煤层底板突水危险性评价模型的建立与应用

分析总结了矿井煤层底板突水的影响因素,在系统收集与分析矿井水文地质资料的基础上,确定了影响张村煤矿二1煤层底板突水的主要因素。对水压、地质构造、隔水层厚度、采动矿压等因素进行了定量评价,借助于地理信息系统(GIS)的空间分析工具,引入多源信息复合方法,建立了煤层底板突水危险性评价模型,并根据张村煤矿二1煤层底板的各影响因素的实际数据,对其底板寒灰突水危险性进行了评价,获取了有效的突水危险性评价结果。     

带压开采底板突水有效阻水系数法评价在西峪煤矿的应用研究

煤矿开采存在底板带压条件下,能否安全开采,最常用的评价方法是突水系数法。但由于煤层底板突水影响的因素多,在水文地质复杂的情况下,突水系数法还存在一定的局限性。综合考虑水压、隔水层底板厚度、岩性组合及特征、导升高度、煤岩层产状、构造等自然条件,以及工作面的采长、开采后的底板破坏深度等人为因素对煤层底板隔水能力的影响,采用有效阻水系数法评价了太原西峪煤矿9号煤开采的间接底板奥陶系峰峰组岩溶水突水危险性,其评价结果与实际情况对比分析表明,有效阻水系数法评价更加合理,是复杂水文地质条件煤层底板突水安全性评价的有效方法。     

刘家梁煤矿5124工作面底板阻水质量评价

采用煤层底板阻水质量分级的技术,将地应力测试数据、煤层底板突水系数、底板岩层强度、底板的完整性、底板的视电阻率、底板的涌水量等观测和计算数据集成起来,对刘家梁煤矿5124工作面底板的突水危险性进行了综合评价。根据评价结果采取简单有效的防治水措施,避免了底板注浆改造的防治水投入。该技术对华北型大水煤矿的安全性评价具有借鉴作用。     

基于主成分分析法的底板突水危险性评价

在系统收集及分析矿区水文地质资料的基础上,确定影响煤层底板突水的主要因素,并引入主成分分析法对影响底板突水的因素进行定量评价。以新安煤矿为例,利用主成分分析法,确定各突水影响因素的权重,建立煤层底板突水模型,对影响煤层开采的底板奥灰突水危险性进行分区预测,为奥灰水的防治提供了重要依据。     

基于Fisher判别法的煤层底板突水预测模型及其应用

选取地质构造、水文地质特征、底板隔水层特征和开采活动4个大类13个因子作为底板突水的判识指标,以近年来发生的典型煤矿底板突水案例作为学习样本,依据Fisher判别分析法,建立了煤层底板突水预测的距离判别分析模型。结果表明,该模型预测结果与实际情况一致,采用回代估计法所得的误判率很小。因此,选取4个大类13个因子来反映煤矿底板突水状况和应用Fisher判别法预测煤矿底板突水具有良好的实用性和有效性。     

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。     

基于多因素模糊聚类分析法的底板突水危险性评价

通过对新安煤矿的研究,利用多因素模糊聚类分析法,确定影响底板突水的主要因素及其权重,建立煤层底板突水模型,对煤层底板突水危险性进行分区,确定危险程度,为奥灰水的防治提供了重要依据,保证煤矿较安全开采。     

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。     

煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅲ——基于GIS的ANN型脆弱性指数法应用

为解决我国煤矿区普遍面临的煤层底板突水评价难题,在煤层底板突水主控指标体系和脆弱性指数法提出的基础上,以邢台章村煤矿三井的9煤层开采为例,通过将新提出的基于GIS的ANN型脆弱性指数法与传统的突水系数法的评价结果进行详细对比和拟合分析,证明脆弱性指数法在煤层底板突水脆弱性评价的许多方面具有明显的优势,妥善地解决了脆弱性指数法在生产实际应用中的问题.     

