基于瞬变电磁法探测结果的煤层底板突水数值模拟研究

基于井下瞬变电磁法对某矿71309工作面底板含水性的探测结果,划分煤层底板岩层含水性分布异常区,结合实际地质条件,借助FLAC3D软件建立流固耦合数值计算模型,并对数值计算结果进行分析,结果表明:煤层底板受采动及承压水影响,底板破坏带与含水异常区对接,发生底板突水事故。研究结果为指导煤矿安全生产提供了参考依据。     

回采工作面底板突水智能监测技术应用

针对华北型煤田煤层开采存在的底板突水问题,监测预警以"下三带"理论、"递进导升"理论以及突水系数法为理论基础,构建矿井充水结构三维可视化地质模型,结合电法勘探异常区对影响矿井水文地质条件的易突水地质构造和富水性异常区进行分析,依据分析结果进行底板突水监测系统布设,通过监测煤层开采过程中表征突水水源与突水通道时空演化的指标信息,对底板突水进行监测预警。并在示范矿井开展了回采工作面底板突水预警工程示范,解决矿井突水危险动态辨识与实时预警问题。     

工作面底板突水的灰色预测

<正> 工作面底板突水问题在石炭二迭纪的华北煤田极为普遍,因此研究底板突水因素和对突水可能性的预测,对于煤矿安全生产具有重大意义。以往,对工作面底板突水预测,我们反仅仅采用“突水系数”来衡量,这显然不太合理,实际上底板突水的影响因素是很复杂的,它受地下水压、隔水层厚度、岩层组合、裂隙发育程度和所处构造部位以及开采     

采煤工作面底板突水的预测预报方法

采煤工作面底板突水预测，预报是在工作面采动过程中，通过监测煤层底板岩层内部一些参数值变化来分析，预测板突水的可能性。本文着重介绍了该方法的基本原理和实际应用。     

工作面底板突水预测

底板突水不仅造成严重的经济损失还要浪费很多的地下水资源,所以对水害的预测显得尤其重要,是煤矿安全生产的重要因素。结合工作面的实际条件,首先使用经验公式来计算出底板最大破坏深度,然后以此结果为基础采用突水系数法、临界水压力法对底板突水危险性进行分析,最后对工作面底板突水进行预测。     

基于RFPA数值模拟的底板突水危险性评价

为解决杨村煤矿十采区下组煤开采受底板突水威胁问题,运用RFPA数值模拟软件对杨村煤矿十采区16上煤层开挖过程中的底板破坏规律进行了研究。通过建立符合实际条件的数值模型,计算出了煤层在分步开挖过程中底板受矿井压力作用影响下的破坏深度和发展规律。在此研究基础之上,利用考虑煤层底板破坏深度的突水系数法对研究区煤层开采过程中的底板突水危险性做出了合理评价,并将研究区划分为较危险区和危险区2个等级。该研究成果为杨村煤矿十采区16上煤层的安全开采提供了可靠依据,可以有效地指导采区开采过程中的底板水防治工作。     

运用阻水厚度法和突水系数法评价底板突水危险性

该文以"下三带"理论的底板阻水厚度法和突水系数法对济阳煤矿10煤底板徐奥灰水突水危险性进行了评价。     

承压水上开采工作面底板突水预测

根据地质条件对下组煤的底板破坏深度进行了理论计算并在此基础上运用突水系数法对底板突水情况进行了分析;应用离散元数值软件UDEC模拟了在薄煤层群采动应力和水压联合作用下底板的破坏规律和裂隙演化规律,得出底板破坏深度将达到41 m,底板突水可能性较大,应加强底板防治水工作。     

陷落柱影响采场围岩破坏和底板突水的数值模拟分析

为探讨陷落柱在围岩破坏及突水中所起的作用,采用FLAC^3D模拟分析了陷落柱影响下采煤工作面推进的全过程．采动影响下采场围岩的应力应变数值模拟充分说明,陷落柱的存在使底板的应力应变分布极不均匀,应力集中系数增大,陷落柱附近位移明显,远离陷落柱其影响逐渐减小,但对底板岩层破坏范围及破坏形式影响较小;陷落柱顶面上方岩层的应变较大,与周围不协调,容易产生局部剪切变形．陷落柱边壁、工作面底板压缩区与膨胀区的分界线重合在一条线上时,是剪切破坏的最佳状态,最容易发生底鼓突水．陷落柱影响下的底板破坏深度为15—18m．     

孤岛综放工作面底板突水综合治理技术研究

芦沟煤矿21煤柱综放工作面位于21采区中部,沿21采区三条下山布置煤柱工作面,两翼均为已回采过的采空区,该面为孤岛工作面。工作面回采后底板突水,出水量最大290 m³/h。通过采用井下物探、帷幕注浆、查明出水通道等技术措施,将出水点封堵,将涌水量降至47 m³/h,通过21煤柱综放工作面动水封堵工程经验,总结出一套行之有效的治理技术,具有在类似条件下推广的价值。     

Study on the non-linear forecast method for water inrush from coal seam floor based on wavelet neural network

Directing at the non-linear dynamic characteristics of water inrush from coal seam floor and by the analysis of the shortages of current forecast methods for water inrush from coal seam floor, a new forecast method was raised based on wavelet neural network （WNN） that was a model combining wavelet function with artificial neural network. Firstly basic principle of WNN was described, then a forecast model for water inrush from coal seam floor based on WNN was established and analyzed, finally an example of forecasting the quantity of water inrush from coal floor was illustrated to verify the feasibility and superiority of this method. Conclusions show that the forecast result based on WNN is more precise and that using WNN model to forecast the quantity of water inrush from coal seam floor is feasible and practical.     

