[發明專利]深豎井工程突水災害多源信息評價方法

在審

• 申請號: 202011063586.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112241835A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 紀洪廣;張同釗;張月征;由爽;向鵬;劉力源;王軼民
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種深豎井工程突水災害多源信息評價方法，屬于礦井突水風險評價技術領域。該方法首先建立多元信息評價體系，然后對原始指標進行無量綱化，再計算影響因素的權重，最后構建突水危險性評價模型。該方法根據影響豎井突水風險的因素建立突水風險評價指標體系，并給出不同影響因素的測試方法，之后運用層次分析法確定不同因素的權重大小，最后基于多源信息集模型對豎井突水危險性進行評價。其中，選取構造裂隙帶、斷層破碎帶、富水性、突水點、導水性、地應力建立多元信息的評價體系。本發明解決了單一因素分析過程中的偶然性誤差，提供了更加全面準確的分析方法，為施工決策提供了可靠的依據，實用性更強。

技術領域

本發明涉及礦井突水風險評價技術領域，特別是指一種深豎井工程突水災害多源信息評價方法。

背景技術

隨著淺部礦產資源的枯竭，金屬礦山轉入深部開采，深豎井是深井開采的咽喉部位，是聯通地表與井下的主要通道。豎井施工從上到下穿越不同地質構造，當施工遭遇含水層、斷裂破碎帶、導水斷層等復雜地質環境時，極易發生井筒突水事故，造成人員傷亡、設備損壞、工期延誤，甚至淹井等嚴重后果，帶來巨大的經濟和財產損失。郭屯煤礦主井、鶴崗鳥山煤礦風井、龍固煤礦2號主井、新元煤礦風井等井筒施工過程中均遭遇嚴重的突水事故，帶來了巨大的經濟損失，豎井突水風險已經成為豎井建設過程中的第一環境工程風險。因此，在施工建設過程中，準確判斷突水點對于提前決策，采取有效的控制措施具有重要意義。

預測預報是突水風險動態管理與控制的重要內容之一，也決定了能否有效降低突水風險事故發生可能性與災害損失。目前的突水預測大多集中在頂底板和隧道方面，針對建井初期豎井的突水預測方法較少。初期評價是開挖施工前在工程地質勘測的基礎上針對即將施工區域水文與工程地質資料進行風險評價的基礎性工作。初次評估是對孕險環境潛在風險概率和損傷的評估，為施工組織設計提供可靠依據。而當前豎井突水地層風險評價停留在簡單的地質分析方面，通過單一數據進行評價。這主要是由于當前突水風險評價方法中所需的數據通過鉆孔地質勘探很難獲得，亟需建立適用于豎井突水預測的方法，構建相應的指標體系。因此，本發明通過分析影響突水災害的關鍵因素，并給出了相應因素的測量和分析方法，建立了一種豎井突水危險性評價方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種深豎井工程突水災害多源信息評價方法。

該方法包括步驟如下：

(1)建立多元信息評價體系：

基于深豎井突水風險影響的因素及數據獲取的難易程度，選取構造裂隙帶、斷層破碎帶、富水性、突水點、導水性、地應力六個影響因素作為評價指標，建立多元信息的評價體系；

(2)對原始指標進行無量綱化：

由于評價指標具有不同的量綱或者評價標準，為根除產生的指標不可公度性、便于計算，按下表將評價指標進行無量綱化處理：

不同評價指標特征取值

(3)計算影響因素的權重：

根據層次分析法比較標度準則，兩兩因素做比較得判斷矩陣：

按方根法求權重，具體過程如下：

①求判斷矩陣行積的n次方根：其中i＝1，2，3，4，5，6，n為階數；W為特征向量，a_ij為對于目標元素而言，A_i對A_j相對重要性的數值體現；

②歸一化：其中i＝1，2，3，4，5，6，通過計算得到權重向量W_i＝(0.0420，0.1216，0.2412，0.4571，0.0691，0.0691)^T

其中，W_i為影響因素權重系數；