一种深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价方法技术

本申请公开了一种深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价方法，包括：基于深井煤层底板含水层注浆加固效果的影响因素，形成评价指标体系；根据指标影响因素及矿区注浆经验，划分注浆效果等级级次及制定不同评价指标区间阈值；构建注浆加固效果等级评价的可拓物元模型，基于可拓物元模型得到评价指标的关联度矩阵；基于层次分析法得到评价指标的权重向量；基于关联度矩阵与评价指标的权重向量，得到评价指标与注浆加固效果等级之间的综合关联度；根据综合关联度确定深井煤层底板含水层注浆加固效果等级。本申请综合运用层次分析法和可拓物元理论，对煤层底板注浆加固效果等级进行定量化分析，评价过程简单合理、评价效果客观准确，易于实际应用。易于实际应用。易于实际应用。

【技术实现步骤摘要】
一种深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价方法


[0001]本专利技术涉及地下工程注浆效果评价
，特别是一种深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价方法。

技术介绍

[0002]随着煤田开采深度增大，煤炭资源开采进入下组煤开采阶段，一方面，下组煤与其下部奥灰含水层间隔较小，另一方面，奥灰含水层厚度大、岩溶发育完全、承压水压大，使得煤炭资源开采时工作面煤层底板普遍受到奥灰水害的威胁。
[0003]目前，煤层底板含水层注浆是加固防治奥灰水害的主要措施之一。底板注浆加固是施工注浆孔并对其注浆，浆液在外界压力作用下填满裂隙，凝结后的充填材料在岩体内形成新的网络骨架结构。注浆加固改善了岩体的力学性质，岩体密实度及强度明显增强，大大提高了底板岩层抵抗采动和高承压水破坏的能力，有助于“下三带”理论中保护层的连续性和完整性，有效防止底板含水层突水事件的发生。
[0004]而注浆属于隐蔽工程，注浆加固效果无法得到全面准确的验证，目前针对隧道、围岩等注浆效果检测的技术手段有钻探法、瞬变电磁法、地质雷达法等，对于煤矿采空区注浆检测技术主要为直流电法，但是上述方法都只是对注浆效果做出初步的定性分析，经验性强，缺乏定量的评判标准，且针对煤层开采底板注浆加固效果的评价目前难以获取各种不同方法的综合评价方法。因此，“如何评价底板含水层注浆效果”成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

