基于灰色理论的底板突水危险性评价

为了解决底板突水预测预报评价的难题,在建立煤层底板突水主控指标基础上,采用端点三角白化权函数和中心点三角白化权函数灰色评价对矿区某一小块进行评价,并通过比较得出中心点白化权函数灰色评价的结果更可靠。运用中心点白化权函数对古汉山矿底板突水危险性进行灰色评价分析,得出底板突水危险性分布图,同时对底板突水危险性趋势进行了预测。     

运用突水系数法和模糊聚类法综合评价煤层底板突水危险性

在综合分析煤层底板突水危险性影响因素的基础上,提取评价煤层底板突水危险性关键指标。为解决突水系数法评价煤层底板突水危险性的局限性,引入模糊聚类法综合评价煤层底板突水危险性。模糊聚类法综合考虑多种因素,解决了突水系数法评价中临界值的问题。以南屯下组煤十一采区为例,提取采深、隔水层厚度和水压为关键指标,运用突水系数法和模糊聚类法综合评价其底板突水危险性,对南屯下组煤开采奥灰水防治具有重要的指导意义。     

基于系统聚类法的底板突水危险性评价

在系统收集矿区水文地质资料的基础上,分析并确定影响煤层底板突水危险性的主要因素,采用系统聚类法解决突水系数法在评价煤层底板突水危险性上的局限性,发现研究区的异常点,提高判断煤层底板突水危险性的准确率。以小屯煤矿-190～-300 m水平研究区为例,综合考虑奥灰水压、隔水层厚度、开采深度等底板突水影响因素,利用系统聚类法和突水系数法综合评价研究区6煤底板突水危险性,为小屯煤矿有效制订防治水措施提供科学依据,对实现研究区6煤安全开采具有一定的指导意义。     

煤矿瓦斯爆炸事故演化危险性评价的AHP-GT模型及应用

分析了传统瓦斯危险性评价方法与模型存在的问题,通过对煤矿瓦斯爆炸“人-机-环境-管理”复杂非线性系统分析,建立生产人员素质因素、生产装备因素、环境条件因素、安全管理因素等4个大类和27个小类的危险性评价指标体系。在层次分析法和灰色聚类法等研究基础上,构建了煤矿瓦斯爆炸事故演化危险性评价的非线性多层次灰色评价模型(AHP-GT),确定了评价模型中评价灰类的等级数、灰数及白化权函数,根据评价灰类及白化权函数的非线性,修订了评价目标综合评价等级标准。给出了评价实例,评价结果符合实际。     

晋城成庄井田煤层气直井开发后煤层底板突水危险性评价

以晋城矿区成庄井田为依托,分析煤层气开发后煤层底板岩石破裂压力、地应力、煤层底板含水层水压和隔水层有效厚度等条件,建立了煤层气开发后煤层底板突水危险性评价理论与方法,揭示煤层气直井开发对煤炭开采底板突水影响机制。研究结果表明:煤层气井煤层底板完井深度和采动矿压与承压水的水压使煤层底板隔水层形成贯通的破裂,如果隔水层中的最小水平主应力大于承压水的水压,从应力方面,就不会发生突水,如果相反,就会发生突水;煤层气井煤层底板完井深度和采动矿压与承压水的水压未能使底板隔水层形成贯通的破裂,开采煤层承受的水压与煤层到主要含水层间有效隔水层厚度之比,决定了煤层底板突水危险性。根据煤层底板隔水层岩石破裂压力、水压和水压与隔水层厚度比值等关键参数,将煤层底板突水危险性划分为安全(Ⅰ)、中等安全(II)、安全性差或有危险(III)和安全性极差或极有危险(Ⅳ)4类。成庄井田太原组15号煤层距奥灰含水层间距小,且变化大,煤层气垂直井开发后煤炭开采受奥灰水威胁。如果9号煤层气完井深度与煤炭开采底板破坏深度15 m相同计算,煤层底板突水危险性主要为中等安全,仅在深部存在突水危险性;煤层气开发后3号煤层开采过程中不会发生底板突水。     

