多因素复合分析法对直罗组砂岩富水性研究

针对陕北侏罗系煤田顶板直罗组砂岩水害难以防治的问题,以柠条塔井田顶板突水为例,分析了砂岩含水层厚度、砂泥岩组合及风化砂岩层3个因素对直罗组砂岩含水层富水性的影响程度;基于多因素复合分析法,确定了直罗组岩性结构指数、砂泥比系数、砂岩风化率3个指标对砂岩含水层富水性的权重及直罗组砂岩富水性等级范围划分。研究结果表明,岩性结构指数能很好地反映砂岩含水层的孔隙度、渗透性及粒度对富水性的影响;应用多因素复合分析方法确定了3个影响因素的权重系数分别为0.3、0.3、0.4,并根据权重结果将其富水性分区划分为强、中、弱3个等级,其中综合指数为0~1.6为弱富水区、1.6~2.3为中等富水区、2.3~3.0为强富水区,强富水性区域主要位于井田南部、中西部及东北部的局部,富水性中等的区域主要分布于井田中部及北部的大部分区域,井田的南北翼各存在一个相对较弱的富水区。分区预测结果与矿井实际顶板突水区域具有较好的一致性,为陕北侏罗系煤田顶板水害防治提供了一种有效预测途径。     

基于G1-CV熵组合权重模型的含水层富水性研究

陕北侏罗纪煤田直罗组含水层是矿井水的主要充水含水层，而直罗组含水层富水性与其岩性结构特征有密切关系，以魏墙煤矿现有的钻孔资料为基础，选取了3#煤层顶板直罗组含水层的砂岩岩性系数、岩性采取率、砂泥岩厚度比、砂岩等效厚度4个主控因素，分别利用G1法(序关系分析法)、CV（变异系数法）获得各主控因素的主、客观权重，通过最小信息熵原理得到组合权重，进而借助克里金插值法结合Surfer软件对砂岩含水层富水性进行分区评价。结合钻孔单位涌水量对富水性分区结果进行了验证。结果表明：侏罗系直罗组砂岩含水层富水性整体上为极弱至相对中等，研究区中西部和南部部分区域、中东局部区域富水性相对中等，其他区域为富水性极弱和弱区。该模型的评价结果与实际情况较为一致。     

顶板风化基岩含水层富水性评价

在总结柠条塔煤矿南翼水文地质条件的基础上,优选影响2~(-2)煤层顶板风化基岩、直罗组砂岩含水层富水性的主控因素,采用层次分析法计算各主控因素的权重,运用GIS将影响含水层富水性的各主控因素依据权重复合叠加得出富水性分区综合图。研究表明:柠条塔煤矿南翼2~(-2)煤层顶板风化基岩裂隙含水层南部及西南部富水性较强;直罗组砂岩裂隙含水层的富水性整体上弱-中等,富水性较强区域主要位于研究区的西南部。     

采动煤层顶板碎屑岩类含水层富水性评价方法及应用

砂(砾)岩等碎屑岩类含水层广泛发育于含煤地层中,矿井建设及煤炭资源开采过程中引发的突水事故严重威胁了煤矿安全生产,碎屑岩类含水层富水性评价成为矿井水害防治工作的重要工作。本文选取岩层结构与地质构造2个指标作为碎屑岩类含水层富水性的控制因素,提出岩性结构系数量化含煤地层岩性及其组合关系,引入分形理论定量评价地质构造复杂程度,基于此构建含水层富水性评价模型,依据矿井已有工作面突水资料,确定含水层富水性分区阈值及其等级划分标准,形成了碎屑岩类含水层富水性预测方法。研究成果成功应用于高庄煤矿湖下3上1煤层顶板砂岩含水层富水性评价工作中,取得良好效果。     

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煤层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软件建立了基于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,研究区东部以强富水区、较强富水区和中等富水区为主,西部以较弱富水区和弱富水区为主,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。     

基于多属性决策的煤层顶板含水层富水性预测

针对田陈煤矿3下煤层顶板含水层富水性开展研究,选取了砂岩岩性系数、岩性结构指数、岩芯采取率、断层分维值、褶皱分维值等5个参数作为砂岩含水层富水性预测的评价指标,并利用AHP-PCA法对主控因素对富水性的影响进行了综合赋权,得到权重,在此基础上基于TOPSIS多属性建立了富水性指数预测模型,实现了煤层顶板含水层富水性预测...     

