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。     

煤层底板双含水层突水防治技术研究

随着矿井开采深度的增加,华北型煤田底板承压含水层突水危险性加大,突水事故时有发生。如何有效地防治底板水害成为许多煤矿面临的重要问题,一直以来也是煤矿防治水工作的一个难题。通过对滨湖煤矿16煤开采的水文地质条件进行详细分析、总结突水资料、揭示了断层突水机理,对底板双承压含水层进行了危险性评价,提出了有效的煤层底板水害防治技术途径,为矿井水害防治提供了科学依据。     

煤层底板突水预测的PCA-OPF模型

矿井突水是常见的突发性强烈的矿井灾害.由于矿井突水的突发性和危险性,有必要对煤层底板突水进行更快且更准确地预测.为此,本文提出了基于PCA-OPF模型的煤层底板突水预测方法.通过选取断层分维值、取芯率、隔水层厚度、单位涌水量、渗透系数、底板含水层总厚度、承压含水层水压作为底板突水预测的因子,利用主成分分析(PCA)将样本的7个因子降维为3个主成分,进一步简化数据结构和提高预测速度.利用最优路径森林算法(OPF)对降维后的30个样本数据进行训练和预测,并与实际情况进行对比.结果表明:基于PCA-OPF模型得到的测试集中6个样本的预测结果与实际情况相符,为煤层底板突水预测提供了一种新的方法.     

朱庄煤矿Ⅲ63采区6煤开采安全性研究

以朱庄煤矿Ⅲ63采区6煤层开采为例,通过对矿井水文地质资料进行系统分析,确定影响煤层开采的主要控制因素;应用层次分析法对各主控因素的权重进行计算;利用Mapgis软件绘制各主控因素专题图,并对专题图进行复合;建立底板突水预测模型,对6煤层开采过程中太灰含水层突水危险性进行预测。     

金龙煤矿水文地质特征分析及水害防治对策

通过对金龙煤矿一1煤开采过程中水文地质特征、导水通道及突水机理等因素的分析,论述了突水强度与含水层类型、赋存条件、煤层顶底板水文地质条件、地层结构的关系,明确了奥陶系中统灰岩为矿井开采一1煤底板的主要充水含水层,结合矿井实际,提出了水害防治对策及建议。     

基于多元线性回归理论的煤矿突水预测

为了有效地预测矿井突水,降低矿井生产中的危险,基于多元线性回归的方法,研究了影响煤矿突水的主要因素,包括断裂构造、底板含水层岩溶发育程度、水压、底板隔水层的厚度等,得出了突水量与其影响诸因素之间的线性回归方程。通过突水模型的建立及其实践的检验,证明此类线性回归方程能够很好地预测出煤矿突水事故的发生,具有较高的理论和实用价值。     

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。     

杨村煤矿10605工作面16_上煤层底板含水层对突水的影响研究

采矿中频繁发生的突水事故严重威胁了煤矿的安全生产。针对兖州矿区杨村煤矿的10605工作面16_上煤层底板突水事故,分析了杨村煤矿地区的地质概况、水文地质条件,得出煤层底板含水层的富水性及水头压力对突水的影响机理。     

基于距离函数组合赋权法的突水危险性评价

矿井水害是威胁矿井安全生产的主要灾害之一。南屯煤矿地质构造较为复杂,下组煤层底板处奥灰水压较大,开采时较为危险。为确保煤矿安全开采,结合地质、水文地质资料,利用距离函数组合赋权法对下组煤层奥灰突水危险性进行分析评价。通过分析矿井勘探资料及生产揭露的水文地质资料,确定了含水层水压、含水层富水性、断裂构造复杂程度、隔水层厚度四项主控因素;其中含水层富水性、断裂构造复杂程度分别通过单位涌水量q和断层分维值进行量化。通过引入距离函数,将改进后的层次分析法和熵权法进行组合赋权,从而确定了突水主控因素的综合权重,构建了突水危险指数计算模型;利用Jenks最佳自然断点法对突水危险性进行分区评价,最终将井田划分为五大区域:分别是安全区(n0.12)、较安全区(0.12≤n0.19)、较危险区(0.19≤n0.25)、危险区(0.25≤n0.31)、极危险区(n≥0.31)。本方法平衡了主观因素和客观因素对权重的影响,提高了突水危险性预测的准确性,为煤矿底板水害防治提供了参考依据。     