基于模糊集对分析法的底板突水危险性评价研究

为了对底板突水等级进行科学合理的评价,建立基于模糊集对分析法的底板突水危险性评价模型。首先,从地质构造、水文地质条件、底板隔水层条件、开采条件4个方面选取断裂密度、褶皱、断层导水性等13个指标构建底板突水危险性评价指标体系;其次,按照现有常用底板突水等级分类,将底板突水危险性分为4个等级;再次,通过各指标实际数值与1级标准比照求出各指标模糊联系度,并采取信息熵确定各指标权重,从而求出样本模糊联系度;最后,利用最大隶属度原则进行评价判断。该模型应用于肥城矿区5个地段,应用结果表明:基于模糊集对分析法的底板突水危险性评价模型能够与基于未确知测度理论的底板突水评价结果以及实际情况均能完全一致,能够应用于底板突水危险性评价中。     

深井煤层底板突水组合灰色物元理论预测

深井煤层底板突水是一个不断与外部环境进行物质、能量、信息交换的开放系统,具有协同性、自组织性、主控因素多、条件不准确的特点,为预测煤层底板突水,建立了深井煤层底板突水的主控指标体系,通过灰色关联分析选出9个主控因素,应用熵值函数法确定主控因素在突水过程中的权重,选取7个隶属函数和2个隶属度对主控因素指标进行规范处理.在此基础上,构建出线性灰色物元分析预测模型,应用该模型对5个样本进行分析,得到各预测样本的综合关联度,评价结果与实际情况一致,并利用-1和0当作阈值,据此确定了深井底板突水安全区、脆弱区和危险区.     

基于模糊层次分析的煤层底板陷落柱突水危险性评价研究

煤矿岩溶陷落柱是华北煤田广泛发育的特殊性地质,是影响煤矿突水的主要因素。为了对煤矿底板陷落柱煤层开采的危险性进行评价,通过对煤矿底板陷落柱突水的主要影响因素进行详细地分析,建立起包括含水层水文条件、底板隔水层条件、煤层开采条件和陷落柱自身构造条件4个一级评价指标,以及包括含水层水压、隔水层厚度、隔水层完整性、开采高度等二级评价指标因素的煤矿底板陷落柱突水综合评价体系。采用层次分析方法确定出评价模型中主要影响因素的赋权值,通过查阅相关文献资料得到模糊层次评估的安全等级标准。以某煤矿为研究对象,结合煤矿前期探测到的地质资料,确定煤矿突水综合评价体系的模糊集,运用模糊综合评价方法求得煤矿突水危险性的等级,并根据评估结果有针对性地提出改进措施和建议,保证煤矿正常的安全生产和经济效益。     

隔水层等效厚度的评价确定

矿井带压开采是解放受底板突水威胁的下组煤的有效方法之一,对下组煤底板突水危险性的评价是确保煤矿安全开采的重要手段,其中下组煤底板隔水层阻隔水能力的确定是评价矿井突水危险性的重要因素,但是在突水危险性评价中隔水层的等效厚度往往难以有效确定。为了评定隔水层等效厚度,以新阳井田为例,从岩性组合、岩层抗压强度与隔水能力、底板采动破坏深度等多个方面综合研究,最终确定评价了井田下组煤底板隔水层的等效厚度,为类似煤矿下组煤底板隔水层等效厚度的确定提供了综合的评价方法。     

煤层底板突水危险性的可拓评判及应用

为了全面评价煤层底板突水危险性,选取断层密度、断层导水性、裂隙发育程度、承压水水压、含水层富水性、岩溶发育程度、强水源补给、隔水层厚度、隔水层强度、隔水层完整性、开采厚度、开采深度、工作面斜长等13个因子作为影响底板突水的主要因素,以物元理论、可拓集合论和关联函数运算为基础,建立了煤矿开采底板突水危险性等级评价的物元模型。应用该模型对淮北某矿3612工作面底板突水危险性进行评价,验证了其正确性。选取近年来煤层底板突水的典型案例作进一步的应用分析,其结果与实际相吻合。基于可拓评判法的煤层底板突水危险性分类具有较高可靠度和实用性,研究结果为煤层底板突水危险性分类提供了一种新的思路和方法。     

