层次分析法在煤矿突水风险评价中的应用

应用层次分析法(AHP)分析煤矿突水相关因素之间的层次分析结构,建立煤矿突水风险评价体系。通过计算比较矩阵的特征向量,确定了煤矿突水风险各相关因素的影响权重,通过专家打分法对各相关因素逐一打分,经均值处理,最后给出评价结果。     

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。     

基于事故树分析法的矿山透水风险评价分析

我国多数矿山水文地质条件复杂,近年来矿山突水事故频发,已造成严重的人员伤亡及财产损失,有必要对引起矿山突水事故的原因进行深入分析。运用事故树分析法,以湖南有色柿竹园多金属矿为例,建立了矿山突水事故树模型,分析了引发突水事故的各种因素,对该矿发生突水事故的风险进行了评价。通过结构重要度分析,确定了矿井水灾害防治的关键:设置排水巷道;实地勘测,定期检查防排水设备及排水巷道,全面掌握矿山空区及掘进情况;制定合理有效的应急预案,设计合理的避灾路线。     

基于脆弱性指数法的煤层底板突水危险程度评价

矿井突水是困扰许多煤矿的一道难题,也直接威胁矿井的安全生产,而煤层底板突水事故的发生具有随机性和复杂性,对生产技术人员来说,预测要有实时性和准确性。以推广应用新技术和新方法为指导思想,合理评价奥灰岩溶水对开采煤层的突水危险程度为目的,以山西汾西紫金煤业一号井井田为例,应用脆弱性指数法这一新型的评价方法,结合井田具体的水文地质条件和煤层开采现状,对该井田内2号、11号煤层底板突水危险程度进行综合评价,重点划分奥灰水对开采下组煤的危险性评价分区,并与传统的突水系数法评价结果进行比照,凸现出该方法的科学性和合理性,从而更好地指导矿井的生产工作。     

断层活化导致顶板突水机理浅析

矿井80%的突水事故都与断层有关。我国部分学者从导水裂缝带、突水通道等角度对断层引发突水进行了分析,本文以山东某矿井突水事故为工程背景,从顶板运动演化角度对断层活化、顶板突水机理进行分析,揭示出这起看似普通的突水事故背后,断层附近顶板运动演化规律和导水通道的形成,并对相似条件下工作面开采提出了防治措施。     

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。     

红石岩煤矿水害特征及防治措施

红石岩煤矿曾经多次发生突水事故,为了防止类似事故再次发生,采用物探和钻探手段,查清了突水水源和突水通道,通过注浆、黄泥灌浆等方法,对采空区、老巷及采动裂隙进行了封堵,矿井涌水量明显减少,再未发生突水事故,达到了预期目的,对矿井防治水工作具有很大的意义。     

单侯矿井特大突水事故地面注浆封堵技术研究与应用

文中针对单侯矿井发生特大突水事故以后,采取各种补充勘探手段对突水原因进行详查,采取地面注浆封堵手段对突水点进行有效封堵,避免了矿井淹井事故的发生,为特大型水灾事故应急治理提供了借鉴经验.     

霍宝干河煤矿10号煤层底板突水危险性评价与防治

为评价煤层底板突水风险,采用脆弱性指数法对霍宝干河煤矿10号煤层底板突水危险性进行了评价和预测。研究表明:干河煤矿10号煤层底板奥灰突水可能性整体较大,其相对安全区主要分布在矿井东南部,较脆弱区主要分布在矿井中北部,而脆弱区主要分布在构造较发育地带的矿井北部和矿井其他部位;已有钻探拟合点揭露附近的水文地质条件与文中评价结果吻合,表明该煤层底板突水脆弱性评价分区成果较为准确。最后,依据所获得的干河煤矿10号煤层底板突水危险性评价结果,提出了相对应的水害防治建议与对策。     

地理信息系统在旗山煤矿预防9煤底板突水中的应用

煤矿底板突水事故的发生受地质、水文地质和开采技术条件等多种动态因素的影响。任何单一因素的研究难以对矿井突水规律作出合理的判断。本文在充分分析旗山煤矿山西组9煤赋存及开采技术条件的基础上,应用地理信息系统,按照底板水预测工作流程,建立能反遇多因素综合作用的底板突水指数数学模型,确立了安全程度的评价指标和突水阈值,进行相对程度分区,为9煤开采预防底板突水提供依据。     

西部生态脆弱矿区矿井突水溃沙危险性分区

以榆神府矿区为例,开展了以多因素融合为基础的突水溃沙评价研究。在突水溃沙机理分析的基础上讨论了突水溃沙灾害形成的影响因子,选取沙层厚度、含水层富水性、有效隔水层厚度和采动空间等作为研究榆神府矿区突水溃沙的关键因素,编制了无量纲图,采用熵权法确定了各因素的权重,在GIS平台下构建了基于多因素融合技术的榆神府矿区突水 溃沙评价模型,以此为基础对榆神府矿区突水溃沙危险性进行综合分区,经验证,评价结果较为合理,说明构建的评价模型适用于榆神府矿区突水溃沙危险性评价。     

