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。     

基于概率神经网络的煤层顶板砂岩含水层富水性预测

以谢桥矿为例,分析了8煤层开采最大导水裂隙带发育的高度,确定了顶板砂岩水预测的范围,研究了顶板富水性的影响因素,建立了评价指标体系,在此基础上利用概率神经网络预测了煤层顶板砂岩的富水性。     

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RS-MKSVM的顶板砂岩富水性预测

以谢桥矿8~#煤层顶板砂岩富水性为研究对象,引入支持向量机算法,以Sigmoid核与RBF核组合为混合核函数,建立了RS-MKSVM预测模型。在λ_1=0.05与λ_2=0.95时预测准确率达到100%,表明模型能够很好地实现对其富水性等级的预测。     

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。     

基于“富水性指数法”的煤层顶板含水层涌水危险性评价

针对塔然高勒煤矿3煤顶板侏罗系中统～中下统含水层涌水危险性分区评价问题,利用层次分析法赋予含水层厚度、岩心采取率、脆塑性岩厚度比、渗透系数等含水层富水性影响因素权重值,并将各影响因素及其权重耦合,引入"富水性指数"建立侏罗系中统～中下统含水层涌水危险性评价模型,结合钻孔单位涌水量对富水性分区进行检验,并通过修正各影响因素权重,直至富水性分区评价结果符合实际水文地质条件。结果表明,矿井顶板涌水危险性由东南向西北逐渐降低,东南部顶板涌水危险性较高。     

基于FAHP-GRA评价方法的顶板承压含水层富水性预测研究

煤层顶板承压水作为直接突(冲)水源,对煤层开采的安全进行至关重要,准确评价采矿区含水地层的富水性尤为重要。针对现有方法对煤层顶板承压水含水层富水性预测方面存在的问题,研究了多个对富水性产生影响的因素,结合各单影响因素指标量化归一并进行分区。并利用FAHP-GRA,以转龙湾矿区为例,提出了一种富水性综合分析的预测评价方法。     

基于沉积规律的煤层顶板含水层富水性研究

为了研究红庆河煤矿3-1煤顶板砂岩含水层富水性,采用沉积学原理,对矿区地层的沉积相和砂体展布规律进行了分析。在此基础上,选取地层砂地比和砂岩厚度为主控因素,运用AHP和GIS方法,对其顶板砂岩含水层富水性进行了划分。结果表明:红庆河煤矿3-1煤顶板综合富水性相对较强的区域位于井田直罗组一段古河流水动力条件较好的西北局部范围;富水性相对中等区域广泛发育于直罗组一段古河流的河漫滩及下游水动力条件较差的位置;其余区域富水性相对较弱,基本位于非古河流地区。     

潘三矿砂岩裂隙含水层富水性分区研究

根据潘三矿西翼8煤水文地质特征,采用灰色模糊综合评判的方法,以断裂分维值、砂岩厚度、冲洗液漏失量、岩芯采取率等作为评价指标,对西翼8煤层顶底板的砂岩裂隙含水层富水性进行了分区。并将以往生产揭露情况与分区结果相比较,说明了分区的合理性。     

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。     

基于沉积相分布规律的含水层富水性研究

为了研究浅埋深厚煤层直接顶板砂岩含水层富水性特征,在对含水层沉积特征、沉积体系、层序地层等分析的基础上,将沉积相分布规律作为影响含水层富水性主控因素之一,并根据地质、水文地质条件,进一步利用沉积相指数、风化程度指数、含水层厚度、岩心采取率等因素构建富水性评价指标体系,并利用基于GIS的层次分析法最终获得富水性评价结果。结果表明:富水性较强区域主要位于研究区的西南部,多为古河道流经的区域;富水性较弱区域主要位于研究区的东北部,表现为河漫滩沉积微相。     

东胜—神府矿区煤层顶板水害预测及防治

针对东胜—神府矿区煤层顶板水害特点,提出了煤层顶板含水层富水性探查、煤层顶板水害预测、矿井涌水量预测及其水害防治技术体系,在分析以上方法优缺点的基础上,认为井上下联合探查、钻探与物探并用及“顶板钻探+孔内物探”的思路是顶板含水层富水性探查的方向,基于GIS的煤层顶板水害预测方法的应用是提高其预测准确性的途径之一。     

基于灰色关联分析的顶板失稳控制因素研究

系统地开展了煤层顶板上覆岩石破碎厚度的控制因素定性和定量分析计算,通过列举影响煤层顶板上覆岩石破碎厚度的8项控制因素,借助灰色关联分析法,得出各控制因素的影响级别,得出主控因素为顶板岩石性质,其他控制因素影响程度由高到低依次为开采层厚度、回采方法、工作面长度、工作面推进速度、煤层倾角。研究结果可为矿井顶板控制以及矿井瓦斯治理提供有益参考。     

