(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110190571.6 (22)申请日 2021.02.18 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113033954 A (43)申请公布日 2021.06.25 (73)专利权人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 (72)发明人 邹全乐　陈子涵　许文杰　文沛然　 张天诚　甯彦皓　刘涵　张碧川　 (74)专利代理 机构 重庆缙云专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 50237 专利代理师 王翔　马健 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06F 30/27(2020.01)G06K 9/62(2022.01) G06Q 50/02(2012.01) G06F 111/10(2020.01) (56)对比文件 CN 111815196 A,2020.10.23 CN 10485 0897 A,2015.08.19 审查员 王黎 (54)发明名称 一种煤与煤层气协调开发智能决策方法 (57)摘要 发明提供一种煤与煤层气协调开发智能决 策方法。 该方法根据评价结果构建预测模型， 通 过优化算法实现对协调开发过程精 准优化， 实现 智能决策， 并将整个决策过程封装成软件。 该方 法建立了量化评估模型， 推进了规划工作由粗放 型向精益化的转变， 大大提高了煤与煤层气协调 开发管理水平， 显著提高了煤与煤层气协调开发 效益。 权利要求书3页 说明书10页 附图3页 CN 113033954 B 2022.09.06 CN 113033954 B 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权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113033954 B 2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Dmax； 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。 2.根据权利要求1所述的一种煤与煤层气协调开发智能决策方法， 其特征在于： 步骤3) 中， 利用贝叶斯网络搭建煤炭开采体系评价网络， 代入煤炭开采体系的评价参数， 获得煤炭 开采体系参数评价权 重 λ1及煤炭开采体系效率 值Y1； Y1＝ λ1x1+b1 (1) 式中， x1为煤炭开采体系各参数向量化合集； b1为煤炭开采系统贝叶斯网络评价所得函 数调整值； 利用贝叶斯网络搭建煤层气抽采体系评价网络， 代入煤层气抽采体系的评价参数， 获 得煤炭开采体系参数评价权 重 λ2及煤炭开采体系效率 值Y2； Y2＝ λ2x2+b2 (2) 式中， x2为煤层气抽采体系各参数向量化合集； b2为煤层气系统贝叶斯网络评价所得函 数调整值。 3.根据权利要求1所述的一种煤与煤层气协调开发智能决策方法， 其特征在于： 步骤4) 中， 煤与煤层气耦合协调度D的计算公式如式(3)所示；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113033954 B 3