优化组合赋权模型在底板隐伏陷落柱突水评价中的应用

为了对煤层底板隐伏陷落柱突水进行危险性评价优化,在对主要影响因素分析的基础上,建立煤层底板岩溶陷落柱突水危险性评价体系。运用差离方法和优化组合层次分析法和主成分分析法所得的权重确定优化最佳权重,从而建立基于优化组合赋权法的煤层底板岩溶陷落柱突水危险性评价模型。最后以葛亭煤矿陷落柱为例进行工程验证,结果表明:含水层水压和隔水层厚度影响因素对煤层底板隐伏陷落柱突水影响最大,该模型能优化主观和客观评价的权重,减少了主观评价方法的人为影响和客观评价方法的过于依靠客观数据,能合理客观地反映影响因素之间的差异,实现对煤层底板岩溶陷落柱突水的危险性评价。     

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。     

五阳煤矿3煤层底板突水危险性评价

为了对五阳煤矿3煤层底板进行突水危险性评价,保障五阳煤矿在承压水威胁条件下进行安全开采,在详细分析五阳煤矿水文地质条件和矿井揭露特征的基础上,从主要含水层、隔水层、水压、地质构造及采掘活动等方面对五阳煤矿3煤层底板突水危险性进行评价,通过在突水系数中考虑隔水层岩性—结构特征和开采活动的影响,建立了3 煤层底板突水危险性评价体系。研究表明,五阳煤矿3煤层底板奥陶纪灰岩岩溶水突水危险性极大,随着开采深度的增加,底板受采动影响破裂越严重,发生突水的危险性进一步增加。     

15号煤层承压开采安全性研究

煤层底板突水危险性评价是保障承压安全开采的关键,而煤层底板突水机理及影响因素的复杂性和多样性,是承压开采安全性研究的难题。凤凰山矿目前主采15号煤层,在井田西部存在底板奥陶系灰岩承压水威胁,通过对含水层富水性、隔水层突水系数、断裂构造和陷落柱发育程度及导水性等进行定量与定性分析,应用突水系数法对15号煤层承压开采安全性进行了评价,其结果表明15号煤层可安全承压开采。     

深部煤层底板突水危险性评价方法的研究

针对井下煤矿深部煤层开采过程中受到突水危险影响的情况,对突水的影响因素进行了研究。煤层底板下层含水层的富水程度和隔水层防水能力是影响突水发生的重要因素,伴随着开采的深入危险程度就逐渐增加。结合某煤矿深部煤层情况,运用突水系数法、数值模拟法及层次分析法三种方法对深部煤层的底板突水危险性进行评价,结果表明运用不同的突水危险评价方法,得出的结论也不同,突水系数法和层次分析法判别为有突水危险,另一种方法判别为安全,综合分析得出此深部煤层发生突水危险可能性较大。     

基于灰色模糊评判法的底板突水危险性综合评价

以孙疃煤矿104采区为例,在分析孙疃煤矿地质资料的前提下,将研究区内断裂分维值,含水层厚度,灰岩采芯率,底板砂岩率,有效隔水层厚度,底板总体抗压强度等6个因素作为影响底板突水的主要因素,运用灰色模糊评判法,建立突水危险性模型。对104区10煤层底板突出危险性进行综合分析。将研究区按突水危险性划分为突水安全区、突水相对安全区、突水威胁区和突水危险区。     

煤层底板突水危险性的可拓评判及应用

为了全面评价煤层底板突水危险性,选取断层密度、断层导水性、裂隙发育程度、承压水水压、含水层富水性、岩溶发育程度、强水源补给、隔水层厚度、隔水层强度、隔水层完整性、开采厚度、开采深度、工作面斜长等13个因子作为影响底板突水的主要因素,以物元理论、可拓集合论和关联函数运算为基础,建立了煤矿开采底板突水危险性等级评价的物元模型。应用该模型对淮北某矿3612工作面底板突水危险性进行评价,验证了其正确性。选取近年来煤层底板突水的典型案例作进一步的应用分析,其结果与实际相吻合。基于可拓评判法的煤层底板突水危险性分类具有较高可靠度和实用性,研究结果为煤层底板突水危险性分类提供了一种新的思路和方法。     

