集贤井田煤层顶板危险性综合评价与防治对策研究

以集贤井田主采煤层9~#煤为例,在收集大量地质资料和水文地质资料的基础上,建立了煤层顶板的水文地质概念模型。运用"三图"理论,将煤层顶板导水裂缝带高度与其顶板含水层覆岩厚度进行比较,确定煤层和煤层顶板充水含水层的导通关系,进而根据导通关系建立冒裂安全性分区图;建立基于GIS与AHP的煤层顶板直接充水含水层的富水性指数模型,生成煤层顶板直接充水含水层富水性分区图;叠加冒裂安全性分区图和富水性分区图,建立了煤层顶板直接充水含水层涌(突)水危险性综合分区图。运用基于采掘进程的数值法对矿井涌水量进行预测预报,并提出相应的防治水措施。     

多源地学信息融合的煤层顶板含水层富水性评价

为查明煤层顶板充水含水层的富水性及其分区规律,在综合分析矿区地质和水文地质资料的基础上,采集影响含水层富水性的多源地学信息,确定了影响含水层富水性的主控因素,利用地理信息系统(GIS)软件建立各主控因素专题图,应用层次分析法(AHP)确定各主控因素"权重"系数,对多源地学信息进行复合叠加,最终实现对煤层顶板充水含水层富水性进行分区及评价。     

基于AHP-熵权法耦合的含水层富水性评价研究

为了对影响徐庄煤矿7煤开采的分界砂岩含水层富水性进行评价,选取了分界砂岩含水层厚度、砂岩粒度特征、岩芯采取率和断裂分维值作为影响分界砂岩含水层富水性的主控因素;选用层次分析法（AHP）确定了各项主控因素的主观权重,利用熵权法确定了各项主控因素的客观权重,通过AHP-熵权法耦合得到了各项主控因素的综合权重;应用ArcGIS建立了基于AHP-熵权法耦合的分界砂岩含水层富水性评价模型,将研究区分界砂岩含水层划分为强富水区、较强富水区、中等富水区、较弱富水区和弱富水区5个级别,研究区东部以强、较强和中等富水区为主,西部以较弱和弱富水区为主,并采用钻孔漏失量数据、已知涌（突）水点的分布,对分界砂岩含水层富水性评价结果进行了验证分析,结果表明该模型的评价结果与实际相符合,为预测含水层富水性、防治顶板水害提供了有益参考。     

基于GIS的信息融合型含水层富水性评价方法——富水性指数法

为了查明矿井充水含水层富水性分布规律,以平朔井工一矿4煤顶板含水层为例,在分析确定影响含水层富水性主控因素基础上,充分挖掘矿井基础地质资料,采集各主控因素数据信息,应用地理信息系统（GIS）建立各自专题层图,并对多源地质信息进行复合叠加处理,运用非线性（如人工神经网络等）或线性（如层次分析法等）信息融合方法,确定影响含水层富水性的各主控因素“权重”系数,建立基于GIS的信息融合型的含水层富水性分布规律评价模型,计算确定富水性指数,最终实现对充水含水层富水性评价,提出其分区划分方案。     

基于集对分析-可变模糊集耦合法的砂岩含水层富水性评价——以宁东矿区金家渠井田侏罗系直罗组含水层为例

我国西北地区的侏罗系煤炭资源开采过程中面临顶板水害威胁,其危害程度与煤层上覆地层的水文地质结构有关,对煤层顶板含水层富水性进行合理有效的预测评价,有利于对顶板水害防治做出科学的决策,从而实现安全开采。以宁东矿区金家渠煤矿为例,基于岩性,选取了砂岩等效厚度,砂岩岩性系数,砂泥互层数3个评价因素,建立了岩性影响指数评价指标;基于构造,针对断层、褶皱,选取了断层交端点密度、断层规模密度、煤层倾角变异系数3个指标作为主采煤层上覆直接充水含水层-直罗组砂岩含水层富水性的评价指标。在此基础上,引入集对分析-可变模糊集耦合评价方法,构建了基于集对分析-可变模糊集耦合评价法的直罗组含水层富水评价模型。利用"联系度"实现了富水评价指标与评价等级间的反映联系,利用"相对隶属度函数"实现了富水评价指标值之间的有机融合。在富水性相对分区的基础上,以研究区钻孔抽(放)水试验的单位涌水量为基准,综合确定了研究区富水性分区,结果表明,研究区整体富水性较弱,具有中等、弱2个等级分区,其中富水性中等区域主要位于研究区中北部,富水性弱区主要位于南部、东部及西部。     

常村煤矿煤层顶板涌(突)水危险性分区预测研究

针对矿井顶板水害问题,运用"三图—双预测"法对煤层顶板涌(突)水灾害进行定量评价,利用GIS的层次分析法(AHP)的耦合技术叠加分析富水性,通过GIS强大的数据管理与空间分析功能对AHP的计算结果进行处理,提出了煤层顶板充水含水层富水性分区。在煤层顶板充水含水层富水性分区与顶板冒落安全分区研究的基础上,运用多源地学信息复合叠加原理,完成了煤层顶板涌(突)水危险性的综合分区。     

基于构造—层次分析法的含水层富水性评价

构造裂隙是含水层富水性的重要影响因素,也是矿井充水通道之一.渭北煤田某矿井5煤直接顶板为山西组砂岩含水层,是煤层采掘中的直接充水水源.对井田内已知构造进行了分形、量化,并结合含水层岩性特征、层位特征等多种主控因素,采用富水性指数法对煤层直接顶板含水层富水性进行了评价和分区,指导了矿井防治水工作的开展.     

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...     

新疆大南湖七号煤矿顶板突水危险性评价与防治

为确保大南湖七号矿井安全采掘,基于地质及水文资料、钻孔数据和瞬变电磁勘探成果,对矿井含水层发育特征、富水性、顶板隔水层及导水裂缝带发育特征展开研究,并综合考虑上部含水层及老空水的影响,评价首采区10煤顶板突水危险性,提出相应防范措施。研究表明:10煤开采直接充水含水层为7煤~10煤间含水层,厚度0~62.3 m,自N向S逐渐减小。瞬变电磁勘探划定5处相对富水区,位于首采区西北部及南部边界区域。首采区北部10煤顶板隔水层隔水性能较好,南部较差。10煤开采导水裂缝带高度19.47~29.98 m,自SW向NE逐渐增大。10煤顶板突水危险性评价表明首采区南部受7煤老空水威胁严重,西部及北部局部区域受直接充水含水层的强富水性威胁,需提前开展针对性探水、防水工作。     

薛庙滩井田水文地质条件研究

薛庙滩井田为榆神矿区新建的一处大型矿井,井田内主要含水层是萨拉乌苏组,厚度21.95~51.40 m,富水性强。侏罗系碎屑岩类风化裂隙含水层,富水性相对较好。3#煤层直接充水含水层是延安组第四段底部砂岩,富水性弱,对煤矿生产建设不会构成危害。在局部的沟谷地段,煤层上覆基岩厚度较薄,地表水和萨拉乌苏组地下水会成为直接充水含水层,并可能形成突水溃沙地质灾害。论述了含水层特征及矿井充水因素,提出了防治水对策。