多指标灰色模糊理论在煤层底板突水分区评价中的应用

由于煤层底板突水预测兼备模糊性和灰色性的特征,将灰色模糊理论应用到突水危险性评价中,将袁店煤矿101、102采区10煤层底板突水预测看作是一个灰色系统的研究对象,选取岩溶裂隙发育、断裂分维值、隔水底板厚度、隔水底板岩性组合、含水层厚度等因素作为评价指标,进行灰色模糊运算和确定灰岩富水性等级,最终进行底板突水危险性等级分区。预测结果得出,采区以突水相对安全区和突水威胁区为主,部分区域为突水危险区,在煤矿生产过程中应重点探查和治理。研究结果对矿井的安全开采提供重要参考依据。     

山阳矿井5~#煤层带压开采防治措施

澄合煤业有限责任公司的董家河煤矿在建井和5~#煤开采过程中,曾经发生过多次5~#煤层底板突水事故。由于5~#煤开采受K2段石英砂岩、灰岩含水层组和奥陶系灰岩含水层承压水的威胁,因此在山阳矿井开采5~#煤层时,必须研究矿井的水文地质条件和带压开采技术,采取有针对性的防治水措施,确保矿井的生产安全。     

GIS支持下的煤矿底板突水预报研究

华北地区特别是太行山东麓,南麓的煤田在开采下组煤的过程中普遍地受到底板奥灰岩溶水的威胁,突水淹井事故时有发生,传统的底板突水方法受到了前所未有的挑战,本文从分析煤层底板水文地质条件,突水因素,突水机理为切入点,在GIS的支持下,建立了煤层底板突水预测模型,效果较好。     

煤层底板水害预测与超前预治理技术

煤矿水害防治工作是煤矿安全生产工作的重中之重。针对煤层底板水害防治问题,介绍了实际生产过程中针对掘进工作面和回采工作面突水危险性预测的常规方法,对其优缺点进行综合分析,从而进行煤层底板突水危险性的预测评价,进而制定工作面超前预治理的技术方案,主要包括应用煤层底板含水层注浆改造技术对煤层底板突水可能性大的区域进行注浆改造,或利用煤层底板含水层疏水降压技术对危险区域进行疏水降压。上述这些措施的使用,最大限度地避免了水害事故的发生,实现了安全开采。     

煤层底板突水危险性评价模型的建立与应用

分析总结了矿井煤层底板突水的影响因素,在系统收集与分析矿井水文地质资料的基础上,确定了影响张村煤矿二1煤层底板突水的主要因素。对水压、地质构造、隔水层厚度、采动矿压等因素进行了定量评价,借助于地理信息系统(GIS)的空间分析工具,引入多源信息复合方法,建立了煤层底板突水危险性评价模型,并根据张村煤矿二1煤层底板的各影响因素的实际数据,对其底板寒灰突水危险性进行了评价,获取了有效的突水危险性评价结果。     

煤矿奥灰带压开采主要突水因素分析及安全评价

在充分分析孙家沟煤矿矿井水文地质条件的基础上,探讨了矿井带压开采存在的地质、水文地质问题,总结出影响底板突水的主要因素,依据华北型煤田煤层底板奥灰突水可能性分区方案,对煤矿现采煤层进行安全性分区及评价,对矿井防治水工作有指导性的意义。     