煤矿顶板稳定性分析研究

煤矿顶板的稳定性一直是人们关注的问题。通过现场监测和试验获取了影响顶板稳定性的4个参数的分布规律,并分别应用极限平衡法和概率矩点估计法对青龙寺煤矿5-20102回风巷道顶板的稳定性进行了分析计算。结果表明:极限平衡分析法和概率矩点估计法的计算结果基本一致,5-20102回风巷道顶板处于整体稳定状态,但概率矩点估计法给出了顶板失稳的概率P_f=0.015 3,预示顶板局部失稳的可能性存在,较好地弥补了极限平衡分析法的不足。     

顶板砂岩水下煤层开采覆岩导水裂隙带发育高度研究

导水裂隙带发育高度是顶板砂岩水下实施安全采煤的重要技术参数之一。以新集矿区某综采工作面为工程背景,针对工作面回采后采动裂隙导通上覆砂岩含水层易发生突水事故的问题,在分析覆岩岩性特征的基础上,采用经验公式估算、基于关键层位置覆岩导水裂隙带高度预测方法、数值模拟及井下仰孔分段注水法对覆岩导水裂隙带发育高度进行研究。结果表明,基于关键层理论导水裂隙带高度预测方法、FLAC3D数值模拟与井下仰孔分段注水试验结果基本一致,而经验公式预测导水裂隙带发育高度数值较小,存在一定的局限性。工作面回采后,导水裂隙带发育高度最大为57.6 m,裂采比为15.2,且发育形态呈“马鞍型”。 研究结果可为工作面顶板水害治理提供地质依据。     

煤矿松散煤层破碎顶板巷道支护技术研究

安阳煤矿1512工作面胶带巷沿5号煤层顶板掘进,煤层松散顶板破碎,巷道支护难度大。通过现场原位测试地应力大小和方向、顶帮煤岩体强度和节理裂隙发育情况、顶底板岩石矿物成分分析等手段,揭示巷道变形机理为煤层强度低且松散,顶板砂质泥岩完整性差,顶底板岩石黏土矿物含量高遇水易软化和膨胀,加之锚杆锚索预紧力低且护表构件面积小,锚杆锚索预紧力不能实现有效扩散,巷道初始支护强度低,以上因素综合影响致使巷道产生较大变形。针对性提出以提高锚杆锚索预紧力并增加支护构件护表面积为技术核心,设计了巷道支护方案,进行了现场试验,矿压监测结果显示,高预紧力锚杆锚索+喷浆支护的协同控制技术方案,基本解决了安阳煤矿松散煤层破碎顶板巷道支护难题。     

大海则煤矿顶板富水含水层下开采水害防治研究

为了解决顶板富水含水层下开采过程中所面临的水害问题,以侏罗纪煤田榆横北区大海则煤矿为例,通过分析矿井水文地质条件,确定了主要充水水源和充水通道,计算了防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度,并预测了矿井开采2号煤层时的涌水量,提出了相应的防治措施。结果表明:矿井开采2号煤层时,其主要充水水源为煤层顶板侏罗系延安组、直罗组含水层水,主要充水通道为覆岩导水裂隙带。通过计算防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度,分析判断其在现有2号煤层开采条件下,不会受到顶板白垩系洛河组强含水层影响。采用解析法和数值法进行矿井涌水量预测,取其算术平均值作为参考。结合矿井条件和现场实际,提出井下钻探、地球物探、水文地质监测等综合防治措施,通过预防、探查、疏排、监测等手段,共同解决矿井水害问题。     

弱胶结砂砾岩含水层下安全开采水害防治技术研究

为了解决煤层开采顶板弱胶结砂砾岩含水层带来的水害威胁问题,提出了“综合探查、提前疏放、采前评价”的综合防治技术体系,并对新疆某矿21105工作面进行了综合防治研究。研究结果表明,21105工作面疏放水效果明显,但仍存在溃水溃砂风险区,且排水系统薄弱,从防治水角度暂不具备回采条件。     

祁东矿巨厚坚硬顶板切顶无煤柱开采技术应用研究

为解决当前煤矿开采过程中存在煤炭采出率低、留煤柱开采引起应力集中、巷道围岩控制难等问题,以祁东煤矿7135工作面为工程背景,提出切顶沿空留巷技术。通过对巷道围岩运动特征和留巷技术原理的研究分析,确定切顶留巷关键技术参数,并在现场进行了工程应用。结果表明,采用高强预应力锚索补强顶板、垛式支架支撑顶板及可伸缩U型钢挡矸防护等联合支护体系,实体煤帮平均变形量达到166 mm,采空区帮平均变形量达到237 mm,顶板平均下沉量达到163 mm,平均底鼓量208 mm,留巷变形满足安全生产要求。