基于灰色关联–FDAHP法与物探成果相结合的奥灰富水性评价

华北型煤田深部煤炭开采严重受到奥灰水的威胁,因此对奥灰含水层富水性的评价涉及到煤矿安全生产。根据《煤矿防治水规定》含水层富水性评价依据为单位涌水量,但实际勘查过程中该指标数据十分稀少,因此无法客观全面地评价整个井田奥灰富水性。为了解决这个问题,提出一种综合灰色关联法、模糊德尔菲层次分析法(FDAHP)和地球物理探测相结合的奥灰富水性评价预测方法。以山东良庄井田为研究背景,选取钻孔涌水量、含水层厚度、断层影响因子、冲洗液消耗量4个评价指标,利用灰色关联法和德尔菲专家打分法确定各指标对奥灰富水性控制的相对权重,在此基础上构建基于灰色关联和FDAHP的奥灰富水性指数数学模型,利用地球物理探测获得的奥灰富水性成果,对模型进行检验,确定富水性等级分区阈值,将建立的模型分区成果与物探实测成果相结合,绘制出整个井田奥灰富水性分布图,并利用钻探揭露奥灰漏水点、突水点、抽水试验和水源井分布等现场工程数据对分区结果进行验证。提供了一种在传统单位涌水量资料稀少的情况下,相对科学地评价整个井田奥灰富水性的方法。     

断层定量化在突水危险性评价中的应用

良庄井田目前已进入深度开采,以断层为通道的奥灰岩溶水对底板突水问题的影响越来越大。针对该井田11煤层开采底板断层突水问题,在概述良庄井田构造发育特征的基础上,以分形理论为指导,提出采用断层分维值及断层强度指数对良庄井田煤层底板断层进行定量化描述,并融合突水系数和涌水量对井田的突水危险性进行了分区。利用灰度分析Python编程确定断层分维值、强度指数和突水系数的权重,采用Surfer中的插值法将3个参数融合分析突水危险性,根据突水危险性将该区域划分为突水危险区和开采安全区。     

岩溶泉域煤矿奥灰顶部相对隔水性及水文地质特征研究

奥灰岩溶水水害是华北型煤田深部开采的关键制约因素,复杂的水文地质环境是灾害频发的主因。运用钻探、水文地质试验及地球物理探测手段对保德井田奥陶系顶部岩性、岩溶裂隙发育特征及相对富水性进行综合研究,论证研究区奥灰顶部相对隔水性。实施单孔抽水试验及群孔抽水试验,查明奥灰含水层渗流场特征;通过岩溶水水化学分析,探讨奥灰含水层水化学场特征及其演化规律:沿径流路径,岩溶水水质类型总体呈HCO3→HCO3·Cl→Cl的演化顺序。依据奥灰含水层水化学特征划分岩溶水径流分区,表明井田奥灰含水层处于弱径流–滞流区。基于井田奥灰含水层水文地质特征,提出奥灰顶部注浆改造的"深度合理,施工便利;物探先行,靶区圈定;优先布网,监控紧跟;上游布孔,引导注浆;成效保障,环保并重"的总体原则,对深部开采奥灰岩溶水水害防控及顶部注浆改造实施具有一定的指导意义。     

岩溶泉域煤矿奥灰顶部相对隔水性及水文地质特征研究

 奥灰岩溶水水害是华北型煤田深部开采的关键制约因素,复杂的水文地质环境是灾害频发的主因。运用钻探、水文地质试验及地球物理探测手段对保德井田奥陶系顶部岩性、岩溶裂隙发育特征及相对富水性进行综合研究,论证研究区奥灰顶部相对隔水性。实施单孔抽水试验及群孔抽水试验,查明奥灰含水层渗流场特征;通过岩溶水水化学分析,探讨奥灰含水层水化学场特征及其演化规律：沿径流路径,岩溶水水质类型总体呈HCO3→HCO3•Cl→Cl的演化顺序。依据奥灰含水层水化学特征划分岩溶水径流分区,表明井田奥灰含水层处于弱径流–滞流区。基于井田奥灰含水层水文地质特征,提出奥灰顶部注浆改造的“深度合理,施工便利;物探先行,靶区圈定;优先布网,监控紧跟;上游布孔,引导注浆;成效保障,环保并重”的总体原则,对深部开采奥灰岩溶水水害防控及顶部注浆改造实施具有一定的指导意义。     

