基于瓦斯地质综合指标的瓦斯地质复杂程度评价方法技术

本发明专利技术提供一种基于瓦斯地质综合指标的瓦斯地质复杂程度评价方法，本发明专利技术利用瓦斯地质基础数据，综合地质构造、瓦斯和煤体结构三方面因素构建瓦斯地质综合指标，用来评价瓦斯地质复杂程度。避免了传统采用单一或者某几种因素评价瓦斯地质复杂程度的局限性，而是综合考虑瓦斯赋存环境所包含的所有因素，实现了瓦斯地质复杂程度半定量化评价的新途径，为快速和简便预测煤层煤与瓦斯突出危险程度奠定基础。本发明专利技术的瓦斯地质复杂程度评价方法简单、易操作，更加科学、系统，能更加精确的反应瓦斯地质复杂程度，为矿井更加科学的施工布置提供了方向，可得到大力的推广使用。

The method of evaluating the complexity of gas geology based on the comprehensive gas geology index

The present invention provides a method of evaluation based on degree of complex gas geological indexes of gas geology, the gas geological data, three comprehensive geological structure, gas and coal structure factors to construct a comprehensive index of gas geology, to evaluate the complexity of gas geology. To avoid the limitation of the traditional single or a few factors to evaluate the gas geological complexity, but the combination of all factors of gas occurrence environment considered included, to achieve a new way of gas geology complexity of semi quantitative evaluation, lay the foundation for the rapid and simple prediction of coal and gas outburst danger degree. The evaluation method of gas geology complexity is simple, easy to operate, more scientific and systematic, and it can more accurately reflect the complexity of gas geology. It provides a direction for more scientific construction layout of mines, and can be widely promoted and used.

