基于GIS的AHP型常权模型与分区变权模型的底板突水脆弱性评价

通过运用GIS技术,利用脆弱性指数法在承压含水层、地质构造、底板隔水层3个层次下建立了主控因素专题图,运用层次分析法确定常权模型的各项权重,采用分区变权理论方法调整各个主控因素权重,得到一个合理的组合,改善了常权模型下权重不随各因素的状态变化的缺陷,在常权和变权模型下各自叠加复合主控因素专题图,并对比分区的变化,得出变权模型下的底板突水脆弱性评价,提高了煤层底板突水脆弱性评价的准确性,对煤炭的安全开采具有一定的指导性。     

基于GIS的AHP型和ANN型脆弱性指数法在底板突水评价应用中的适用性分析

为了让水文地质工作者更加科学地选择底板突水危险性评价方法,首先,从理论上分析、对比了2种常用的底板突水评价方法——基于GIS的层次分析(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)型脆弱性指数法和基于GIS的人工神经网络(Artificial Neural Network,简称ANN))型脆弱性指数法;然后,以实际矿井为研究对象,运用这2种方法对其底板进行了突水危险性评价,从评价过程中总结出两者的异同。结果表明:两者各有优缺点,应根据实际资料和需求进行合理选择。     

应用于底板突水评价的层次分析法研究

为了研究层次分析法在确定权值时的影响因素,以实际案例为研究对象,对层次分析法权值计算结果的影响因素进行了分析和对比。结果表明,层次分析法计算结果的影响因素有数字标度、排序方法和平均随机一致性指标。其中数字标度对权值的影响很大,排序方法的影响可以忽略,平均随机一致性指标对权值有一定的间接影响。     

基于GIS的层次分析法在古风化壳隔水性能评价中的应用

为了研究古风化壳隔水性能,了解其对底板突水的影响,通过对研究区大量地质勘探资料的系统整理、统计与分析,建立了隔水性能评价指标体系,运用GIS强大的数据管理与空间分析功能,绘制了隔水性能指标专题图,采用层次分析法确定各指标的权重,应用基于GIS的信息融合型隔水性能评价方法,对研究区中奥陶统灰岩顶部开展了隔水性能的综合评价。     

基于Visual Modflow的矿井涌水量数值模拟预测研究

为了准确预测陕北某矿2煤顶板的矿井涌水量,在综合分析矿井地质条件、水文地质条件的基础上,结合采掘计划,考虑采掘先后顺序对地下水系统的影响,运用Visual Modflow软件建立数值模型,预测在地下水干扰流场下的矿井涌水量。并将模拟预测结果与矿井现有实测涌水量进行对比,结果表明:基于Visual Modflow并考虑采掘顺序的矿井涌水量数值模拟结果比较接近实测涌水量,验证了方法的准确性。     

BP人工神经网络在富水性评价中的应用

为了对研究区含水层进行富水性评价,并减轻评价结果对水文孔的依赖程度,通过对地质及水文地质资料的分析,确定出四个富水性主控因素,分别为含水层厚度、岩芯采取率、脆性岩厚度比和风化影响指数。引入具有自主学习、非线性映射能力的BP人工神经网络,将25组经量化、归一化处理的主控因素数据作为网络学习样本、以实测单位涌水量为预测目标,通过反复训练学习,实现了对主控因素到单位涌水量映射关系的精确模拟。最后,使用训练好的神经网络对研究区富水性进行了预测,并引入灵敏度分析方法分析了预测结果对主控因素的敏感性。     

岩石质量指标和岩芯采取率的影响因素分析

岩石质量指标(rock quality designation,RQD)和岩芯采取率是水害评价中的重要参数,但在以往的应用工作中往往完全依照钻井记录数据,忽略了对其规律性的研究。为此,根据陕北某区域直罗组地层钻孔数据,通过对数据的对比分析和总结前人结论,研究显示,RQD与裂隙密度有关,岩芯采取率与裂隙有效宽度有关;RQD随着埋深的增加而增大,其相关性较好,岩芯采取率不随埋深变化而变化,渗透性随深度增大而减小;RQD随着风化强度的增强逐渐减小,岩芯采取率随着风化强度的增强而减小;相同风化程度下,泥岩比例越大RQD越小、岩芯采取率越大;构造对RQD和岩芯采取率的影响取决于其力学性质;人为因素总是使RQD和岩芯采取率小于其真实值。     

基于改进模糊层次分析法的含水层富水性评价

为了查明陕北某矿的顶板含水层富水性分布规律,在综合考虑该矿地质、水文地质条件的基础上,结合矿井勘探和生产实际,选取了脆塑性岩厚度比、含水层厚度、渗透系数、岩芯采取率和单位涌水量5个因素作为影响含水层富水性的主控指标。并在传统层次分析法(AHP)确定各主控因素权重的基础上,引入改进的模糊层次分析法(IFAHP),建立起含水层富水性评价模型,按照5个等级划分出不同富水性区域,总结富水性的分布规律。     

华北型煤田古风化壳隔水性能影响因素的灵敏度分析

华北型煤田下组煤下伏巨厚奥灰强含水层,且煤层距奥灰含水层较近,受奥灰突水威胁严重,部分区域奥陶系顶界存在具有一定隔水性能的古风化壳。为研究古风化壳隔水性能的控制因素及其影响程度,建立了古风化壳隔水性能评价指标体系,运用层次分析法确定各指标相应权重,利用计算出的"隔水性指数"绘制隔水性分区图。采用灵敏度分析法来验证初始权重的合理性,以各因素权重变化后隔水性分区图面积变化率来量化影响程度。     

煤层直接顶板弱富水性含水层涌(突)水危险性评价

针对当煤层顶板含水层富水性较弱且煤层与含水层之间缺失隔水层时,煤层顶板涌(突)水危险性评价的难题,借鉴"三图法"基本原理,采用基于多源信息融合的富水性指数法对含水层富水性进行评价,绘制出富水性分区图;以垮裂带发育到含水层中的距离与含水层厚度的比值为指标确定垮裂程度分区图;将富水性分区图与垮裂程度分区图复合叠加,根据制定的涌(突)水危险性评价标准,最终获得煤层顶板涌(突)水危险性评价结果。结果表明:该方法较好地反映了垮裂高度对涌(突)水危险性的影响,与实际情况较为吻合,较传统"三图法"更加有效。