煤层底板突水危险性评价的FDAHP-TOPSIS模型

针对我国华北型煤田煤层开采过程中严峻的底板突水问题,考虑多因糽影响煤层底板突水的发生,提出采用模糊德尔菲层次分析法(FDAHP)与逼近理想解排序法(TOPSIS)的基本理论建立煤层底板突水风险评价模型.以山东新汶煤田良庄井田与孙村井田11煤层底板奥灰突水危险性评价为例,选取断层强度指数、断层端点与尖灭点密度、含水层水压、含水层富水性、隔水层厚度、脆性岩比率、底板破坏深度等7个主控因糽作为决策指标,对11煤层底板突水的危险性进行评价,利用FDAHP法科学分配权重向量,进而结合TOPSIS法分析研究区突水的最安全解和最危险解并计算突水风险系数,建立底板突水风险评价模型,利用开采实例验证模型的可靠性并确定分区阈值.研究结果表明:在井田的东北部突水风险系数较高,发生突水可能性较大;在井田的西南部突水风险系数较低,发生突水的可能性较小.基于FDAHP与TOPSIS的煤层底板突水风险评价结果与工程实践相吻合,预测效果较好.     

煤层底板突水影响因素的主成分分析

在调查和分析煤矿区水文地质资料的基础上,选取地质构造、含水层水头压力、底板含水层富水性、隔水层厚度和开采条件作为影响煤层底板突水的主要因素,采用主成分分析法(PCA)对影响底板突水5个因素做出定量评价,并对影响因素的影响程度进行排序:隔水层厚度地质构造含水层水头压力开采条件含水层富水性。结果显示:隔水层厚度、地质构造和含水层水头压力3个影响因素占总权重的89.4%,同时也是该矿防治水工作开展的重点防治部位,该评价结果与实际情况相吻合。     

善福煤矿底板奥灰水承压开采安全性评价

善福煤矿计划开采15-3煤层,与下伏奥陶系石灰岩含水层之间隔水层厚度较小,为预防奥灰水给矿井安全生产带来的影响,通过对矿井水文地质条件分析、隔水层岩石力学特征计算、突水系数法评价等手段,对矿井15-3号煤层奥灰水突水危险性进行评价。经过计算:矿井隔水层厚度及力学性能指标能够承受现有奥灰水水头压力,突水系数法评价矿井承压开采区为突水威胁区,突水可能性较小,无导水构造存在情况下不会发生奥灰水突水事故,无需采取底板注浆加固、疏水降压、建立强排水系统等措施,对奥灰水进行预防、治理工作。     

榆神矿区煤矿突水及防治

论述了榆神矿区某煤矿发生的突水灾害实例,分析了矿井突水的地质、水文地质条件,认为,榆神矿区萨拉鸟苏组含水层厚度大,富水性强,煤层埋藏浅,煤层开采后产生的冒落带、裂隙带发育到萨拉乌苏组含水层底部,从而引起突水灾害,提出了矿井突水预测的思路和方法.     

越层水文地质现象及对煤矿防治水的影响研究

地层沉积作用直接影响地下含水层的发育条件,尤其是不整合接触地层界面含(隔)水层特征会发生差异性变化;通过对地层不整合接触面处发育的风化带、古河床性质分析,利用沉积规律与水文地质结构概化和水文地质勘探方法,提出了地层不整合界面易造成地层界线与水文地质边界不重合的越层水文地质现象,即含水层跨过地层界限同时发育于不同地层之中。对不同类型的越层水文地质现象进行了分类分析,概化出"平行-减薄"型、"平行-增厚"型和"侵蚀-增厚"型3种主要的越层水文地质结构模型。结合我国现阶段主要产煤区的沉积地质及水文地质条件进行分析,研究了鄂尔多斯盆地侏罗系煤田顶板直罗组砂岩含水层和华北地区石炭-二叠系煤田底板奥陶系灰岩含水层存在的越层水文地质现象及其对煤层开采的影响,并提出了考虑越层水文地质现象时矿井综合防治水措施。研究表明:侏罗系煤田开采顶板延安-直罗组地层间越层水文地质现象使得隔水层厚度减小,矿井水文地质条件更加复杂;石炭-二叠系煤层开采过程中,由于底板奥灰顶部的越层水文地质现象,使得底板隔水层厚度增加,可将部分奥灰地层作为隔水层进行利用,有助于煤层开采过程中的底板奥灰水害防治。