【技术实现步骤摘要】
基于瓦斯地质综合指标的瓦斯地质复杂程度评价方法
本专利技术属于煤矿安全
，涉及煤矿瓦斯防治技术，具体涉及一种基于瓦斯地质综合指标的瓦斯地质复杂程度评价方法。
技术介绍
瓦斯防治工作是我国煤矿安全工作的重中之重，随着瓦斯灾害防治研究的不断深入，从瓦斯地质角度研究瓦斯灾害，特别是煤与瓦斯突出机理和及其预测预报越来越引起重视。研究发现，煤层瓦斯赋存的瓦斯地质条件越复杂，煤与瓦斯突出危险性越大。目前，瓦斯地质研究主要是通过研究区域地质构造及其演化对煤田瓦斯赋存的影响，定性(或定量)地研究某一种或几种因素对煤层瓦斯赋存的影响。但是在同一地质区域内，瓦斯地质复杂程度是由地质构造、煤体结构、瓦斯等因素的综合控制，仅通过一种或几种因素无法全面评价地质单元的瓦斯地质复杂程度。传统瓦斯地质分析方法没有完善、明确的瓦斯地质单元划分技术，从而只能片面的评价瓦斯地质复杂程度，对地质的复杂程度没有精准的评价把握，这些问题造成瓦斯赋存预测或煤与瓦斯突出预测与开采工作不相对应(对瓦斯情况的误判)，必然造成施工过程中出现多重问题，浪费成本资源，同时煤矿安全工作得不到保证。因此，如何系统、科学地定量评价煤矿地质单元的瓦斯地质复杂程度，是煤矿瓦斯地质规律研究精准化的关键，亟待需要提供一种精确性高的瓦斯地质复杂程度评价方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术无法定量评价煤矿地质单元的瓦斯地质复杂程度的不足，对瓦斯地质情况的误判造成施工成本高及安全性差等问题缺陷，提出一种基于瓦斯地质综合指标的瓦斯地质复杂程度评价方法。本专利技术通过构建瓦斯地质综合指标，根据瓦斯地质综合指标区间对瓦斯地质复杂程度进行分级，使瓦斯地质复杂程度的量化评价更加科学、系统。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于瓦斯地质综合指标的瓦斯地质复杂程度评价方法，所述瓦斯地质复杂程度评价方法包括以下步骤：1)将煤田划分为N个地质单元，其中N＞1；2)对步骤1)中划分出的N个地质单元分别进行瓦斯地质综合指标，即构建地质单元i(1≤i≤N)的瓦斯地质综合指标；所述瓦斯地质综合指标包括多级别指标因子，其中，一部分级别指标因子包含量化函数；收集并整理资料对量化函数进行求解计算；3)对步骤2)中求解计算后的所述量化函数按照从小到大排列并依次划分为n个区间进行赋值，其中n＞1；4)结合步骤2)和步骤3)对每一级别的指标因子进行逐级计算，求得瓦斯地质综合指标值；5)对步骤1)中的N个地质单元均分别得出瓦斯地质综合指标值；6)然后根据步骤5)中求解出的各个地质单元的瓦斯地质综合指标，绘制出矿井瓦斯地质综合指标等值线图；7)对地质单元的瓦斯地质综合指标值进行区间划分、分级，定义各级别瓦斯地质综合指标对应的瓦斯地质复杂程度，对矿井的瓦斯地质进行评价。如上所述的瓦斯地质复杂程度评价方法，优选地，步骤2)中，所述瓦斯地质综合指标中的多级别指标因子包括3个级别指标因子；所述3个级别指标因子是由一级指标因子、二级指标因子和三级指标因子组成，且所述二级指标因子或所述三级指标因子包含有量化函数。如上所述的瓦斯地质复杂程度评价方法，优选地，所述瓦斯地质综合指标中包括3个所述一级指标因子，该3个所述一级指标因子分别为地质构造指标I1i、瓦斯指标I2i和煤体结构指标I3i；所述地质构造指标I1i包括2个所述二级指标因子，该2个所述二级指标因子分别为构造指标I11i和地质指标I12i；所述构造指标I11i包括2个所述三级指标因子，该2个所述三级指标因子分别为断层指标I111i和褶皱指标I112i；所述地质指标I12i包括3个所述三级指标因子，该3个所述三级指标因子分别为埋深指标I121i、基岩指标I122i和围岩指标I123i；所述瓦斯指标I2i包括2个所述二级指标因子，该2个所述二级指标因子分别为瓦斯含量指标I21i和瓦斯压力指标I22i；所述煤体结构指标I3i包括5个所述二级指标因子，该5个所述二级指标因子分别为煤层指标I31i、构造煤指标I32i、坚固性指标I33i、瓦斯放散特性指标I34i和变质程度指标I35i；所述煤层指标I31i包括2个所述三级指标因子，该2个所述三级指标因子分别为煤厚指标I311i和揉皱指标I312i。如上所述的瓦斯地质复杂程度评价方法，优选地，所述二级指标因子中的瓦斯含量指标I21i、瓦斯压力指标I22i、构造煤指标I32i、坚固性指标I33i、瓦斯放散特性指标I34i和变质程度指标I35i均包含有量化函数；所述三级指标因子中的断层指标I111i、褶皱指标I112i、埋深指标I121i、基岩指标I122i、围岩指标I123i、煤厚指标I311i、揉皱指标I312i均包含有量化函数。如上所述的瓦斯地质复杂程度评价方法，优选地，所述瓦斯含量指标I21i的量化函数包括瓦斯含量；所述瓦斯压力指标I22i的量化函数包括瓦斯压力；所述构造煤指标I32i的量化函数包括构造煤厚度；所述坚固性指标I33i的量化函数包括坚固性系数；所述瓦斯放散特性指标I34i的量化函数包括瓦斯放散初速度；所述变质程度指标I35i的量化函数包括挥发分和挥发分梯度。如上所述的瓦斯地质复杂程度评价方法，优选地，所述断层指标I111i的量化函数包括破碎面积、主应力夹角和断层密度；所述褶皱指标I112i的量化函数包括褶皱复杂系数；所述埋深指标I121i的量化函数包括埋深和埋深梯度；所述基岩指标I122i的量化函数包括基岩厚度和基岩厚度梯度；所述围岩指标I123i的量化函数包括围岩等效厚度；所述煤厚指标I311i的量化函数包括煤层厚度和煤层厚度梯度；所述揉皱指标I312i的量化函数包括揉皱系数。如上所述的瓦斯地质复杂程度评价方法，优选地，所述二级指标因子或所述三级指标因子与各自对应包含的量化函数满足如下关系式：所述三级指标因子与所述二级指标因子的关系式为：所述二级指标因子与所述一级指标因子的关系式为：所述瓦斯地质综合指标与所述一级指标因子关系式为：上述式子中，q为二级指标因子或三级指标因子中各自对应包含的量化函数的个数；fjk(l)i(x)为二级指标因子或三级指标因子的量化函数；l为二级指标因子中对应包括的三级指标因子的编号，l＝1，2.....p；p为二级指标因子中包括的三级指标因子的个数；j为一级指标因子中对应的编号，j＝1，2，3；k为一级指标因子对应包括的二级指标因子的编号，k＝1，2.....m；m为一级指标因子包括的二级指标的个数。i为瓦斯地质单元编号，i＝1，2，3...N。Ijk(l)i为二级指标因子或三级指标因子；Ijki为二级指标因子；Iji为一级指标因子；GCIi为瓦斯地质综合指标。如上所述的瓦斯地质复杂程度评价方法，优选地，步骤7)中，将瓦斯地质综合指标划分为3个区间值，瓦斯地质综合指标等级为低、中和高，瓦斯地质复杂程度为简单、复杂和极复杂，具体如下：区间A：0-0.3，该区间A对应瓦斯地质综合指标等级为低，该区间A对应瓦斯地质复杂程度等级为简单；区间B：0.3-0.6，该区间B对应瓦斯地质综合指标等级为中，该区间B对应瓦斯地质复杂程度等级为复杂；区间C：0.6-1.0，该区间C对应瓦斯地质综合指标等级为高，该区间C对应瓦斯地质复杂程度等级为极复杂。与最接近的现有技术相比，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于瓦斯地质综合指标的瓦斯地质复杂程度评价方法，其特征在于，所述瓦斯地质复杂程度评价方法包括以下步骤：1)将煤田划分为N个地质单元，其中N＞1；2)对步骤1)中划分出的N个地质单元分别进行瓦斯地质综合指标，即构建地质单元i(1≤i≤N)的瓦斯地质综合指标；所述瓦斯地质综合指标包括多级别指标因子，其中，一部分级别指标因子包含量化函数；收集并整理资料对量化函数进行求解计算；3)对步骤2)中求解计算后的所述量化函数按照从小到大排列并依次划分为n个区间进行赋值，其中n＞1；4)结合步骤2)和步骤3)对每一级别的指标因子进行逐级计算，求得瓦斯地质综合指标值；5)对步骤1)中的N个地质单元均分别得出瓦斯地质综合指标值；6)然后根据步骤5)中求解出的各个地质单元的瓦斯地质综合指标，绘制出矿井瓦斯地质综合指标等值线图；7)对地质单元的瓦斯地质综合指标值进行区间划分、分级，定义各级别瓦斯地质综合指标对应的瓦斯地质复杂程度，对矿井的瓦斯地质进行评价。