模糊综合评判方法在含水层富水性分区中的应用

针对平朔井工三矿太原组9#煤层开采受顶板砂岩含水层水影响严重的问题,分析了影响煤层顶板砂岩富水性的主要因素;根据矿井9#煤层水文地质特征,结合单因素分析,采用模糊综合评判方法,以砂岩厚度、脆塑性岩厚度比值、构造复杂程度为评价指标,对9#煤层顶板的砂岩裂隙含水层富水性进行了分级分区。后续掘进工程表明,分区结果与生产实际情况有良好的吻合性。     

基于标准差修正主观权重的洛河组含水层富水性评价

侏罗系煤田顶板复合含水层具有厚度大、富水性不均一的特点,煤层开采驱动下导水裂隙带发育至不同含水层构成的水害威胁程度不同。彬长矿区位于鄂尔多斯盆地侏罗系煤田南缘,顶板白垩系洛河组砂岩含水层富水性差异较大,对其富水性进行精确评价成为矿区防治水工作开展的重要前提。以矿区内某矿井为例,选取对含水层富水性影响较大的含水层厚度、冲洗液消耗量、岩心采取率、砂泥岩层比率、含水层埋深、矿化度6个主控因素作为评价指标,采用模糊层次分析法确定各主控因素的主观权重,利用标准差对主观权重进行修正,建立含水层富水性评价指数模型,对研究区洛河组砂岩含水层富水性进行评价,并通过勘探钻孔抽水试验成果对富水性评价结果进行验证。结果表明,研究区内洛河组强富水区集中在西北侧,中等富水区分布在研究区中部,弱富水区分布在东南侧,富水性自西北向东南逐步递减,基于标准差修正主观权重的洛河组含水层富水性评价方法提高了预测结果的可靠性和准确性,分区结果可为该区洛河组含水层防治水工作提供指导。     

基于熵权-TOPSIS耦合法的大南湖七矿含水层富水性评价

为查明大南湖七矿主采煤层顶板含水层的富水性分布情况,在分析矿井水文地质资料的基础上,选取区内地质钻孔作为评价对象,确定影响含水层富水性的主控指标—砂岩等效厚度、脆塑性比、砂泥岩互层数、岩石取芯率、砂地比及渗透系数,并建立相应的归一化专题图。通过熵权-TOPSIS法耦合的综合预测方法,建立了主要含水层富水性评价模型。利用ArcGIS绘制含水层富水性分区图,将研究区富水性分为三个等级,即富水性极弱、富水性较弱、富水性中等。利用区内钻孔单位涌水量、井下异常钻孔涌水量和物探对分区结果进行验证。结果表明：区内3煤上含水层以弱-中等富水性为主,3～7煤含水层主要为极弱-弱富水性,评价结果与实际初步探查情况基本一致,为煤矿水害防治和水资源合理化利用提供一定的参考依据。     

基于GIS和层次分析法的煤层顶板含水层富水性评价

准确的煤层顶板含水层的富水性分区评价,可以指导矿井安全正常持续运转,避免水害发生的重要手段。煤层顶板含水层富水性评价受多种因素的影响,层次分析法可以确定出权重。再运用GIS技术将空间信息整合,形成煤层顶板含水层的富水性评价分区~([3])。     

砂岩含水层富水性评价指标体系构建及优选研究

为使砂岩含水层富水性评价体系更加科学完善,将富水性评价指标体系剖解为4个相对独立的二级模块:厚度场、岩性组合场、裂隙场、构造场。以厚度场为例,结合麦垛山井田直罗组下段含水层抽水试验资料,构建了包括粗砂岩厚度、粗中砂岩厚度和、粗中细砂岩厚度和、砂岩总厚度、岩性结构指数以及单层砂岩厚度6项三级指标。经灰色关联度计算,对6项指标进行了关联性排序。结果显示,对于麦垛山井田直罗组下段砂岩含水层而言,粗中砂岩厚度和是表征厚度场对富水性指示作用的最优指标。     

浅埋深倾斜煤层综采顶板水害评价与防治技术研究

分析了贵州某矿9煤覆岩类型,应用经验公式预计了1091工作面浅埋深倾斜煤层综采条件下的覆岩破坏高度,评价了工作面的顶板水害,得出永宁镇组强富水含水层是工作面开采的主要水害威胁。基于覆岩破坏顶点与覆岩含水层间完整岩层厚度情况,对顶板水害威胁进行了分区,针对不同分区提出了"顶水开采、严防抽冒、局部限厚"水害分区防治技术,实现了1091工作面的安全回采。     

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.     