煤层底板突水量的距离判别分析预测方法

为了从理论上对煤层底板突水问题进行分析,选取对底板突水影响最大的有无含水层、水压、隔水层厚度、底板采动破坏深度及断层落差等作为基本判别因子,选取国内15个有代表性的采煤工作面底板突水资料作为训练样本,利用距离判别分析理论,建立了煤层底板突水量预测的距离判别分析模型.用所建立的模型对4个待检验的底板突水案例进行了分析,与实际情况吻合良好,计算结果与最小二乘支持向量机(SVM)、人工神经网络（ANN）等方法所得到的结果一致或更好.     

基于断裂构造分维与突水系数法的底板突水预测

该文选取滕南矿区为研究对象,运用分形理论对矿井的断裂构造的复杂程度进行了定量评价,得到了研究区的断裂分维特征并分析了其对突水危险性的影响。运用信息融合的方法将断裂构造分维与突水系数法相融合,对煤层底板突水进行危险性评价,并对矿井底板突水的危险区域进行分区与预测。得到了更加符合实际的突水危险性综合分区图,对制定煤层开采时的底板水防治措施具有一定指导意义。     

有限元强度折减法在底板突水风险评价中的应用

介绍了有限元强度折减法在FLAC 3D 中的实现方法。在分析煤层底板突水的有限元计算判断依据的基础上,阐明了底板安全系数Fs1 的意义,即底板实际岩体强度与折减后底板破坏贯通时的岩体强度的比值定义为底板安全系数,它反映了承压水体上底板岩体抵抗破坏贯通的能力。通过有限元强度折减的实例计算验证了将该方法应用于煤层开采底板突水评价的可行性。计算结果表明：案例中工作面底板破坏的计算深度在15 m左右,与实测结果一致,底板安全系数Fs1 为1.38;强度折减法揭示了底板突水的两条潜在的突水路径;底板安全系数Fs1 随着工作面推进距离、工作面斜长及地应力的增大而减小。相较于突水系数,底板安全系数Fs1 考虑因素更多,可信度更高。     

张双楼矿区9~#煤层底板突水危险性分析及防治

分析了张双楼矿9#煤层开采的充水含水层的富水性和导水性,利用突水系数法评价了9#煤层底板的突水危险性,根据评价结果和采区水文地质资料论证了疏降四灰水安全开采9#煤层的可行性,通过疏水降压工程的实施解放了受水害威胁的煤层。     

底板渗流应力耦合破坏与递进导升协同突水演变规律研究

为深入研究底板渗流应力耦合破坏与递进导升协同突水演变规律,应用FLAC3D固液耦合模式模拟隐伏断层底板岩体的应力分布、变形破坏特征、递进导升渗流规律及裂隙扩展突水机制.数值模拟表明:在矿山压力和承压水压力影响下,随着工作面开挖,打破原来开挖面周围荷载平衡,底板岩层节理裂隙经历张开、闭合、扩展反复循环过程,当矿压破坏带和...     

基于模糊证据理论的煤层底板突水量预测

从信息融合的角度,将煤层底板突水量预测过程看成是一个多源信息融合处理与状态估计过程,提出基于贴近度的模糊证据理论,建立基于模糊证据理论的煤层底板突水状态估计与评价模型。利用15个有代表性的采煤工作面底板突水资料作为训练样本,基于广义三角模糊数生成各焦元基本概率赋值。用所建立的突水预测模型对4个待检验的突水样本进行分析,并与人工神经网络、最小二乘支持向量机、距离判别分析等方法进行比较,所得结果一致或更好,说明基于模糊证据理论的煤层底板突水量估计方法具有良好的实用性和有效性。     

基于Surfer的煤层底板突水评价方法及其应用

随着车集矿矿产资源向深部开采,矿区煤层底板水害问题愈发凸显。基于Surfer应用软件,结合AHP型脆弱性指数法,对研究区底板太原组石灰岩含水层突水威胁性进行评价。构建了3个分析层次及评价指标体系,确定了各影响因子的权重,根据自然分级法将突水评价区划分为脆弱区—相对安全区等5个分区。结果表明,评价结果与实际情况相对吻合,较为可靠。为车集矿制订专门的底板防治水方案提供了基础依据,同时也更新升级了底板水害评价的手段和方法。     

高承压水体上开采煤层底板潜在突水区动态演化数值模拟

以底板受石炭系太原组灰岩高承压含水层威胁的淮北芦岭煤矿10煤为研究示范,利用有限元软件Plaxis 8.2建立能模拟承压水压力的10煤动态开采的数值模型,并考虑冒落矸石密度、变形参数与强度参数随时间的变化,分析底板采动破坏带与潜在突水区域的时空分布及其影响因素.研究结果表明:正常开采条件下,底板破坏深度随工作面推进距离的加大而增加,推进到一定距离后将达到极大值;随着煤层倾角的增大,由于冒落岩体的充填效应,开采冒落区导水裂隙提前闭合,潜在突水区域变小,并逐步集中于新近采空区;承压水压力越大,底板裂隙扩展并最终相互沟通的可能性越大,当承压水压力处于高值时,突水随时可能发生.