【技术特征摘要】
1.一种基于瓦斯地质综合指标的瓦斯地质复杂程度评价方法，其特征在于，所述瓦斯地质复杂程度评价方法包括以下步骤：1)将煤田划分为N个地质单元，其中N＞1；2)对步骤1)中划分出的N个地质单元分别进行瓦斯地质综合指标，即构建地质单元i(1≤i≤N)的瓦斯地质综合指标；所述瓦斯地质综合指标包括多级别指标因子，其中，一部分级别指标因子包含量化函数；收集并整理资料对量化函数进行求解计算；3)对步骤2)中求解计算后的所述量化函数按照从小到大排列并依次划分为n个区间进行赋值，其中n＞1；4)结合步骤2)和步骤3)对每一级别的指标因子进行逐级计算，求得瓦斯地质综合指标值；5)对步骤1)中的N个地质单元均分别得出瓦斯地质综合指标值；6)然后根据步骤5)中求解出的各个地质单元的瓦斯地质综合指标，绘制出矿井瓦斯地质综合指标等值线图；7)对地质单元的瓦斯地质综合指标值进行区间划分、分级，定义各级别瓦斯地质综合指标对应的瓦斯地质复杂程度，对矿井的瓦斯地质进行评价。2.如权利要求1所述的瓦斯地质复杂程度评价方法，其特征在于，步骤2)中，所述瓦斯地质综合指标中的多级别指标因子包括3个级别指标因子；所述3个级别指标因子是由一级指标因子、二级指标因子和三级指标因子组成，且所述二级指标因子或所述三级指标因子包含有量化函数。3.如权利要求2所述的瓦斯地质复杂程度评价方法，其特征在于，所述瓦斯地质综合指标中包括3个所述一级指标因子，该3个所述一级指标因子分别为地质构造指标I1i、瓦斯指标I2i和煤体结构指标I3i；所述地质构造指标I1i包括2个所述二级指标因子，该2个所述二级指标因子分别为构造指标I11i和地质指标I12i；所述构造指标I11i包括2个所述三级指标因子，该2个所述三级指标因子分别为断层指标I111i和褶皱指标I112i；所述地质指标I12i包括3个所述三级指标因子，该3个所述三级指标因子分别为埋深指标I121i、基岩指标I122i和围岩指标I123i；所述瓦斯指标I2i包括2个所述二级指标因子，该2个所述二级指标因子分别为瓦斯含量指标I21i和瓦斯压力指标I22i；所述煤体结构指标I3i包括5个所述二级指标因子，该5个所述二级指标因子分别为煤层指标I31i、构造煤指标I32i、坚固性指标I33i、瓦斯放散特性指标I34i和变质程度指标I35i；所述煤层指标I31i包括2个所述三级指标因子，该2个所述三级指标因子分别为煤厚指标I311i和揉皱指标I312i。4.如权利要求3所述的瓦斯地质复杂程度评价方法，其特征在于，所述二级指标因子中的瓦斯含量指标I21i、瓦斯压力指标I22i、构造煤指标I32i、坚固性指标I33i、瓦斯放散特性指标I34i和变质程度指标I35i均包含有量化函数；所述三级指标因子...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏国营，秦宾宾，亢方超，贾天让，闫江伟，冯阵东，王永军，王蔚，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41