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为进一步提高煤矿区煤与煤层气共采效率，需要对现阶段煤与煤层气协调开发模式进行优化决策。针对该问题，以晋城矿区为研究对象，基于层次规划思想提出了“采煤工作面→采区→矿井”三层级煤与煤层气协调开发模式优化决策思路。

界定了采煤工作面煤与煤层气开发三区域范围，采用了非线性规划数学方法构建了采煤工作面煤与煤层气协调开发模式优化决策理论。有关非线性规划的深入研究可以参考非线性规划和Matlab线性非线性规划优化算法，这些资源提供了数学建模和优化算法的详细说明。

基于三区域时长控制的关键因素，建立了三区域时长控制机制，并明确了特殊阶段转换的临界指标。这个机制通过系统分析和归纳演绎法，从安全性、经济性、资源效益性三个方面构建了采煤工作面煤与煤层气协调开发效果评价指标体系及评价考核标准。对寺河煤矿东五盘区5301采煤工作面的煤与煤层气协调开发效果进行了定量评价应用，验证了评价指标体系具有良好的现场适用性。

在煤层气开发技术和煤层气赋存条件的基础上，采用了BP神经网络算法，建立了煤层气开采量预测模型。以寺河煤矿地面垂直井和井下顺层长钻孔为煤层气开采技术代表，进行了现场操作性的分析论证，具体技术细节可以参阅MATLAB优化工具箱解线性规划非线性规划。

以三区域时长控制机制为纽带，以煤与煤层气开发全生命周期资源量守恒定律为本构模型，引入煤层气开采量预测模型，构建了以三区域时长为最基本待求解变量的采煤工作面煤与煤层气协调开发模式。