基于主成分分析法的底板突水危险性评价

在系统收集及分析矿区水文地质资料的基础上,确定影响煤层底板突水的主要因素,并引入主成分分析法对影响底板突水的因素进行定量评价。以新安煤矿为例,利用主成分分析法,确定各突水影响因素的权重,建立煤层底板突水模型,对影响煤层开采的底板奥灰突水危险性进行分区预测,为奥灰水的防治提供了重要依据。     

底板突水影响因素评价新方法——无量纲信息融合法

为解决煤层底板突水影响因素影响程度的定量评价问题,在多源信息复合的基础上,提出评价突水影响因素影响程度的新方法--无量纲信息融合法.以南屯煤矿为例,在详细分析矿区水文地质资料的基础上,评价了底板突水影响因素,并进行了下组煤开采突水危险性分区评价;应用无量纲信息融合法,对影响因素给出了定量评价,确定了其影响程度.评价结果,为矿区下组煤开采底板突水评价提供有力依据,并对其他各矿区底板突水评价具有重要的指导意义.     

基于改进模糊层次分析法的煤层底板突水危险性评价

为了使平煤五矿二1煤层能够安全开采,通过分析矿区地质、水文地质条件,选取寒灰含水层水压、富水性、底板有效隔水层等效厚度、脆性岩厚度和断层分形维数作为底板突水的主要影响因素,并采用改进模糊层次分析法(IFAHP)确定各因素的权重,建立煤层底板突水评价模型,对底板突水危险性进行分区。结果表明:五矿寒灰突水危险性由东向西先增强、后减弱,且以己四采区的突水危险性最高。     

基于多因素模糊聚类分析法的底板突水危险性评价

通过对新安煤矿的研究,利用多因素模糊聚类分析法,确定影响底板突水的主要因素及其权重,建立煤层底板突水模型,对煤层底板突水危险性进行分区,确定危险程度,为奥灰水的防治提供了重要依据,保证煤矿较安全开采。     

南屯煤矿下组煤西区煤层底板突水危险性评价

以南屯煤矿16上煤十一、十三采区为例,在详细分析矿区水文地质条件和突水规律的基础上,确定了6个影响煤层底板突水的主控因素;应用层次分析法(AHP)确定了各因素的权重系数;运用Surfer建立各主控因素的专题层图;对各专题图进行叠加处理,建立基于Surfer的AHP型煤层底板突水脆弱性指数评价模型;统计得到突水脆弱性指数频率直方图,确定分区阈值,最后提出煤层底板脆弱性分区划分方案。     

基于系统聚类法的底板突水危险性评价

在系统收集矿区水文地质资料的基础上,分析并确定影响煤层底板突水危险性的主要因素,采用系统聚类法解决突水系数法在评价煤层底板突水危险性上的局限性,发现研究区的异常点,提高判断煤层底板突水危险性的准确率。以小屯煤矿-190～-300 m水平研究区为例,综合考虑奥灰水压、隔水层厚度、开采深度等底板突水影响因素,利用系统聚类法和突水系数法综合评价研究区6煤底板突水危险性,为小屯煤矿有效制订防治水措施提供科学依据,对实现研究区6煤安全开采具有一定的指导意义。     

基于PCA-TOPSIS的煤矿底板突水风险评价

提出一种基于主成分分析法和TOPSIS法相结合的底板突水危险性评价模型对研究区内的底板突水危险性进行评价。首先选取断层分维值、富水性、水压、隔水层厚度、工作面斜长、开采深度和煤层倾角7个指标作为突水危险性评价的指标;然后采用主成分分析法对各突水指标进行权重划分;最后建立TOPSIS突水评价模型并采用GIS软件划分突水危险性区域。结果表明,该方法与实际拟合度较高,对煤矿底板突水防治具有一定的参考价值。     