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。     

运用突水系数法和模糊聚类法综合评价煤层底板突水危险性

在综合分析煤层底板突水危险性影响因素的基础上,提取评价煤层底板突水危险性关键指标。为解决突水系数法评价煤层底板突水危险性的局限性,引入模糊聚类法综合评价煤层底板突水危险性。模糊聚类法综合考虑多种因素,解决了突水系数法评价中临界值的问题。以南屯下组煤十一采区为例,提取采深、隔水层厚度和水压为关键指标,运用突水系数法和模糊聚类法综合评价其底板突水危险性,对南屯下组煤开采奥灰水防治具有重要的指导意义。     

保德煤矿奥灰突水危险性评价及其防治对策

通过对保德煤矿水文地质条件和突水影响因素分析研究,认为井田构造不发育,煤层底板隔水层隔水性能较好。利用突水系数法对煤层底板奥灰突水危险性进行了评价,8#和11#煤层底板突水系数均小于临界突水系数,在无隐伏导水断层或导水陷落柱等导水构造的情况下可实现安全带压开采。针对奥灰突水的特点,提出防治对策是掘进工作面和回采工作面应采用物探和钻探手段进行综合探查,加强矿井水情监测监控预警系统、防排水系统、应急救援等安全保障措施。     

多模型融合评价煤层底板灰岩岩溶突水危险性

在我国华北型石炭—二叠系煤田中,煤层底板灰岩岩溶突水现象尤为突出。为准确地评价煤层底板灰岩岩溶突水危险性,防治煤矿水害事故,实现承压水体上煤层安全开采。基于未知测度-集对分析理论,选用含水层厚度、单位涌水量、充水含水层渗透性、水压、断层影响因子、含水层厚度、含水层岩性组合特征以及底板破坏深度8个指标评价煤层底板灰岩岩溶突水危险性。采用有序二元比较量化法和区间数模糊决策矩阵EA-TOPSIS排序模型分别确定煤层底板灰岩岩溶突水主控因素权重。在此基础之上,基于冲突证据理论将二者进行耦合,得到煤层底板灰岩岩溶突水主控因素组合权重,保证了对动态模型指标相对重要性的有效评价。基于未知测度-集对分析理论,构建单指标直线型未知测度函数及非直线型未知测度函数,并以新汶煤田煤层开采为例,将30个监测点处实测的8个指标值代入,建立多指标综合测度矩阵。引入"置信度"评价准则判定样本数据X_i所属的危险性等级。并通过集对分析,进一步表征新汶煤田煤层开采过程中煤层底板灰岩岩溶突水风险总体态势。研究表明,评价结果与矿山实际情况相吻合。在此基础之上,依据搜集的大量华北煤矿突水案例,以其中典型的15个为例,将建立的模型推广到整个华北煤田底板突水危险性的评价。通过与矿井实际突水情况对比可以发现,模型确定的矿井突水危险性等级与实际相吻合,表明该模型对于评价整个华北煤田底板灰岩岩溶突水危险性具有一定的适宜性。     

模糊层次分析法在煤层底板水害危险性评价中的应用研究

根据煤层底板水害的特点,从底板含水层特征、底板隔水层特征、地质构造特征及开采扰动特征4个方面分析各特征的影响因素,确定出相应的评价指标。同时结合模糊层次分析方法,研究了一种适合煤矿底板奥灰含水层水害危险性评价的指标体系及评价方法,能为相似煤矿底板水害的评价提供一定的依据。     

晋城成庄井田煤层气直井开发后煤层底板突水危险性评价

以晋城矿区成庄井田为依托,分析煤层气开发后煤层底板岩石破裂压力、地应力、煤层底板含水层水压和隔水层有效厚度等条件,建立了煤层气开发后煤层底板突水危险性评价理论与方法,揭示煤层气直井开发对煤炭开采底板突水影响机制。研究结果表明:煤层气井煤层底板完井深度和采动矿压与承压水的水压使煤层底板隔水层形成贯通的破裂,如果隔水层中的最小水平主应力大于承压水的水压,从应力方面,就不会发生突水,如果相反,就会发生突水;煤层气井煤层底板完井深度和采动矿压与承压水的水压未能使底板隔水层形成贯通的破裂,开采煤层承受的水压与煤层到主要含水层间有效隔水层厚度之比,决定了煤层底板突水危险性。根据煤层底板隔水层岩石破裂压力、水压和水压与隔水层厚度比值等关键参数,将煤层底板突水危险性划分为安全(Ⅰ)、中等安全(II)、安全性差或有危险(III)和安全性极差或极有危险(Ⅳ)4类。成庄井田太原组15号煤层距奥灰含水层间距小,且变化大,煤层气垂直井开发后煤炭开采受奥灰水威胁。如果9号煤层气完井深度与煤炭开采底板破坏深度15 m相同计算,煤层底板突水危险性主要为中等安全,仅在深部存在突水危险性;煤层气开发后3号煤层开采过程中不会发生底板突水。     