我国煤层底板突水问题的研究现状及展望

从煤矿水文地质条件综合研究、煤层底板突水预报研究、煤层底板带（水）压安全采煤技术研究、突水机理研究、数据库及计算机成图技术、煤层底板注浆堵水技术6个方面系统地总结了煤层底板突水问题的研究现状及存在的问题，多角度展望了这一问题研究的未来发展前景。     

受底板承压水威胁煤层开采安全性分区探讨

华北型煤田煤层开采广泛受到底板承压水威胁,开展煤层安全开采分区研究对于保障矿井安全生产有着重要的意义.分析影响煤层底板突水的主要因素,利用GIS多元信息复合技术,构建适合潘西煤矿千米深矿井的突水模型,对潘西煤矿主要采区进行危险性评价,形成矿井危险程度分区图,指导潘西煤矿19煤层安全开采.     

高河煤矿奥灰水带压开采防治技术研究

根据高河煤矿煤层底板与奥灰之间岩层的特点,分析了复杂水文地质条件下煤层底板突水的影响因素,对矿井底板突水危险性进行了深入分析,并制定了可行的奥灰水防治技术措施,对于类似条件下奥灰水带压开采具有一定的借鉴意义。     

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。     

基于GIS的斯列萨列夫公式底板突水危险性分析与评价

为了研究煤层底板突水危险,以刘桥二矿带压开采为例,根据矿区地质及水文地质资料,在分析煤层底板破坏深度及承压水导高带高度的基础上,计算出底板有效隔水层厚度,采用考虑矿压影响的斯列萨列夫公式计算出工作面底板安全厚度,并建立工作面底板突水预测模型,利用底板突水阈值和GIS技术对矿区底板突水危险性进行预测分区,为煤矿的安全合理开采提供科学依据。     

梁北煤矿二1煤层底板寒灰突水条件分析

河南省梁北煤矿主要可采煤层为二1煤层,开采至今已发生了5次底板寒灰突水事故,深入分析底板突水条件对煤矿防治底板突水有着重要的意义。从突水水源、突水通道、隔水层和突水系数对该矿井底板突水条件进行了分析,并提出相应的防治措施。     

软岩底板突水机理分析及数值试验

结合煤矿地形特征和煤层赋存条件,通过数理方程确定底板发生破坏的条件,实现对突水通道的初步预测与定位;利用RFPA软件对煤矿软岩底板进行突水机理数值试验研究,进行煤层底板突水路径的应力场、渗流场和声发射演化过程分析,再现底板突水的形成过程,即底板在水压驱动下出现裂纹萌生、扩展以及水压跟踪传递,最后底板隔水层变成导水通道层。研究结果表明：董家河煤矿可通过调控煤层底板突水的条件使之不发生突水事故;该数值计算方法适用于具有类似地质条件的煤矿,可为煤层底板突水机理研究和防范矿井突水事故的发生奠定理论基础和方法指导。     

煤层底板水害预测与超前预治理技术

煤矿水害防治工作是煤矿安全生产工作的重中之重。针对煤层底板水害防治问题,介绍了实际生产过程中针对掘进工作面和回采工作面突水危险性预测的常规方法,对其优缺点进行综合分析,从而进行煤层底板突水危险性的预测评价,进而制定工作面超前预治理的技术方案,主要包括应用煤层底板含水层注浆改造技术对煤层底板突水可能性大的区域进行注浆改造,或利用煤层底板含水层疏水降压技术对危险区域进行疏水降压。上述这些措施的使用,最大限度地避免了水害事故的发生,实现了安全开采。     

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。     

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。     

基于熵权-未确知测度理论的煤层底板突水危险性评价数学模型

针对煤层底板突水危险性难以准确评价的难题,在系统分析影响煤层底板突水主控因素体系的基础上,通过引入熵权理论以及未确知测度理论,建立了一种基于熵权-未确知测度理论的煤层底板突水危险性评价数学模型。并将该模型应用于大唐塔山煤矿8煤底板的突水危险性评价,得出的评价结果与实际情况基本吻合,为煤层底板突水危险性评价提供了一种有效途径。