基于GIS的突水系数法评价新技术及其应用

为充分利用现有资料,提高煤层底板水害评价精度,以四台矿8号煤层底板寒灰水害评价为例,提出将GIS技术应用于煤层底板水害评价中。在建立基于GIS的影响煤层底板突水的隔水层厚度和水压两大因素专题层图基础上,通过专题图的叠加分析,得出煤层底板突水系数值,进行突水危险性评价分区,并研发了基于GIS的底板突水评价信息系统。进一步将得出的评价分区与传统基于钻孔点突水系数值的突水系数法评价分区相比可知,基于GIS数据分析的突水系数法评价更吻合实际。因此,GIS技术在煤层底板水害评价中的应用,为有效防治煤层底板水害提供了技术支持。     

基于AHP与GIS的底板突水评价研究

为了评价研究区6#煤层底板的突水危险性,采用了AHP型脆弱性指数法。由于该煤层属于深部开采,地质构造复杂,底板突水危险性较高,选取了4个评价指标,并运用AHP方法进行权重分析。利用GIS技术创建了各评价指标的专题图,并对数据进行了归一化处理和叠加分析,以得出脆弱性评价分区;通过AHP型脆弱性指数法,考虑各评价指标的权重,量化评估底板突水的危险性程度;结合GIS技术的应用,直观地呈现评价指标的空间分布情况,有助于识别潜在的突水风险区域,研究结果为底板突水的脆弱性评价提供了科学依据;基于评价指标叠加分析得到脆弱性评价分区图,该图能够揭示不同区域的突水风险程度。     

煤层底板突水脆弱性指数法评价分析

针对煤层底板水害对煤炭资源安全开采的威胁,在详细分析井田地质及水文地质等资料的基础上,确定并分析影响底板突水危险性的各主控因素,运用AHP方法确定各主控因素对底板突水的影响权重,利用GIS的空间叠加功能对各主控因素叠加分析,得出煤层底板突水危险性分区图,并与传统的突水系数法评价结果对比,验证脆弱性指数的正确性,为煤矿的安全生产提供保障。     

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。     

神南矿区张家峁煤矿煤层顶板涌(突)水危险性评价

根据对张家峁井田地质及水文地质资料的分析研究,利用GIS多源数据融合方法,采用“三图—双预测法”进行煤层顶板水害危险性预测评价。首先以“富水性结构指数法”对煤层顶板基岩裂隙含水层进行富水性分区评价,然后针对煤矿正在开采的煤层顶板导水裂隙带发育高度进行研究分析,最终将之前得到的富水性分区图与冒落带分区图进行叠加分析,得到顶板含水层突水危险性分区图,进而采取相应的治理措施。研究表明,由于导水裂隙带均发育到其顶板含水层,故涌突水条件主要取决于其含水层的富水性,对于基岩裂隙含水层来说,总体上中部、西南部和西北部突水危险性较高,东部突水危险性较弱,由东至西突水危险性逐渐增大,相关研究在22202工作面涌水量观测结果中得到了验证。     

断层影响因子及分形理论危险性评价综合应用

通过断层影响因子和断裂构造分维方法,将万福井田3煤层开采突水危险性分区图进行了综合叠加,结合其岩体破碎、复杂程度及导水性等特征,得到了更加符合实际的突水危险性综合分区图,不仅在可信度上有了很大提高,而且可以适当地降低煤矿生产中的危险系数,提高了安全生产的意识。     

深部矿井底板突水评价方法对比及应用研究

在对矿井底板突水评价方法对比分析的基础上,以平煤十矿为例,利用五图双系数法对二1煤层底板寒灰水发生突水的危险性进行了预测评估。通过分析隔水层与水压的关系,计算了带压系数和突水系数;利用Surfer绘图软件,绘制了底板水压、水头分布、突水系数的等值线图和突水危险性分区图。该方法比突水系数法更为全面;与脆弱性指数法相比,不需要太多的相关资料。     

基于GIS技术的煤层底板突水危险性综合评价

介绍了一种基于GIS多层叠加技术的煤层底板灰岩水突水危险性的综合评价方法.在研究井田底板突水影响因素的基础上,采用GIS技术建立GIS信息图层和空间属性数据库,编绘成以评价指标为主题的各种地质专题图件,进行GIS图层信息采集,然后利用多层次模糊综合评价的方法进行叠加分析,得出研究区构造复杂程度综合评价结果图.并以卧龙湖煤矿首采区10煤层底板突水危险性综合评价为例具体说明了该方法的评价体系.     

陕北侏罗纪煤田浅埋煤层区巷道掘进突水危险性分析

以榆神矿区张家峁井田为例，开展了浅埋煤层区井下巷道掘进突水危险性分析研究。在井下巷道掘进突水条件分析基础上，分别对充水含水层富水性、围岩扰动带范围及煤水空间关系进行分析，得到风化基岩含水层富水性预测图和井下巷道掘进围岩安全性分区预测图，基于GIS平台通过空间叠加功能，得到张家峁井田4-2煤巷道掘进突水危险性分区预测图，经与井下实际突水资料对比分析，预测效果较好，表明所建模型适用于浅埋煤层区井下巷道掘进突水危险性评价。     

