质构造会影响煤矿采掘部署和安全开采，矿井构造的复杂程度不仅决定了煤矿井型设计和开拓方式的选择，还对矿井突水、围岩变形、煤与瓦斯突出有着重要影响。因此，对矿井构造复杂程度的评价预测是现代化矿井建设的重要组成部分。矿井构造定量评价是在构造规律研究基础上，选取合适的定量指标，采用恰当的数学模型，以计算机技术为手段，对矿井不同区段的构造复杂程度作出定量化的评判，并划分出相应的构造等级。目前，地质构造复杂程度的定量评价研究独特方法，如等性块段指数法、人工智能方法、模糊数学法、几何分形法和聚类法等，这些方法存在一定的局限性，不是很完善。煤矿的地质构造形态一般为断层和褶曲，这些构造在煤矿已经开采揭露的区域已经探明，但在未采区内则未探明。如何依据已采区内地质构造复杂程度的评价结果预测未采区内的情况，仍需要进行相关的研究工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种矿井未采区构造相对复杂程度的相对熵预测方法。该预测方法能够根据矿井已采区构造相对复杂程度的相对熵计算出同一矿井未采区构造相对复杂程度的相对熵，从而可以判断出矿井未采区构造相对复杂程度。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：矿井未采区构造相对复杂程度的相对熵预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将矿区井田已采区划分为由多个单元格构成的已采区网格状等性块段；步骤二、通过所述已采区网格状等性块段获取所述矿区井田已采区的评价指标数据,所述评价指标数据包括褶曲类型、断层数量、断层规模、煤层厚度、煤层厚度异常指数、上覆砂岩厚度、煤层顶板岩性、煤层底板标高、煤层底板标高异常指数和煤层底板等高线条数，其中，所述褶曲类型、断层数量和断层规模统称为构造类型指标数据，所述煤层厚度、煤层厚度异常指数、上覆砂岩厚度、煤层顶板岩性、煤层底板标高、煤层底板标高异常指数和煤层底板等高线条数统称为非构造类型指标数据；步骤三、根据所述构造类型指标数据计算所述矿区井田已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S；步骤四、根据所述矿区井田已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S在所述等性块段上画出等值线以形成构造相对复杂程度区分图，并建立构造相对复杂程度与相对熵的关系对照表，所述构造相对复杂程度分为复杂、中等和简单三种等级；步骤五、根据矿区井田已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S与矿区井田已采区非构造类型指标数据xp，获取公式S＝β0+β1x1+…+βpxp中的关系参数βp和关系常数β0；步骤六、验证关系参数βp：由于所述关系参数βp为估计值，即将所述关系参数βp代入公式计算所述矿区井田已采区构造相对复杂程度相对熵的计算值根据构造相对复杂程度与所述相对熵的关系对照表判断所述相对熵的计算值和相对熵实际值S是否属于同一构造相对复杂程度等级，如是，则无需调整关系参数βp，如否，则调整关系参数βp；步骤七、将矿区井田未采区划分为由多个单元格构成的未采区网格状等性块段；步骤八、通过所述未采区网格状等性块段获取所述矿区井田未采区的煤层厚度、煤层厚度异常指数、上覆砂岩厚度、煤层顶板岩性、煤层底板标高、煤层底板标高异常指数和煤层底板等高线条数等非构造类型指标数据；步骤九、将所述矿区井田未采区的非构造类型指标数据Xp代入公式S'＝β0+β1X1+…+βpXp计算矿区井田未采区构造相对复杂程度的相对熵S'；步骤十、利用构造相对复杂程度与相对熵的关系对照表来判断与所述矿区井田未采区构造相对复杂程度的相对熵S'相对应的复杂程度等级。上述的矿井未采区构造相对复杂程度的相对熵预测方法，其特征在于，步骤三中计算所述矿区井田已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S时，具体包括以下步骤：步骤301、制作构造类型指标数据的熵值计算赋值表，所述熵值计算赋值表是根据权重对断层规模中的大型断层、中型断层和小型断层以及单斜型褶曲类型、向斜型褶曲类型、背斜型褶曲类型和断层总条数进行赋值；步骤302、制作矿区井田已采区的评价指标数据的统计信息表，并根据所述熵值计算赋值表对所述统计信息表中的构造类型指标数据进行赋值；步骤303、通过公式计算所述矿区井田已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S，其中n为5，以表示褶曲类型、断层总条数、大型断层条数、中型断层条数和小型断层条数这五种具体构造类型指标数据i的数目，Pi为褶曲类型、断层总条数、大型断层条数、中型断层条数和小型断层条数这五种具体构造类型指标数据i出现的概率，具体的其中X为根据所述熵值计算赋值表给构造类型指标数据的赋值，i为各构造类型所对应的数目。上述的矿井未采区构造相对复杂程度的相对熵预测方法，其特征在于:所述单元格的形状为正方形，大小为200m×200m，方向为与矿井工作面推进方向平行和垂直两个方向。上述的矿井未采区构造相对复杂程度的相对熵预测方法，其特征在于:在获取所述已采区网格状等性块段的评价指标数据和所述矿区井田未采区网格状等性块段的评价指标数据时采用以下步骤：步骤S1、确定等性块段单元格中心点处的坐标，具体是：首先借助计算机辅助制图软件AutoCAD，用线段连接等性块段各单元格的中心点；然后选取所述线段，采用查询命令，得到单元格中心点坐标，将其保存为文本文档；步骤S2、获取各评价指标数据等值线，具体是：借助地理数据网格化绘图软件Surfer,根据目标区域内钻孔揭露的数据，采用克里格插值法，依据目标区域横坐标、纵坐标范围，绘制各评价指标数据等值线，得到相应的网格文件，将其保存为文本文档；步骤S3、获取等性块段单元格中心点处的各评价指标数据，具体是：借助地理信息系统MapGIS，利用地理信息系统MapGIS中的空间分析功能打开步骤S2中地理数据网格化绘图软件Surfer得到的文本文档，将其保存为网格文件，利用地理信息系统MapGIS中的图像处理功能打开所述网格文件，并选取步骤S1中通过AutoCAD软件得到的文本文档数据，从而获取单元格中心点处各评价指标数据。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术的预测方法在对矿区井田已经开采揭露的区域的构造相对复杂程度进行评价的基础上，结合统计的井田所划分等性块段内评价指标数据，对同一矿井内未开采揭露的区域的构造相对复杂程度进行预测。2、采用本专利技术的预测方法，能根据矿区井田未开采区域揭露的地质条件，针对不同相对复杂程度采取不同的开采方式和开采参数，为矿井安全高效开采提供一定的技术依据。3、本专利技术该预测方法通过获取已采区的评价指标数据，主要是根据褶曲类型、断层数量和断层规模这三个构造类型指标数据，计算出已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S，然后将所述已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S和非构造类型指标数据代入公式S＝β0+β1x1+…+βpxp以计算出关系参数βp和关系常数β0；所述关系参数βp经验证后，再将所述关系参数βp和关系常数β0以及矿区井田未采区的非构造类型指标数据Xp代入S'＝β0+β1X1+…+βpXp计算矿区井田未采区构造相对复杂程度的相对熵S本文档来自技高网...