基于PCA-Logistic回归模型的矿井底板突水危险性研究

为解决煤层底板突水预测难题,提出了基于主成分分析与Logistic回归方法的底板突水预测模型。通过对底板突水危险因素进行分析,选取隔水层厚度、承压水水压、断层落差、断层距工作面距离、煤层采高、煤层倾角6个变量作为研究矿井底板突水的初始影响指标;首先利用主成分分析法对原始指标数据进行降维处理,然后利用建立的Logistic回归模型对数据进行分析预测,最后利用5组待测样本数据对模型进行验证。结果表明：该模型对突水样本的综合预判正确率为90%,利用待测数据进行回判时预测准确率达到80%,说明该预测模型具有一定可靠性,可作为煤矿底板突水预测的一种新方法。     

基于PCA_Fuzzy_PSO_SVC的底板突水危险性评价

为解决煤层底板突水预测难题,提出了基于主成分分析、模糊数学、粒子群算法以及支持向量机分类的底板突水危险性评价模型,模型以支持向量机分类为基础,通过主成分分析将多种影响底板突水的因子归纳为构造主成分、水文地质主成分、煤层信息主成分及开采条件主成分,其中构造主成分及水文地质主成分为影响底板是否突水的最主要控制因素,模糊化主成分因子,利用粒子群算法优化支持向量机分类参数,根据已有数据资料建立了评价模型,并将该模型应用于实际中,得到了准确的预测结果,为底板突水危险性评价提供了一种新的方法。     

基于模糊综合评判法的煤层底板突水危险性评价

煤层底板突水是受多个因素综合影响的,针对矿井水文地质条件与底板突水的复杂性和模糊性,为了更客观合理地评价煤层底板突水危险性程度,建立AHP-模糊综合评判模型,借助Mat Lab对运用Gi S叠加出来的每个评价单元进行煤层底板水害威胁程度模糊综合评判,最后得到四个突水危险性等级在矿区所在比例,而不是从整体上笼统的得出矿区的底板突水危险性的等级。这样评价结果更为准确,也更加符合实际情况。     

河东煤矿一采区底板突水危险性研究

为提高复杂水文地质条件下煤炭资源利用率和保证承压水上带压开采的安全,采用电剖面法探测了河东煤矿31005工作面10号煤层采后底板破坏深度,根据实测结果计算了一采区不同地点底板突水系数,并利用计算机软件划分出一采区底板突水危险区域。研究结果表明:河东煤矿一采区钻孔崔K-5附近断层构造带突水危险性较大,应加强监测并采取相关安全防水措施。研究结果可为河东煤矿今后底板防治水方案的制定提供重要依据,为落实矿井高效、安全生产提供借鉴。     

带压开采防治水技术及研究方向

结合目前华北型煤田下组煤带压开采防治水技术现状,分析了下组煤带压开采的适用条件、安全标准和开采下限等主要技术问题。阐述了下组煤开采的主要防治水技术,水文地质条件勘察和采场综合探查是防治水工作的前提和关键;充分利用隔水层的天然阻水条件、适应充水或人工改造充水条件进行带压开采;利用底板突水监测预警技术进行预测预报。指出带压开采的研究方向:完善和发展安全评价体系;对带压条件进行分级;加强采场物探技术研究;确定开采下限及建立技术装备和安全保障体系。     

兖州矿区厚冲积层条件下地表移动观测与采动充分性探讨

厚冲积层条件下的开采充分性问题,对兖州矿区"三下"采煤工作有重要影响,有必要对充分性的判别方法进行探讨。根据地表移动实测资料,分析了兖州矿区厚冲积层条件下综放开采地表沉陷的特点,在开采充分性分析的基础上,提出了采用基岩厚度作为开采充分性判别方法。应用直流电测深和地震2种物探方法勘测上覆基岩破坏的分布范围和空间展布进行了验证。研究结论对于本矿区"三下"采煤有重要的指导意义。     

基于综合主成分分析法的深部煤层底板采动损伤指数的主控指标

深部煤层底板采动损伤指数取决于采场底板的应力场、底板岩体的节理分布和应用的采煤方法。建立了深部煤层采动损伤指数控制指标体系,分析了各控制指标在损伤过程中的耦合作用。在此基础上,分析并建立综合主成分模型并筛选出深部煤层采动损伤指数的13个主控指标。结果表明:应用综合主成分分析能将定性问题转化为定量问题,可以比较客观、准确地对类似复杂非线性问题进行分析。     