基于脆弱性指数法的里必煤矿3号煤层底板突水危险性评价

在全面分析里必井田地质与水文地质条件的基础上,应用相关因素分析方法,提出3号煤层底板奥灰含水层突水的指标体系,分析了奥灰含水层突水的影响因素.构建了脆性岩厚度、脆塑岩性比值、构造规模指数、陷落柱分布密度、水压值、含水层富水性6个评价指标.采用脆弱性指数法对3号煤层底板突水危险性进行了分区评价.     

基于脆弱性指数法的里必煤矿3号煤层底板突水危险性评价

在全面分析里必井田地质与水文地质条件的基础上,应用相关因素分析方法,提出3号煤层底板奥灰含水层突水的指标体系,分析了奥灰含水层突水的影响因素.构建了脆性岩厚度、脆塑岩性比值、构造规模指数、陷落柱分布密度、水压值、含水层富水性6个评价指标.采用脆弱性指数法对3号煤层底板突水危险性进行了分区评价.     

煤层底板突水影响因素的主成分分析

在调查和分析煤矿区水文地质资料的基础上,选取地质构造、含水层水头压力、底板含水层富水性、隔水层厚度和开采条件作为影响煤层底板突水的主要因素,采用主成分分析法(PCA)对影响底板突水5个因素做出定量评价,并对影响因素的影响程度进行排序:隔水层厚度地质构造含水层水头压力开采条件含水层富水性。结果显示:隔水层厚度、地质构造和含水层水头压力3个影响因素占总权重的89.4%,同时也是该矿防治水工作开展的重点防治部位,该评价结果与实际情况相吻合。     

小回沟煤矿9#煤底板带压开采突水危险性评价

小回沟煤矿9#煤层井田内奥陶系岩溶水水位高于煤层底板标高,底板隔水层变薄处、较大断层和陷落柱等构造地段存在潜在突水威胁,为了保障煤矿的安全开采,分别采用突水系数法和脆弱性指数法对其进行了突水危险性评价以及安全区域的划分,前者得出井田多数区域为安全区,在东北部断层、陷落柱范围内存在突水威胁性,后者得出9#煤层底板突水危险区主要分布于井田西部,较危险区主要分布于井田中西及南部,井田中部向东北部首采区过渡依次划分为过渡区、较安全区、安全区。     

团柏煤矿下组煤开采底板突水防治技术与对策

针对团柏煤矿下组煤开采时水文地质条件的复杂性,运用突水系数理论计算和采用底板破坏过程有限元RFPA2D数值模拟分析方法,对该矿下组11号煤层开采时的4底板突水危险性做出了综合评价。研究表明:陷落柱较为发育的11号煤底板突水系数0.05 MPa/m,接近底板受构造破坏块段临界突水系数;由数值模拟结果看,该煤层开采时底板岩层的破坏深度约15 m,破坏带底部距下伏奥灰含水层仅约10 m。基于上述水文地质综合分析结论提出了该煤层开采时底板突水隐患的预防和治理对策。     

基于层次聚类模糊综合评判的矿井突水危险性评价

选取山西介休鑫峪沟煤矿9号煤层为研究对象,针对其底板突水危险性问题,利用现有15个钻孔的煤层底板标高、煤层采深、煤层底板破坏深度、隔水层厚度、有效隔水层厚度、底板承受水压值、突水系数7个影响煤层底板突水的主控因素,采用层次聚类分析并结合肘部法则对鑫峪沟煤矿9号煤层底板突水性进行分区,共分为A、B、C、D、E五个区,并采用改进的层次分析法—AHP与变异系数耦合确权的模糊综合评判法对各分区进行突水危险性等级划分。结果表明,A区和C区为极危险区,B区为较危险区,而D区和E区为较安全区和安全区,与实际情况基本相符。     

梧桐庄矿多含水层底板突水危险性评价

以峰峰梧桐庄矿2号煤层(大煤)为例,在详细分析梧桐庄井田的基础地质、水文地质、构造地质条件和煤层底板突水规律的基础上,确定了8个影响煤层底板突水的主控因素,应用ArcGIS数据和空间分析、图形可视化等功能,分别建立了水压、含水层厚度、有效等效隔水层厚度、断层分布、断层规模指数、构造交点和端点、陷落柱影响带、褶皱影响带共...