大采深矿井开采底板突水防治对策探讨

针对X矿开采深部4#煤层底板突水问题,分析了该矿地质、水文地质条件,分别对工作面掘进和回采进行了危险性评价,并提出了利用奥灰局部疏水降压、增强煤层底板隔水层阻水能力、降低煤层底板破坏深度、构建开采期间底板突水预警系统来降低煤层底板突水风险的综合措施。     

煤层底板突水危险性AHP-Fisher判别分析模型

选取地质构造、水文地质、底板隔水层和开采条件4个方面的17个因子作为煤层底板突水危险性的评价指标。采用层次分析法(AHP)建立煤层底板突水危险性的评价指标体系,通过构造判断矩阵、层次排序与一致性检验提取影响煤层底板突水的主控因素。运用Fisher判别理论,以国内一些采煤工作面底板突水实测数据作为训练样本,建立了基于AHP-Fisher判别的煤层底板突水危险性评价模型,采用回代估计法检验模型的有效性,回判的误判率为0。工程应用表明,该评价模型所得结果与实际情况较为相符,具有良好的实用性和有效性。     

深部煤层底板突水危险性预测的PSO＿SVM模型

为了更好地预测深部煤层底板突水危险性,将深部煤层底板破坏深度多元非线性数学模型给出的预测值,与底板含水层水压力、隔水层厚度、工作面斜长、埋深4个因素相结合,共同作为深部煤层底板突水危险性预测的输入向量;运用PSO获取SVM的最优惩罚因子和核函数参数,建立了深部煤层底板突水危险性预测模型,并与突水系数法、马氏距离判别法、贝叶斯判别法的预测精度进行对比。结果表明:深部煤层底板破坏深度数学模型预测的准确度较高;考虑煤层底板采动破坏影响的深部煤层底板突水危险性预测模型,较好地预测了煤层底板突水危险性,其准确度相比于突水系数法、马氏距离判别法和贝叶斯判别法均较高。     

深部煤层底板突水危险性评价方法的研究

针对井下煤矿深部煤层开采过程中受到突水危险影响的情况,对突水的影响因素进行了研究。煤层底板下层含水层的富水程度和隔水层防水能力是影响突水发生的重要因素,伴随着开采的深入危险程度就逐渐增加。结合某煤矿深部煤层情况,运用突水系数法、数值模拟法及层次分析法三种方法对深部煤层的底板突水危险性进行评价,结果表明运用不同的突水危险评价方法,得出的结论也不同,突水系数法和层次分析法判别为有突水危险,另一种方法判别为安全,综合分析得出此深部煤层发生突水危险可能性较大。     

多模型融合评价煤层底板灰岩岩溶突水危险性

在我国华北型石炭—二叠系煤田中,煤层底板灰岩岩溶突水现象尤为突出。为准确地评价煤层底板灰岩岩溶突水危险性,防治煤矿水害事故,实现承压水体上煤层安全开采。基于未知测度-集对分析理论,选用含水层厚度、单位涌水量、充水含水层渗透性、水压、断层影响因子、含水层厚度、含水层岩性组合特征以及底板破坏深度8个指标评价煤层底板灰岩岩溶突水危险性。采用有序二元比较量化法和区间数模糊决策矩阵EA-TOPSIS排序模型分别确定煤层底板灰岩岩溶突水主控因素权重。在此基础之上,基于冲突证据理论将二者进行耦合,得到煤层底板灰岩岩溶突水主控因素组合权重,保证了对动态模型指标相对重要性的有效评价。基于未知测度-集对分析理论,构建单指标直线型未知测度函数及非直线型未知测度函数,并以新汶煤田煤层开采为例,将30个监测点处实测的8个指标值代入,建立多指标综合测度矩阵。引入"置信度"评价准则判定样本数据X_i所属的危险性等级。并通过集对分析,进一步表征新汶煤田煤层开采过程中煤层底板灰岩岩溶突水风险总体态势。研究表明,评价结果与矿山实际情况相吻合。在此基础之上,依据搜集的大量华北煤矿突水案例,以其中典型的15个为例,将建立的模型推广到整个华北煤田底板突水危险性的评价。通过与矿井实际突水情况对比可以发现,模型确定的矿井突水危险性等级与实际相吻合,表明该模型对于评价整个华北煤田底板灰岩岩溶突水危险性具有一定的适宜性。     