【技术保护点】
矿井未采区构造相对复杂程度的相对熵预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将矿区井田已采区划分为由多个单元格构成的已采区网格状等性块段；步骤二、通过所述已采区网格状等性块段获取所述矿区井田已采区的评价指标数据,所述评价指标数据包括褶曲类型、断层数量、断层规模、煤层厚度、煤层厚度异常指数、上覆砂岩厚度、煤层顶板岩性、煤层底板标高、煤层底板标高异常指数和煤层底板等高线条数，其中，所述褶曲类型、断层数量和断层规模统称为构造类型指标数据，所述煤层厚度、煤层厚度异常指数、上覆砂岩厚度、煤层顶板岩性、煤层底板标高、煤层底板标高异常指数和煤层底板等高线条数统称为非构造类型指标数据；步骤三、根据所述构造类型指标数据计算所述矿区井田已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S；步骤四、根据所述矿区井田已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S在所述等性块段上画出等值线，以形成构造相对复杂程度分区图，并建立构造相对复杂程度与相对熵的关系对照表，所述构造相对复杂程度分为复杂、中等和简单三种等级；步骤五、根据矿区井田已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S与矿区井田已采区非构造类型指标数据xp，获取公式S＝β0+β1x1+...+βpxp中的关系参数βp和关系常数β0；步骤六、验证关系参数βp：由于所述关系参数βp为估计值，即将所述关系参数βp代入公式...

【技术特征摘要】
1.矿井未采区构造相对复杂程度的相对熵预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将矿区井田已采区划分为由多个单元格构成的已采区网格状等性块段；步骤二、通过所述已采区网格状等性块段获取所述矿区井田已采区的评价指标数据,所述评价指标数据包括褶曲类型、断层数量、断层规模、煤层厚度、煤层厚度异常指数、上覆砂岩厚度、煤层顶板岩性、煤层底板标高、煤层底板标高异常指数和煤层底板等高线条数，其中，所述褶曲类型、断层数量和断层规模统称为构造类型指标数据，所述煤层厚度、煤层厚度异常指数、上覆砂岩厚度、煤层顶板岩性、煤层底板标高、煤层底板标高异常指数和煤层底板等高线条数统称为非构造类型指标数据；步骤三、根据所述构造类型指标数据计算所述矿区井田已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S；步骤四、根据所述矿区井田已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S在所述等性块段上画出等值线，以形成构造相对复杂程度分区图，并建立构造相对复杂程度与相对熵的关系对照表，所述构造相对复杂程度分为复杂、中等和简单三种等级；步骤五、根据矿区井田已采区构造相对复杂程度的相对熵实际值S与矿区井田已采区非构造类型指标数据xp，获取公式S＝β0+β1x1+...+βpxp中的关系参数βp和关系常数β0；步骤六、验证关系参数βp：由于所述关系参数βp为估计值，即将所述关系参数βp代入公式计算所述矿区井田已采区构造相对复杂程度相对熵的计算值根据构造相对复杂程度与所述相对熵的关系对照表判断所述相对熵的计算值和相对熵实际值S是否属于同一构造相对复杂程度等级，如是，则无需调整关系参数βp，如否，则调整关系参数βp；步骤七、将矿区井田未采区划分为由多个单元格构成的未采区网格状等性块段；步骤八、通过所述未采区网格状等性块段获取所述矿区井田未采区的煤层厚度、煤层厚度异常指数、上覆砂岩厚度、煤层顶板岩性、煤层底板标高、煤层底板标高异常指数和煤层底板等高线条数等非构造类型指标数据；步骤九、将所述矿区井田未采区的非构造类型指标数据Xp代入公式S'＝β0+β1X1+...+βpXp计算矿区井田未采区构造相对复杂程度的相对熵S'；步骤十、利用构造相对复杂程度与相对熵的关系对照表来判断与所述矿区井田未采区构造相对复杂程度的相对熵S'相对应的复杂程度等级。2.根据权利要求1所述的矿井未采区构造相对复杂程度的相对熵预测方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜荣军，夏玉成，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61