[发明专利]一种覆岩垂向离层预测方法

权利要求书

1.一种覆岩垂向离层预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:在煤炭开采前，对采区覆岩进行地质勘探，钻孔取岩芯，获得每个的岩层的厚度m、RQD值、煤层开采厚度h；

S2：测试每个岩层的单轴抗压强度σ；

S3：对于煤层直接顶上方的任意岩层A来说，带入如下公式中进行计算出判断值y，

其中，l_a为岩层A底界面至煤层开采厚度上界面的距离，单位m，σ_a为岩层A的单轴抗压强度，单位MPa；σ_b为岩层A的相邻下岩层的单轴抗压强度，单位MPa；m_a为岩层A的厚度，单位m；m_b为岩层A的相邻下岩层的厚度，单位m；m_max为上覆岩层中的单个岩层最大厚度，单位m；RQD为岩层A的RQD值；c₁、c₂、c₃、c₄分别为RQD、的权重系数；c₅为经验补偿常数；

S4：判断若y≥1，则岩层A与其相邻下岩层之间可能形成离层；若y1，则岩层A与其相邻下岩层之间不会离层。

2.根据权利要求1所述的一种覆岩垂向离层预测方法，其特征在于，所述c₁、c₂、c₃、c₄的计算方式如下：

(1)建立判断矩阵；针对各层次因素之间的相互影响程度不同问题，建立判断矩阵A＝(a_ij)_n×n，将各因素进行相互比较，以此评价各因素的相对重要性；

采用T.L.Satty提出的1～9标度法，通过的方法引用数字1～9及其倒数作为标度来对每个因素所起作用大小进行相对重要性评价，即建立公式(5-1)判断矩阵T：

(2)一致性检验及结果；判断矩阵T构造完成后，需运用如下数学方法进行层次单排列，将矩阵按列归一化，其中i，j＝1，2，...，n，其中计算方法如下：

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

将归一化后的矩阵按公式(5-3)进行求和后，利用其对应的特征方程解出相应的特征向量W，将其归一化，求得向量A＝(a₁,a₂,...,a_n)^T为特征向量；然后代入式(5-4)得出判断矩阵T的最大特征值λ_max；

在公式(5-4)中，

进行判断矩阵的随机性与一致性检验，计算方法如下：

公式(5-6)、公式(5-7)中：

m为阶数；

λ_max—矩阵最大特征值；

CI—一致性指标，表示判断矩阵不一致程度；

RI—平均随机一致性指标；

RI只与矩阵阶数有关，当随机一致性比例CR＜0.1时，判断矩阵具有令人满意的一致性，否则需要对调节矩阵T的取值；

由上述确定权重的方法，计算得到各因子的权重，计算得到CR＝0.0115＜0.1，即判断矩阵非常合理，所得到的指标权重可信度高，最终计算出c₁＝0.2772、c₂＝0.0954、c₃＝0.1601、c₄＝0.4673。

3.根据权利要求1所述的一种覆岩垂向离层预测方法，其特征在于，经验补偿常数c₅依照地质条件的复杂程度取0.1～0.15，地质条件的复杂程度越高，经验补偿常数c₅取值越高。