[發明專利]一種覆巖垂向離層預測方法

有效

• 申請號: 201910587081.2
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110472273B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 喬偉;程香港;江傳文;李路;倪磊;虞澤全
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

1.一種覆巖垂向離層預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1:在煤炭開采前，對采區覆巖進行地質勘探，鉆孔取巖芯，獲得每個的巖層的厚度m、RQD值、煤層開采厚度h；

S2：測試每個巖層的單軸抗壓強度σ；

S3：對于煤層直接頂上方的任意巖層A來說，帶入如下公式中進行計算出判斷值y，

其中，l_a為巖層A底界面至煤層開采厚度上界面的距離，單位m，σ_a為巖層A的單軸抗壓強度，單位MPa；σ_b為巖層A的相鄰下巖層的單軸抗壓強度，單位MPa；m_a為巖層A的厚度，單位m；m_b為巖層A的相鄰下巖層的厚度，單位m；m_max為上覆巖層中的單個巖層最大厚度，單位m；RQD為巖層A的RQD值；c₁、c₂、c₃、c₄分別為RQD、的權重系數；c₅為經驗補償常數；

S4：判斷若y≥1，則巖層A與其相鄰下巖層之間可能形成離層；若y1，則巖層A與其相鄰下巖層之間不會離層。

2.根據權利要求1所述的一種覆巖垂向離層預測方法，其特征在于，所述c₁、c₂、c₃、c₄的計算方式如下：

(1)建立判斷矩陣；針對各層次因素之間的相互影響程度不同問題，建立判斷矩陣A＝(a_ij)_n×n，將各因素進行相互比較，以此評價各因素的相對重要性；

采用T.L.Satty提出的1～9標度法，通過的方法引用數字1～9及其倒數作為標度來對每個因素所起作用大小進行相對重要性評價，即建立公式(5-1)判斷矩陣T：

(2)一致性檢驗及結果；判斷矩陣T構造完成后，需運用如下數學方法進行層次單排列，將矩陣按列歸一化，其中i，j＝1，2，...，n，其中計算方法如下：

其中，x_ij是矩陣T中的值，按照矩陣T的方式，x_ij代表了第i行，第j列的數；

將歸一化后的矩陣按公式(5-3)進行求和后，利用其對應的特征方程解出相應的特征向量W，將其歸一化，求得向量A＝(a₁,a₂,...,a_n)^T為特征向量；然后代入式(5-4)得出判斷矩陣T的最大特征值λ_max；

在公式(5-4)中，

進行判斷矩陣的隨機性與一致性檢驗，計算方法如下：

公式(5-6)、公式(5-7)中：

m為階數；

λ_max—矩陣最大特征值；

CI—一致性指標，表示判斷矩陣不一致程度；

RI—平均隨機一致性指標；

RI只與矩陣階數有關，當隨機一致性比例CR＜0.1時，判斷矩陣具有令人滿意的一致性，否則需要對調節矩陣T的取值；

由上述確定權重的方法，計算得到各因子的權重，計算得到CR＝0.0115＜0.1，即判斷矩陣非常合理，所得到的指標權重可信度高，最終計算出c₁＝0.2772、c₂＝0.0954、c₃＝0.1601、c₄＝0.4673。

3.根據權利要求1所述的一種覆巖垂向離層預測方法，其特征在于，經驗補償常數c₅依照地質條件的復雜程度取0.1～0.15，地質條件的復雜程度越高，經驗補償常數c₅取值越高。