瞬变电磁法在煤层顶板含水层富水性勘查中的应用研究

采用地面瞬变电磁法勘探技术,在主要大巷、首采面、次采面范围内对影响主要煤层开采的含水层的富水性进行探测,研究得出了探测区内延安组、直罗组、安定组及基岩风化带岩层低阻异常分布,圈定了异常区范围;分析了探测区内主采煤层(2煤)及其顶板砂岩低阻异常分布,圈定了异常范围;获得了不同异常区的平面、垂向联系以及探测区内主要断层构造的富水性情况。研究可为井筒、巷道开拓以及生产阶段煤层的安全回采提供参考。     

煤层顶板砂岩含水层富水性单因素分析

该文运用岩性结构指数定量描述了煤层顶板的岩性及结构特征。采用单因素分析法,将岩性结构指数标准化,以0.2和0.7作为分区界限对1煤顶板砂岩含水层的富水性进行了分区。     

煤系顶板砂岩含水层富水性分区研究

为探讨禹州煤田西南部云煤二矿软煤、软底和硬顶且开采煤层厚度变化很大的两软一硬不稳定煤层顶板富水性,以某预开采的工作面研究区为背景,在采掘资料和钻孔数据统计分析基础上,建立了典型钻孔柱状对比图,并进行了岩组类型划分和导水裂隙带高度的计算。在此基础上,采用主采煤层顶板岩性结构指数法对研究区顶板富水性进行了探究,获得了研究区各个钻孔位置裂隙带以内的顶板岩性结构指数量化值,通过内插进行了等值线变化特征分析。然后采用标准化方法对岩性结构指数进行富水性分区,划分出富水性相对弱、中等和强3个区域,与实际情况进行了对比。研究结果对研究区预采掘顶板水害防治及顶板支护具有较重要的参考价值。     

卧龙湖煤矿砂岩含水层富水性预测及评价

针对卧龙湖煤矿煤层顶底板砂岩水害较为严重的问题,从岩性结构特征和地质构造特征2方面,共计3个指标,通过模糊聚类综合预测方法,对区内二叠系上石盒子组底部(K3)砂岩含水层富水性进行预测,进行分级分区;并基于勘探与采掘所揭示的各类水文地质信息,利用钻孔泥浆漏失量和裂隙发育率评价指标,对砂岩含水层的富水程度进行评价,验证了预测的可靠性。     

榆横北区煤层顶板含水层岩石微观特征研究

研究岩石的微观特征,可掌握含水层的空间结构、渗透性质及展布规律等。为了充分了解煤层顶板直接充水含水层的富水性质,以巴拉素井田为例,通过理论分析、薄片观察、压汞测试等手段,对矿井未来主采的2#煤顶板直接充水含水层岩石微观特征进行分析研究。结果表明:延安组含水层的岩性主要有细粒岩屑长石砂岩和中粒岩屑长石砂岩共2种;直罗组含水层的主要岩性共3种,比延安组多一种粗粒岩屑长石砂岩;其砂岩含水层中粒度越粗,密度越小,直罗组含水层的孔隙度和渗透率条件要优于延安组第四段含水层;这2种含水层赋存均具有不均一性,后期极有可能影响矿井安全生产。     

红柳林煤矿直罗组砂岩含水层特征及防治水对策

直罗组古河道砂岩含水层成为陕北侏罗纪煤田中西部矿井涌水的主要充水水源,直接威胁着煤矿的安全生产。揭示直罗组砂岩含水层水文地质条件及对煤矿开采的影响,在分析直罗组砂岩含水层分布及厚度的基础上,认为红柳林煤矿西一盘区应以防控直罗组古河道砂岩含水层为主。该含水层具有分布面积大、区域连通性好等特征,虽然在原始应力状态下富水性较弱,但在采动影响下,裂隙发育后渗透性明显增强,应加强西一盘区水文地质补充勘探。进一步查明直罗组古河道砂岩含水层水文地质条件,是红柳林煤矿西一盘区防治水的重点工作。     

基于GIS技术顶板砂岩富水性多元信息预测评价

分析评价含水层富水性是煤矿开采的基础工作,通过分析影响含水层富水性的因素,以东滩煤矿六采区为例,选取煤层顶板砂岩累计厚度、冲洗液消耗量、采区内断层及褶皱构造4个因素对六采区3煤顶板砂岩含水层富水性进行复合分析. 运用层次分析法确定各因素对含水层富水性影响的权重,利用GIS线性加权总和算法,建立了煤层顶板富水性多元信息评价模型,计算评价了研究区的富水性;将研究区含水层按富水性强弱分为四个区域. 该方法为缺乏水文地质资料的情况下,评价含水层富水性提供了一种新思路.