[发明专利]一种煤与煤层气协调开发智能决策方法

权利要求书

1.一种煤与煤层气协调开发智能决策方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立煤与煤层气协调开发评价指标体系；其中，所述煤与煤层气协调开发评价指标体系包括煤炭开采评价指标组A₁和煤层气抽采评价指标组A₂；

所述煤炭开采评价指标组A₁内包括煤炭开采开拓区评价指标B₁和煤炭开采生产区评价指标B₂2个二级指标；所述煤炭开采开拓区评价指标B₁下设煤炭开采开拓区资源因素C₁₁、煤炭开采开拓区技术因素C₁₂、煤炭开采开拓区安全因素C₁₃和煤炭开采开拓区经济因素C₁₄4个三级指标；所述煤炭开采开拓区资源因素C₁₁包括开拓区开采煤量D₁₁₁、单位时间内开拓区掘进量D₁₁₂和开拓区煤炭开采时长与煤层气抽采时长比值D₁₁₃3个四级指标；所述煤炭开采开拓区技术因素C₁₂包括掘进巷道总长度D₁₂₁、掘进工艺D₁₂₂和掘进速度D₁₂₃3个四级指标；所述煤炭开采开拓区安全因素C₁₃包括开拓区生产时长比例D₁₃₁和掘进工作面煤层气浓度D₁₃₂2个四级指标；所述煤炭开采开拓区经济因素C₁₄包括开拓区生产时长D₁₄₁、开拓区开采煤量D₁₁₁和开拓区采煤资金投入D₁₄₃3个四级指标；所述煤炭开采生产区评价指标B₂下设煤炭开采生产区资源因素C₂₁、煤炭开采生产区技术因素C₂₂、煤炭开采生产区安全因素C₂₃和煤炭开采生产区经济因素C₂₄4个三级指标；所述煤炭开采生产区资源因素C₂₁包括生产区煤炭开采量D₂₁₁、工作面煤炭开采率D₂₁₂和单位时间内生产区煤炭开采量D₂₁₃3个四级指标；所述煤炭开采生产区技术因素C₂₂包括采煤工艺D₂₂₁、工作面煤炭开采率D₂₁₂和单位时间内生产区煤炭开采量D₂₁₃3个四级指标；所述煤炭开采生产区安全因素C₂₃包括回采工作面煤层气浓度D₂₃₁、生产区煤炭开采时长D₂₃₂与煤层气抽采时长的比值和生产区生产时长比例D₂₃₃3个四级指标；所述煤炭开采生产区经济因素C₂₄包括生产区采煤资金投入D₂₄₁、生产区时长D₂₄₂和生产区煤炭开采量D₂₁₁3个四级指标；