兖州煤田采矿影响下水环境演变研究

以兖州煤田1990～2018年4期遥感影像为数据源,利用改进的归一化水体指数方法(MNDWI)对兖州煤田水体信息进行提取,对兖州煤田水体演变进行时空分析。基于景观生态学方法选取斑块数量、景观形状指数、面积加权分维数、平均斑块面积等指标,从破碎化情况、形状变化及人为干扰情况等方面对兖州煤田水体演变进行定量化研究。结果表明,采煤活动导致塌陷水体面积不断增加,从1990年的214.38hm²增加到2018年的2 717.73hm²,增长了近10倍;水体形状日趋不规则,受人为活动特别是采矿活动的干扰加强;水体斑块破碎度降低,连续型增强;水体斑块形状越来越复杂,受采矿活动影响程度增大。     

兴隆庄煤矿生态系统服务价值评估

以兖州矿区兴隆庄煤矿为例,基于1990-2018年间的遥感影像数据,从供给、调节、支持和文化4个方面对兴隆庄生态系统服务价值进行测算评估,并分析其动态变化度及敏感性。评估结果表明,总生态服务价值表现为先增加后减少,1990-2010年矿区生态系统服务总价值从18841.5万元增加至29034.2万元,主要原因是采煤塌陷导致耕地向塌陷水体转变以及林地面积的增加;2010-2018年生态总价值减少了2484.8万元,主要在于耕地大规模地转变为建设用地以及区域地下水位下降造成的水域面积减小。敏感性分析显示,耕地和水体是平原矿区生态系统服务价值最敏感的因素,耕地的敏感性指数由1990年的0.79降为2018年的0.28,说明其在生态服务价值中的影响逐年降低。     

岩石膨胀界限抗渗强度及在底板突水评价中应用

在岩石全应力应变伺服渗透试验的基础上,提出了岩石膨胀界限抗渗强度的概念,并在此基础上建立了底板突水评价模型,模型考虑了底板岩层有效隔水层厚度、岩性、岩体完整程度以及膨胀界限抗渗强度并详细分析了各参数的取值,以兖矿集团杨村煤矿17煤及其2702工作面突水评价为例,证实了以膨胀界限抗渗强度为基础的底板突水评价模型在突水评价上具有可行性.     

渭北奥灰承压水矿区煤炭开采对水资源的影响及保护

随我国煤炭开采向深部发展,奥灰承压水体上开采导致底板突水与其生态水位下降之间的矛盾日益突出。在分析渭北澄合矿区典型工作面5号煤层含(隔)水层组合特征的基础上,采用理论计算与现场实测综合确定5号煤层开采的底板破坏深度,从含水层结构破坏、生态水位、水质等方面研究了煤层开采对底板承压水的影响。结果表明:澄合矿区5号煤层开采底板破坏深度8~10.8 m,不同工作面斜长与底板岩性组合是影响该区底板破坏深度的主控因素,工作面斜长与底板破坏深度呈正相关,与底板含(隔)水层组合为负相关关系,煤层开采对底板含水层结构影响程度由大到小分别划分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ级区,其中,Ⅰ级区主要分布于中南部和北部,面积为6.78 km2,占总面积的45.2%;煤层开采尚未对含水层水位、水质造成明显影响。提出以底板注浆加固技术为主保护水资源,稳定生态水位,为渭北地区煤炭工业健康发展找到有效途径。     

特厚煤层采动底板变形破坏的数值模拟与实测对比

根据兖州某矿工作面煤层顶、底板岩层组合及结构性质特点,建立反映完整底板岩层组合的工程地质模型,通过FLAC3D数值模拟分析了煤层开采过程中底板应力及塑性区分布特征,得到了采动煤层底板变形破坏的深度。最后,结合现场该面煤层底板随不同深度钻孔内超声成像观测的变化规律,综合对比分析得出该面煤层底板破坏深度约为12 m。