基于AHP-EWM-云模型的金属矿井突水危险性评价

为了解决矿井突水危险性评价结果模糊性强的问题，提高矿井突水危险性评价的准确性，笔者构建了包含定性与定量主控因素的突水危险性评价指标体系，利用层次分析法（AHP）与熵权法（EWM）组合赋权并结合云模型，构建了突水危险性综合评价云模型。将该模型应用于某金矿的突水危险性评价，结果表明：采样点评价结果模糊性低、可信度高，引用富水指数法并结合实际工程情况与水文地质条件，验证了该模型评价结果的准确性与有效性。该模型可以满足实际工程需求，为矿井水害防治工作提供指导与参考。     

模糊数学在煤矿突水水源判别中的应用

防治矿井突水,必先进行矿井突水水源的判定,但各含水层之间水质特征界限不甚明显。应用模糊综合评判法可以通过对矿井突水水质的分析,准确地进行矿井突水水源的判别。结合某矿矿井突水水源判别的实例,具体阐述了矿井突水混合水源的判别以及对奥灰水作为水源的可能性的排除,并用实际的探查孔和突水点所在区域不同含水层水位监测等资料对评判结果进行了验证,证明了该评判方法进行突水水源判别的可靠性。     

煤层底板突水危险性综合评价

基于煤层底板突水预测的复杂性,提出了基于GIS与熵权耦技术的煤层底板突水危险性的综合评价方法,在分析山东某矿区的水文地质、工程地质,开采及勘探等资料的基础上,根据研究区断层构造,覆岩厚度,关键含水层富水性,开采厚度等影响水资源保护性开采的主要因素,以地理信息系统(GIS)的多因素空间分析功能为操作平台,并结合熵权法模型确定各个影响因素的权重,通过GIS与熵权耦合建立了煤层底板突水危险性分区评价模型,结果表明煤层底板突水危险性指数法比传统的突水系数法有明显优势。     

Application of the Analytic Hierarchy Process to Assessment of Water Inrush: A Case Study for the No. 17 Coal Seam in the Sanhejian Coal Mine, China

Disasters caused by water inrush affect many coal mines in China. In order to predict and prevent water inrushes during mining of the no. 17 coal seam in the Sanhejian coal mine, the factors that affect water inrush from the underlying Ordovician limestone were studied using the analytic hierarchy process (AHP). The AHP method is based on the geographic information system, through which the sub-thematic layer and the overlying layers of each dominating factor were constructed. An expert system was used to calculate weighting for each factor. Integration of the controlling factors through the AHP allowed us to develop a vulnerability index map in which the mining area was divided into different zones according to the risk level for water inrush during mining. Furthermore, water control measures were recommended in response to each risk level.     

基于GIS-BN技术的范各庄矿煤12底板突水态势评价

为了评价陷落柱型煤矿突水危险性,设计实施了基于GIS-BN技术的煤矿陷落柱型突水危险性评价方法,并在范各庄矿实际应用。在深入分析范各庄矿突水因素的基础上,应用K-Means算法确定并离散化了突水因素的数据,应用ARCGIS和BN结合的方法建立了针对12煤层底板突水危险性评价模型,通过BN参数学习和BN突水推理,对突水危险区域进行了区划,并对模型的模拟效果进行了分析。结果表明：突水危险区域位于矿区的西北部和东南部。西北部的高危区域属于典型的陷落柱突水区,高危区域基本上和西北部的陷落柱异常发育地带吻合;西北部广泛分布的塌陷坑在一定程度上加重了该区潜在突水的可能性;东南部危险地带,属于典型的断层突水地带,集中在F5-F8和F4-F10-F11-F12两大断层带周边地区。以上区域的突水可能性非常大,在开采时需要采取适当措施防止突水发生。评价结果的拟合率高达80%,说明GIS-BN方法对煤矿陷落柱型突水危险性评价是可行和准确的。     

神东矿区矿井水开发利用潜力研究

阐述了神东矿区地表水资源、地下水资源及矿井水水资源条件,通过富水系数法建立各矿煤炭产量与矿井涌水相关关系,并用此法预测了各矿未来12年矿井涌水量,同时用充水系数法计算了采空区积水量。在对矿井水水质进行评价的基础上,分析了矿井水开发利用潜力,提出加大矿井水利用效率,科学、合理的开发利用矿井水是解决神东矿区未来水资源短缺的问题的重要途径。     

滨海金矿涌水危险评价及涌水量混沌预测研究

针对涌水危险评价中的不确定性及随机性问题,以水文地质条件中10个因素作为评价指标,建立了滨海金矿涌水危险的云模型并进行评价。基于评价结果,对危险中段的涌水量时间序列进行相空间重构;分析了涌水量相点距离演变规律,建立了涌水安全预警机制;结合重构相空间,建立了涌水量RBF神经网络预测模型。研究表明:云模型的评价结果准确可靠;相空间重构揭示了系统的混沌特性,最邻近相点演化放大了涌水量变化的细微特征,为涌水安全预警机制的建立提供了依据;混沌RBF神经网络实现了涌水量的短期精确预测,可为井下安全开采提供技术保障。