五阳煤矿3煤层底板突水危险性评价

为了对五阳煤矿3煤层底板进行突水危险性评价,保障五阳煤矿在承压水威胁条件下进行安全开采,在详细分析五阳煤矿水文地质条件和矿井揭露特征的基础上,从主要含水层、隔水层、水压、地质构造及采掘活动等方面对五阳煤矿3煤层底板突水危险性进行评价,通过在突水系数中考虑隔水层岩性—结构特征和开采活动的影响,建立了3 煤层底板突水危险性评价体系。研究表明,五阳煤矿3煤层底板奥陶纪灰岩岩溶水突水危险性极大,随着开采深度的增加,底板受采动影响破裂越严重,发生突水的危险性进一步增加。     

煤层底板突水危险性的可拓聚类预测方法研究

基于物元模型和聚类分析,提出了煤层底板突水危险性的可拓聚类预测方法。利用煤层底板突水危险性等级和影响因素,构建经典域物元和节域物元,应用物元理论和可拓集合中的关联函数,建立了煤层底板突水危险性等级评价的可拓学聚类模型。以淮北矿区的某矿工作面为例,对煤层底板突水危险性可拓聚类预测方法的可行性进行了验证。研究结果表明,基于可拓评判法的煤层底板突水危险性分类具有较高的可靠度和实用性,为煤层底板突水危险性快速判别提供了较为有效的方法。     

基于AHP的脆弱性指数法煤层底板突水预测模型与应用

随着煤层开采深度的不断增加,煤矿生产过程中面临复杂的突水机理和多变的突水主控因素,使底板突水预测的难度不断增加。为准确预测底板突水危险性,采用脆弱性指数法求出各子因素的底板突水危险性权重,并利用层次分析法（AHP）划分底板突水危险阈值,从而建立煤层底板突水预测模型。分析整理了河南龙门煤业常村煤矿地质及水文地质资料,从突水水源、突水通道和隔水层3个方面将底板突水影响因素划分为含水层水压、出水量、注浆量、断层相似维、断层倾角、断层走向、断层落差和有效隔水层厚度等8个子因素;将底板突水危险性划分为5个区域：安全区[0.25,0.32）、较安全区[0.32,0.44）、较危险区[0.44,0.56）、危险区[0.56,0.70）、极危险区[0.70,0.85];建立了基于AHP的脆弱性指数法评价模型。与传统的突水系数法相比,基于AHP的脆弱性指数法评价结果具有较好的准确性,且划分更加精细合理,为矿井水害预测预报提供了科学的评价方法和理论依据。     

层次分析法在工作面底板突水影响因素分析的应用

为探究工作面底板突水影响因素及其重要性,对影响工作面底板突水危险性的多重因素进行了统计、分析和分类,并基于层次分析法原理,建立了底板突水危险性评价模型。通过对各项因素进行危险性评价,得出影响工作面底板突水危险性各项因素指标权重大小顺序为地质构造底板隔水层性质含水层的富水性矿山压力,其中,地质构造中的断层构造和底板隔水层性质的导水性是导致工作面底板突水的首要因素。研究结果不仅有助于提高底板突水预测的准确性,还对煤矿突水防治具有一定的指导意义。     

基于AHP_TFN的底板突水危险性预测

针对下组煤开采的底板突水问题,以龙固井田为研究对象,在综合分析后,确定出断裂构造、奥灰水压、有效隔水层厚度的3个主控因素,并利用Surfer得出3个主控因素的专题图。使用层次分析法（AHP）和梯形模糊数法（TFN）分别计算一级因子及其子类的权重,建立了基于AHP_TFN的预测模型。对煤层底板突水危险性进行了分区,为以后开采过程中的底板水防治提供了科学依据。