磁窑沟煤矿奥灰水对13号煤层开采的影响分析

磁窑沟煤矿13号煤层底板面临奥灰承压水的突水威胁,对井田地质、隔水层、富水性、涌水量等特征进行了分析,并用突水系数法进行了带压开采区的划分,最后提出了带压开采的建议。     

沉积和构造特征对含水层富水性的影响

为了从含水层本质特征定量评价含水层富水性及其影响指标的相关性,根据研究区含水层沉积和构造特征,并结合地质及水文地质补充勘探资料,确定了影响含水层富水性的指标包括含水层砂地比、含水层厚度、粗砂岩厚度、粗砂岩层数、断层分维值和褶皱分维值,采用灰色关联度对6项影响指标与含水层富水性的相关性进行了研究。通过计算分析,对含水层富水性影响由大到小依次为断层分维值、含水层厚度、含水层砂地比、砂岩层数、粗砂岩厚度和褶皱分维值。说明了含水层富水性受到构造的影响较大,但是沉积特征同样对含水层富水性起到了重要的影响作用。在对含水层富水性进行分析的过程中,考虑到构造控水的同时,含水层沉积控水作用同样应该受到重视。     

奥陶系石灰岩含水层钻孔隐性漏水机制 与防治方法

 由于封堵不良钻孔形成的导水通道而造成煤矿突水事故时有发生,特别是奥陶系石灰岩含水层(简称“奥灰”)钻孔隐性封孔不良,其形成的水害隐患更具有突发性、隐蔽性,对安全生产影响严重。以兴隆庄煤矿为例,通过对三灰地层的一采区石门巷道新增出水点、出水水样呈奥灰水质特征以及奥灰、十下灰水位异常等水文地质异常现象的分析研究,可以判断奥灰钻孔具有隐性漏水。主要原因是由于地质条件变化,在未下套管前的钻孔意外进入奥灰富水区,从而导致高压、高流速水流向其他含水层排泄,使得水泥封孔效果不佳形成隐性导水通道。据此提出井下钻孔化学注浆的防治方法,可对该类水害的防治有指导意义和借鉴价值。     

济源金捷煤矿下组煤开采水文地质条件分析

针对济源金捷煤矿下组煤开采水文地质现状,本文通过对井田水文地质工程调查,充分分析矿井含水层、隔水层及水害威胁等,通过计算得出煤层底板安全隔水层厚度及奥灰水底板隔水层突水系数,为安全开采提供技术保证,同时为济源市下冶地区同类型条件下煤层开采提供了很好的技术途径。     

基于层次分析法-系统聚类分析的井田构造复杂程度评价

为了有效评价井田构造复杂程度,提出了基于层次分析法(AHP)-系统聚类分析(HCA)的方法。以黄河北煤田赵官矿井为例,在充分研究矿井构造发育规律的基础上,根据矿井实际发育情况,选取断层分维值、断层强度指数、褶皱分维值和岩浆岩复合影响指数4个定量评价指标,对井田内断层、褶皱、岩浆岩的发育及分布情况进行了定量化研究和评价。利用层次分析法构建井田构造复杂程度评价指标体系,确定了4个定量评价指标的影响权重分别为0.181、0.364、0.182和0.273。在此基础上,运用系统聚类分析方法,对井田地质构造复杂程度进行了分析研究,得到构造复杂程度简单、中等、复杂3类等级的分区评价图。本研究评价结果旨在能对矿井安全高效生产提供有效指导。     

新集二矿水文地质条件综合评价研究

针对新集二矿复杂的水文地质条件,本文从受影响的含水层及其特征、单位涌水量、老空水、矿井涌水量和突水量等方面,综合评价该区的水文地质特征,结果表明:区内影响煤矿开采的含水层主要包括二叠系砂岩含水层、推覆体含水层和灰岩含水层;单位涌水量、矿井涌水量等均较大,并且老空水和开采突水也在一定程度上影响着井田水文地质条件的变化;综合评价分析得出,新集二矿水文地质条件为复杂型。