基于模糊数学的煤矿地面注浆效果网格化定量评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于模糊数学的煤矿地面注浆效果网格化定量评价方法，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
基于模糊数学的煤矿地面注浆效果网格化定量评价方法


：
[0001]本专利技术涉及一种煤矿区域治理注浆效果评价技术，特别是涉及一种基于模糊数学的煤矿地面区域治理工程注浆效果网格化定量评价方法
。

技术介绍

：
[0002]我国华北型煤田主采石炭
‑
二叠纪煤层，开采过程中普遍受到底板灰岩含水层水害威胁，水害事故时有发生，底板注浆加固一直是煤层带压开采的主要工程技术手段
。
随着我国华北型煤田浅部资源开采殆尽，深部煤炭资源受底板灰岩岩溶水害威胁严重
。
基于顺层定向钻孔注浆改造的超前区域治理技术已经成为底板水害防治的重要手段，为深部煤炭资源安全高效开采提供有力保障
。
[0003]注浆工程具有隐蔽特性，很难直接观察注浆过程和注浆效果
。
现有地面区域治理评价方法主要存在以下问题：
(1)
评价过程多采用多个单因素对注浆效果进行评价，欠缺系统的评价标准；
(2)
由于大采长薄层灰岩水害地面区域治理工程涉及的因素较多，使得现有的注浆效果评价方法较为片面，评价指标及评价标准等级划分不确定，评价结果存在较大误差，影响了工程施工方案的制定，并在一定程度上制约了工程的推广应用
。
[0004]为了进一步提高地面区域治理工程体系技术水平，解决评价过程中存在的问题，亟需对注浆效果评价体系进行更加全面
、
准确的研究，建立可靠的地面区域治理效果评价体系
。

技术实现思路

：
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计合理
、
评价准确且更加全面的基于模糊数学的煤矿地面注浆效果网格化定量评价方法
。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种基于模糊数学的煤矿地面注浆效果网格化定量评价方法，包括以下步骤：
[0008]a、
数据采集：采集煤层底板目标治理层注浆前后的工程数据，包括目标治理层关键地质因素
、
地面区域治理关键工程因素两大类因素，具体数据指标有断层迹线长度
、
钻孔漏失量
、
注浆前压水试验吸水率
、
钻孔密度分维值
、
顺层率
、
注浆量六个指标；
[0009]b、
网格划分：将煤矿治理区域划分为若干个网格，对各网格内不同指标进行系统分析，得到不同指标在治理区的变化特征；
[0010]c、
模糊数学评价：利用模糊数学理论对对评价指标进行数学描述和量化分析，将各变量原始数据进行归一化处理后计算各自的隶属度，将隶属度与权重相乘求和得到最终评价结果，实现煤矿地面区域注浆效果定量化评估；
[0011]d、
分析和评估注浆效果：将各个网格的评价结果进行综合分析，得到地面区域治理效果评分等值线图，利用综合评分
0.7
划分治理安全区与薄弱区，并对薄弱区提出优化注浆建议
。
[0012]进一步地
:
步骤
b
中，将治理区域按照固定边长划分若干网格
。
[0013]进一步地
:
步骤
d
中，安全区与薄弱区的划分界限将由治理后实际钻探以及物探结果进一步验证
。
[0014]本专利技术的有益效果是：
[0015]1、
本专利技术综合考虑各个因素对注浆效果可能产生的影响，进行可视化
、
定量化的评估，可以快速准确地评价煤矿区域的注浆效果，以避免注浆效果不佳所带来的安全风险，为煤矿区域注浆工作提供科学依据
。
[0016]2、
本专利技术考虑到治理目标层地质因素
、
地面区域治理工程因素，建立的评价指标体系更加全面
、
合理，运用模糊数学理论，能够有效处理评价指标间的模糊性和不确定性，提高评价结果的可靠性
。
[0017]3、
本专利技术采用网格化评估方法，实现注浆效果的定量化
、
可视化评估，为煤矿注浆效果的检测
、
分析提供了一种新的思路和方法
。
[0018]4、
本专利技术对每个网格内的注浆影响因素以及综合注浆效果均可进行评价，其中，网格的大小可以根据具体情况进行调整，以实现精细化评价
。
[0019]5、
本专利技术设计合理，对注浆效果进行更加准确
、
客观的评估和分析，实现煤矿区域注浆效果可视化
、
定量化评估，推广后具有良好的经济效益
。
附图说明
：
[0020]图1为
L8灰岩断层分布与网格划分示意图；
[0021]图2为分维网格划分示意图；
[0022]图3为注浆效果评价结果示意图
。
具体实施方式
：
[0023]实施例：参见图1‑
图
3。
[0024]河南龙宇能源股份有限公司陈四楼矿
1997
年
11
月6日建成投产，核定生产能力为
450
万吨
/
年
。
矿区内构造裂隙发育，地质类型为极复杂类型，水文地质类型为中等
。
矿井目前主采煤二2煤，二2煤底板太原组上段灰岩含水层岩溶发育
、
补给性好
、
水压高，对矿井生产造成严重威胁
。
矿井历史上曾发生过数次突水，突水水源均为太原组灰岩水
。
[0025]陈四楼煤矿南翼深部采区位于陈四楼向斜构造区域，地质构造复杂，二2煤层底板隔水层受太原组上段灰岩含水层静水压力达
7.2MPa
，太原组上段岩溶裂隙发育
、
富水性强
。
为减少井下防治水工程量
、
缩短水害治理工期，提高水害治理效果，确保工作面快速
、
高效掘进，保证矿井采掘安全和正常接替，矿井委托中煤科工西安研究院在南九采区
2901
和
2903
工作面实施地面区域治理工程，对二2煤层底板太原组上段薄层灰岩水害进行治理
。
[0026]针对以上工况，本专利技术提供的一种基于模糊数学的煤矿地面区域注浆效果网格化定量评价方法，包括以下步骤：
[0027]1)
数据采集，建立注浆效果评价系统：采集煤层底板目标治理层注浆前后的工程数据，包括目标治理层关键地质因素
、
地面区域治理关键工程因素两大类因素，具体数据指标有断层迹线长度
、
钻孔漏失量
、
注浆前压水试验吸水率
、
钻孔密度分维值
、
顺层率
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于模糊数学的煤矿地面注浆效果网格化定量评价方法，其特征是
:
包括以下步骤：
a、
数据采集：采集煤层底板目标治理层注浆前后的工程数据，包括目标治理层关键地质因素
、
地面区域治理关键工程因素两大类因素，具体数据指标有断层迹线长度
、
钻孔漏失量
、
注浆前压水试验吸水率
、
钻孔密度分维值
、
顺层率
、
注浆量六个指标；
b、
网格划分：将煤矿治理区域划分为若干个网格，对各网格内不同指标进行系统分析，得到不同指标在治理区的变化特征；
c、
模糊数学评价：利用模糊数学理论对对评价指标进行数学描述和量化分析，将各变量原始数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，李飞，张文康，郑士田，聂济刚，戴磊，王琦，赵伟，朱英丽，刘洲，吴佩，沈冰，王浩民，张振，陈方圆，李文江，冉德立，马振海，许高峰，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：