技术实现思路

[0005]本申请提出了一种深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价方法，该方法综合运用可拓物元理论和层次分析法对煤层底板注浆加固效果进行综合评价，将注浆效果进行等级量化。
[0006]为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
[0007]一种深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价方法，包括以下步骤：
[0008]S1：获取深井煤层底板含水层注浆加固效果的影响因素，基于所述影响因素，形成评价指标体系；
[0009]S2：根据所述评价指标体系中的影响因素及矿区注浆经验，划分评价所述深井煤层底板含水层注浆加固效果等级级次，并制定不同所述注浆加固效果等级级次条件下不同所述评价指标体系的区间阈值；
[0010]S3：构建所述注浆加固效果等级评价的可拓物元模型，基于所述可拓物元模型得到所述评价指标的关联度矩阵；
[0011]S4：基于层次分析法得到所述评价指标的权重向量；
[0012]S5：基于所述关联度矩阵与所述评价指标的权重向量，得到所述评价指标与所述注浆加固效果等级级次之间的综合关联度；
[0013]S6：根据所述综合关联度确定所述深井煤层底板含水层注浆加固效果等级。
[0014]优选的，所述S1中，所述评价指标体系包含一级指标和二级指标；
[0015]其中所述一级指标为深井煤层底板含水层注浆加固效果；所述二级指标为突水系数、单孔平均注浆量、矿井涌水量、注浆压力、钻孔取芯RQD、瞬变电磁物探成果。
[0016]优选的，所述S2中，所述深井煤层底板含水层注浆加固效果等级级次包含：高等危险性、中等危险性、危险性较低、安全。
[0017]优选的，所述S3的具体方法为：
[0018]根据所述评价指标体系以及相应的所述评价指标体系的区间阈值，得到待测物元、经典域和节域；
[0019]根据确定的所述待测物元、所述经典域和所述节域，使用物元理论和可拓集合的理论，建立所述待测物元矩阵、所述经典域物元矩阵和所述节域物元矩阵；
[0020]将所述待测物元矩阵、所述经典域物元矩阵和所述节域物元矩阵通过关联函数转化求得关联度。
[0021]优选的，所述S4的具体过程为：根据所述评价指标的相对重要性构建判断矩阵；对所述判断矩阵进行一致性检验；依据所述判断矩阵得到所述评价指标的权重向量。
[0022]优选的，对所述判断矩阵进行一致性检验的具体过程为：计算一致性指标，计算平均随机一致性指标，计算随机一致比率，所述随机一致比率＝所述一致性指标/所述平均随机一致性指标，当所述随机一致比率＜0.1时，则所述判断矩阵的一致性可接受，否则，所述判断矩阵的一致性不可接受，重新构建所述判断矩阵并重新确定所述权重向量。
[0023]优选的，根据所述判断矩阵确定所述评价指标的权重向量的具体过程为：通过MATLAB中eig函数计算所述判断矩阵的最大特征根及所述最大特征根对应的特征向量；对所述特征向量进行归一化处理，得到所述评价指标的权重向量。
[0024]优选的，所述S5中所述综合关联度K
j
(P0)为：
[0025][0026]式中，w
i
为第i项特征的权重；K
j
(P0)为待评单元P0属于j级的综合关联度。
[0027]本申请的有益效果为：
[0028]本申请针对影响深井煤层底板含水层注浆加固效果评价的复杂因素提出了一种深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价方法，运用可拓物元理论，基于层次分析法建立二级评价数学模型，计算出评价体系中各因素的影响权值，将人的主观性进行数学表达；从突水系数、单孔平均注浆量、矿井涌水量、注浆压力、钻孔取芯RQD、瞬变电磁物探成果六个方面考量，分析更为细致全面；对注浆效果进行等级量化使注浆效果等级评价更加客观准确。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本申请实施例中一种深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价方法的流
程示意图；
[0031]图2为本申请实施例中深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价指标体系示意图；
[0032]图3为本申请实施例中运用层次分析法计算评价指标体系的权重向量的实施流程图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0034]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
[0035]本实施例一：如图1所示，是本专利技术基于层次分析法和可拓物元理论建立的注浆效果等级评价方法的实施流程图，包括以下步骤：
[0036]S1：获取深井煤层底板含水层注浆加固效果的影响因素，基于影响因素，形成评价指标体系；如图2所示，图2是深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价指标体系示意图。
[0037]S2：根据评价指标体系中的影响因素及矿区注浆经验，划分评价深井煤层底板含水层注浆加固效果等级级次，并制定不同注浆加固效果等级级次条件下不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取深井煤层底板含水层注浆加固效果的影响因素，基于所述影响因素，形成评价指标体系；S2：根据所述评价指标体系中的影响因素及矿区注浆经验，划分评价所述深井煤层底板含水层注浆加固效果等级级次，并制定不同所述注浆加固效果等级级次条件下不同所述评价指标体系的区间阈值；S3：构建所述注浆加固效果等级评价的可拓物元模型，基于所述可拓物元模型得到所述评价指标的关联度矩阵；S4：基于层次分析法得到所述评价指标的权重向量；S5：基于所述关联度矩阵与所述评价指标的权重向量，得到所述评价指标与所述注浆加固效果等级级次之间的综合关联度；S6：根据所述综合关联度确定所述深井煤层底板含水层注浆加固效果等级。2.根据权利要求1所述的深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价方法，其特征在于，所述S1中，所述评价指标体系包含一级指标和二级指标；其中所述一级指标为深井煤层底板含水层注浆加固效果；所述二级指标为突水系数、单孔平均注浆量、矿井涌水量、注浆压力、钻孔取芯RQD、瞬变电磁物探成果。3.根据权利要求1所述的深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价方法，其特征在于，所述S2中，所述深井煤层底板含水层注浆加固效果等级级次包含：高等危险性、中等危险性、危险性较低、安全。4.根据权利要求1所述的深井煤层底板含水层注浆加固效果等级评价方法，其特征在于，所述S3的具体方法为：根据所述评价指标体系以及相应的所述评价指标体系的区间阈值，得到待测物元、经典域和节域；根据确定的所述待测物元、所述经典域和所述节域，使用物元理论和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小磊，王皓，慕松利，陈攀，柳昭星，韩久方，赵凯，赵大伟，牛博，靳泽森，王志光，李牧阳，
申请(专利权)人：焦作煤业集团新乡能源有限公司，
类型：发明
国别省市：