所述煤层气抽采评价指标组A₂内包括煤层气抽采规划区评价指标B₃、煤层气抽采开拓区评价指标B₄和煤层气抽采生产区评价指标B₅3个二级指标；所述煤层气抽采规划区评价指标B₃下设煤层气抽采规划区资源因素C₃₁、煤层气抽采规划区技术因素C₃₂、煤层气抽采规划区安全因素C₃₃和煤层气抽采规划区经济因素C₃₄4个三级指标；所述煤层气抽采规划区资源因素C₃₁包括地面井抽采煤层气量D₃₁₁和单位时间内抽采煤层气量D₃₁₂2个四级指标；所述煤层气抽采规划区技术因素C₃₂包括地面井搭建时长D₃₂₁和地面井抽采煤层气量D₃₁₁2个四级指标；所述煤层气抽采规划区安全因素C₃₃包括规划区煤层气降低率D₃₃₁和规划区生产所用时长比例D₃₃₂2个四级指标；所述煤层气抽采规划区经济因素C₃₄包括地面井搭建耗费金额D₃₄₁、地面井抽采煤层气量D₃₁₁和地面井抽采时长D₃₄₂3个四级指标；所述煤层气抽采开拓区评价指标B₄下设煤层气抽采开拓区资源因素C₄₁、煤层气抽采开拓区技术因素C₄₂、煤层气抽采开拓区安全因素C₄₃和煤层气抽采开拓区经济因素C₄₄4个三级指标；所述煤层气抽采开拓区资源因素C₄₁包括开拓区单位时间抽采煤层气量D₄₁₁、开拓区抽采煤层气量D₄₁₂和开拓区煤炭开采时长与煤层气抽采时长比值D₁₁₃3个四级指标；所述煤层气抽采开拓区技术因素C₄₂包括开拓区抽采煤层气量D₄₁₂和开拓区井上下联合模式搭建时长D₄₂₁2个四级指标；所述煤层气抽采开拓区安全因素C₄₃包括开拓区生产时长比例D₁₃₁和开拓区煤层气降低率D₄₃₁2个四级指标；所述煤层气抽采开拓区经济因素C₄₄包括开拓区抽采煤层气量D₄₁₂、开拓区抽采煤层气设备资金投入D₄₄₁和开拓区生产时长D₁₄₁3个四级指标；所述煤层气抽采生产区评价指标B₅下设煤层气抽采生产区资源因素C₅₁、煤层气抽采生产区技术因素C₅₂、煤层气抽采生产区安全因素C₅₃和煤层气抽采生产区经济因素C₅₄4个三级指标；所述煤层气抽采生产区资源因素C₅₁包括生产区单位时间抽采煤层气量D₅₁₁、生产区抽采煤层气量D₅₁₂和生产区煤炭开采时长与煤层气抽采时长的比值D₂₃₂3个四级指标；所述煤层气抽采生产区技术因素C₅₂包括生产区井上下联合模式搭建时长D₅₂₁和生产区抽采煤层气量D₅₁₂2个四级指标；所述煤层气抽采生产区安全因素C₅₃包括生产区生产所用时长比例D₅₃₁和生产区煤层气降低率D₅₃₂2个四级指标；所述煤层气抽采生产区经济因素C₅₄包括生产区煤层气抽采设备资金投入D₅₄₁、生产区抽采煤层气量D₅₁₂和生产区时长D₂₄₂3个四级指标；

2)收集矿井煤炭开采评价指标参数值和矿井煤层气抽采评价指标参数；

3)将煤与煤层气协调开发评价指标体系各级指标作为节点构建煤与煤层气协调开发贝叶斯网络；所述煤与煤层气协调开发贝叶斯网络包括煤炭开采贝叶斯网络和煤层气抽采贝叶斯网络；将步骤2)和步骤3)中获取的煤炭开采评价指标参数与煤层气抽采评价指标参数带入煤炭开采贝叶斯网络和煤层气抽采贝叶斯网络中，得到煤炭开采效率值Y₁与煤层气抽采效率值Y₂；

4)将煤炭开采效率值与煤层气抽采效率值代入耦合协调度模型中，得到煤与煤层气协调开发耦合协调度D，并根据耦合协调度等级表对煤与煤层气耦合协调度D进行评价；

5)对矿上煤与煤层气协调开发过程进行模拟，得到煤与煤层气协调开发数值模型；并验证所构建数值模型的真实性；

6)采用单一变量法，改变煤与煤层气协调开发过程中的评价指标参数值，通过数值模拟得到模拟后其他评价指标参数值；并计算改变参数后煤与煤层气协调开发耦合协调度；将每一次改变后的指标参数、经过数值模拟后得到的指标参数和耦合协调度作为一组数据；

7)通过回归预测模型对步骤6)得到的多组数据进行训练，得到煤与煤层气协调开发预测模型，并对得到的预测模型进行测试，验证预测模型的可行性；

8)将煤与煤层气协调开发预测模型作为目标函数，通过优化算法寻找耦合协调度模型的全局最优值X＝(x₁，x₂)^T，从而得到耦合协调度最大值D_max；

9)将评价指标参数最优值与所研究煤矿煤与煤层气协调开发过程的评价指标进行比对，提出优化方法。