基于GIS与熵值法的煤层顶板突水危险性评价

为了对丁集矿13-1煤层顶板突水危险性进行合理的评价,探讨岩芯采取率、含水层厚度、脆塑性岩厚度比、隔水层厚度、断层影响带高度、渗透系数、断层分维7个影响顶板含水层富水性的主控因素,采用了GIS建立各主控因素专题图,然后运用熵值法确定各主控因素的权重,并对数据进行归一化处理,叠加各主控因素的归一化数据和权重值,获得富水性指数评价模型并建立富水性分区图,再计算顶板导水裂隙带高度和建立顶板冒裂程度分区图,最后分别对富水性分区和顶板冒裂程度分区重新赋值,对赋值后的两个图进行复合叠加,获得顶板突水危险性分区图。结果表明,评价结果与实际基本一致,准确性较高,可以为矿井顶板水害的防治提供参考依据。     

基于GIS的突水系数法与AHP型脆弱指数法在应用中的对比

为提高煤层底板水害评价精度,以四台沟矿区开采煤层底板水害评价为例,在基于GIS技术的基础上将脆弱性指数法和突水系数法进行比较分析,选择较优的评价方法。通过GIS技术,利用脆弱性指数法在承压含水层、地质构造、底板隔水层三个层次下建立了主控因素专题图,运用层次分析法确定各项权重,并进行专题图叠加生成评价分区图,利用突水系数法得出评价分区,经过对比两者的精确度,基于GIS的脆弱性指数法更接近实际情况,对煤炭的安全开采更具有指导性。     

基于GIS的华北型煤田古风化壳隔水性能研究

为研究古风化壳隔水性能、了解其阻水作用,建立了古风化壳隔水性能评价指标体系,以底板突水评价方法—脆弱性指数法为对照,采用基于GIS的层次分析法,复合叠加生成各自安全评价分区图,经对比分析得出古风化壳隔水性能评价分区与突水脆弱性评价分区较为相似,对底板突水评价的安全分区影响作用明显,具有较为良好的隔水性。     

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。     

汾源煤业5#煤层顶板含水层富水性及突水危险性评价

为评价5^#煤层顶板石灰岩含水层突水危险性,通过石灰岩含水层富水性的分析结果,确定石灰岩含水层富水性相对较强区域主要分布在井田的北部和中部;通过将冒裂程度与富水性分区叠加,得出石灰岩含水层突水危险性程度。结果表明:石灰岩含水层整体突水危险性弱,仅在井田东南部存在小部分突水危险区,井田范围内大部分区域均为较安全区和过渡区。     

突水系数理论在桃园矿区的实践

实践中发现淮北桃园矿各工作面按突水系数理论计算得出的突水系数,在参考临界突水系数评价底板突水与否时,常出现一些特殊的情况,如有时计算出的突水系数高于临界突水系数却没有发生突水事故;有时计算得出的突水系数低于临界突水系数却发生了突水事故。通过对桃园矿的地质条件进行分析,并结合突水系数理论的原理解释其存在的合理性。认为从地质条件的实际出发,先进行地质分区再利用突水系数理论评价会有更高的准确性。     

玉山井田10_1煤层奥灰突水危险性评价

针对玉山井田10_1煤层距离奥灰岩溶裂隙含水层距离较近,存在底板突水威胁的现状,在收集地质钻孔资料基础上,编制了10_1煤层底板至奥灰顶板间距等值线图、10_1煤层底板奥灰水压等值线图、10_1煤层底板奥灰突水系数等值线图、10_1煤层底板奥灰突水危险性分区图,计算了受奥灰突水威胁的10_1煤层安全开采标高,得出了玉山煤矿开采10_1煤层发生奥灰含水层底板突水危险性很大的结论。     

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。     

基于突水系数的范各庄矿12~#煤底板突水机制研究

以范各庄煤矿12~#煤层为研究对象,选取水压力和隔水层厚度判定突水系数,利用Suffer软件画出突水系数等值线图,根据《煤矿防治水规定》划分突水安全区域,通过实际突水点与定量计算结果进行比较,结合各点构造条件和岩体性质判断其突水机制。根据突水系数分区图得出,西部区域属于突水危险区,东部大部分区域为安全区,具有良好的吻合性。煤层西部区域实际突水事故与定量计算结果一致,属于底板突水危险区域;仅在单斜构造区东部计算结果与实际突水事故存在较大出入,主要由于断裂构造导致底板相对隔水层厚度减小,向斜构造改变了含水层水力条件。底板突水机制将为范各庄矿12~#煤层后续安全开采提供有力依据。     

基于多源信息融合的新安矿底板突水危险性评价

结合小浪底水库蓄水后新安矿底板充水条件的变化,对矿井二1煤底板突水影响因素进行了分析,并利用基于GIS技术平台的多源信息融合方法建立了新安矿底板突水危险性评价的多源信息融合模型。根据矿区实际情况确定了分区阈值,划分了3个突水危险性分区。     

西北矿区浅埋煤层突水溃砂危险性评价

我国西北地区煤矿矿区生态环境脆弱,尤其是浅埋煤层进行开采时,上覆岩层突水溃砂频发,造成重大的人身伤亡和经济损失。以西北转龙湾煤矿23105工作面为研究区,基于熵权法和GIS技术,选取了砂层厚度、含水层富水性、有效隔水层厚度和煤层采厚等4个指标作为影响研究区浅埋煤层工作面突水溃砂危险性的关键因素,建立了基于熵权法和GIS技术的浅埋煤层突水溃砂危险性评价模型,对研究区突水溃砂危险性进行了分区评价。根据模型评价结果与依据"三下规范"评价结果进行对比,结果表明:浅埋煤层工作面突水溃砂危险性多因素分区评价更加充分地考虑突水溃砂的诱发条件,得出了23105工作面突水溃砂危险性处于相对安全-极高危险,工作面从南至北、自东南向西北危险性逐渐减小的趋势,有利于有针对性地防治突水溃砂,在不同分区内采用最适当的工程防治措施。