再论含水层富水性评价的“富水性指数法”

针对现有含水层富水性评价方法中指标权重均为固定不变的常权,忽略了单个主控因素内部之间的变化和多个因素组合状态下的变化,在"富水性指数法"思想指导下,提出了一种基于分区变权理论的富水性指数法,不仅能确定不同评价指标的权重,而且能确定同一指标处于不同状态值时的不同权重。从影响含水层富水性的岩性差异、水力特性、构造因素、地球物理参数4个方面出发,建立了能够较为全面真实刻画富水性分布规律的四大类十六小类主控因素体系;提出了主控因素指标值标准化以及无量纲化处理方法,为多因素的信息融合分析奠定了基础;应用变权理论,运用动态聚类中的K-均值聚类方法划分了主控因素各指标的变权区间阈值,研究了状态变权向量的构建及调权参数的确定方法,定量确定各主控因素对含水层富水性的相互作用关系以及相对重要性大小;构建了基于变权理论的富水性指数评价方法和数学模型。同时以彬长矿区小庄煤矿巨厚洛河组砂岩裂隙含水层为例,详细说明了基于分区变权理论的富水性指数法的具体实施步骤,利用5组抽水试验数据对评价结果进行了校正;结果表明小庄煤矿洛河组充水含水层富水性强度从西北向东南呈递减趋势,较强～强富水区主要分布在二、三盘区,一盘区西部边界也有小范围分布;中等富水区呈条带状分布于矿区中部偏西和五盘区西北部,其余地区为较弱～弱富水区。最后,将其与传统常权评价结果对比,证明变权模型更能体现含水层非均质的特性,预测精度更高。     

基于沉积相分布规律的含水层富水性研究

为了研究浅埋深厚煤层直接顶板砂岩含水层富水性特征,在对含水层沉积特征、沉积体系、层序地层等分析的基础上,将沉积相分布规律作为影响含水层富水性主控因素之一,并根据地质、水文地质条件,进一步利用沉积相指数、风化程度指数、含水层厚度、岩心采取率等因素构建富水性评价指标体系,并利用基于GIS的层次分析法最终获得富水性评价结果。结果表明:富水性较强区域主要位于研究区的西南部,多为古河道流经的区域;富水性较弱区域主要位于研究区的东北部,表现为河漫滩沉积微相。     

特厚煤层综采工作面矿压显现规律研究

为了研究特厚煤层综采工作面矿压显现规律,以小庄煤矿40201工作面为背景,采用数值模拟研究了开采工作面顶板破坏特征。通过现场监测分析了工作面沿倾向和走向液压支架工作阻力,同时与经验公式计算结果进行对比确定了支架工作阻力。结果表明：40201工作面初次来压步距在33.6～46m之间波动,周期来压步距平均21.0m,采动影响系数平均1.42|基于经验公式确定的工作面顶板荷载为0.94MPa,小于支架工作支护强度1.28MPa|40201工作面选用的ZF13000/21/40支架满足生产需求。     

厚煤层综放开采对覆岩含水层影响评价及防治水措施研究

针对西部矿井高产高效生产模式下造成矿井防治水工作难度增加的问题,以小庄煤矿4#煤层综采放顶煤工作面为工程背景,采用关键层理论、数值模拟、比拟分析三种不同方法研究确定了小庄煤矿4#煤层综采放顶煤开采的裂采比,并采用“三图-双预测法”评价了综采放顶煤开采对地下含水层的影响,为确保小庄矿4#煤层工作面安全回采提出了防治水措施。研究结果表明：小庄煤矿采用综采放顶煤开采覆岩裂采比最大为20.30,覆岩破坏最大高度为243.6m,导水裂缝带发育高度将波及到宜君组含水层和洛河组下段含水层。