基于AHP的脆弱性指数法煤层底板突水预测模型与应用

随着煤层开采深度的不断增加,煤矿生产过程中面临复杂的突水机理和多变的突水主控因素,使底板突水预测的难度不断增加。为准确预测底板突水危险性,采用脆弱性指数法求出各子因素的底板突水危险性权重,并利用层次分析法（AHP）划分底板突水危险阈值,从而建立煤层底板突水预测模型。分析整理了河南龙门煤业常村煤矿地质及水文地质资料,从突水水源、突水通道和隔水层3个方面将底板突水影响因素划分为含水层水压、出水量、注浆量、断层相似维、断层倾角、断层走向、断层落差和有效隔水层厚度等8个子因素;将底板突水危险性划分为5个区域：安全区[0.25,0.32）、较安全区[0.32,0.44）、较危险区[0.44,0.56）、危险区[0.56,0.70）、极危险区[0.70,0.85];建立了基于AHP的脆弱性指数法评价模型。与传统的突水系数法相比,基于AHP的脆弱性指数法评价结果具有较好的准确性,且划分更加精细合理,为矿井水害预测预报提供了科学的评价方法和理论依据。     

铁新煤矿9~#煤层底板突水危险性评价

为解决我国煤矿普遍面临的煤层底板突水评价难题,以铁新煤矿9#煤层为例,引入了基于GIS的AHP型脆弱性指数评价法。首先确定了影响煤层底板突水的9个主控因素,采用GIS数据分析、图形可视化等功能对该类主控因素进行量化分析处理,建立各子专题图层;然后运用AHP法确定各主控因素的权重比例,在此基础上提出了煤层底板突水脆弱性的分区方案,并根据各区特点提出了相应的防治措施;最后分别采用传统突水系数法、脆弱性指数法进行了煤层底板突水危险性评价,结果表明:脆弱性指数法得出的评价结果更符合实际,对于指导该煤层安全开采有一定的参考价值。     

用脆弱性指数法评价屯兰矿8号煤奥灰突水

以有效隔水层等效厚度、隔水关键层有效厚度、断层和褶皱密度、断层规模指数、断层交点和端点分布、陷落柱、峰峰组水压、峰峰组富水性和矿压破坏带深度等九个因素为主控因素,运用脆弱性指数法对屯兰矿8号煤底板奥灰突水性进行了评价,将屯兰矿8号煤底板奥灰突水划分为五个区域,即煤层底板突水脆弱区、煤层底板突水较脆弱区、煤层底板突水过渡区、煤层底板突水较安全区和煤层底板突水相对安全区。     

基于AHP与GIS的底板突水评价研究

为了评价研究区6#煤层底板的突水危险性,采用了AHP型脆弱性指数法。由于该煤层属于深部开采,地质构造复杂,底板突水危险性较高,选取了4个评价指标,并运用AHP方法进行权重分析。利用GIS技术创建了各评价指标的专题图,并对数据进行了归一化处理和叠加分析,以得出脆弱性评价分区;通过AHP型脆弱性指数法,考虑各评价指标的权重,量化评估底板突水的危险性程度;结合GIS技术的应用,直观地呈现评价指标的空间分布情况,有助于识别潜在的突水风险区域,研究结果为底板突水的脆弱性评价提供了科学依据;基于评价指标叠加分析得到脆弱性评价分区图,该图能够揭示不同区域的突水风险程度。     

蒋庄煤矿太原组煤层开采底板突水危险性分区分级研究

华北地区越来越多的煤矿将要开采太原组下部煤层,基底奥灰突水危险性随之增加。为合理评价滕州矿区蒋庄煤矿162、163采区太原组16煤底板奥陶突水危险性,在分析采区地质及水文地质特征的基础上,利用基于GIS的AHP型"脆弱性指数法",选取奥灰(富水性与水压力)、断裂构造(密度、断层交点和端点的分布、断层规模指数)和有效隔水层厚度因素作为评价指标,建立预测模型。应用本模型对研究区奥灰突水危险性进行了分区分级,分为安全、较安全、较危险和危险四个等级,对每个等级的分布进行了分区。经验证,预测效果符合实际,并与"突水系数法"预测结果相比,更详细、具体。分区分级结果有助于指导矿井16煤开采防治水工作。     

承压开采煤层底板突水危险性定量评价

为了提高煤层底板突水危险性预测的准确性,依据周边矿井已有突水资料,分析了影响煤层底板突水的主控因素,通过AHP型脆弱性指数法对矿井煤层底板突水危险性进行了分区预测与评价,将评价结果与传统突水系数法进行对比分析,认为脆弱性指数法考虑因素较为全面,评价结果更为精细,实用性更强,可作为突水系数法的补充。     

煤层底板突水危险预警系统的研究与应用

围绕常村煤矿二1煤层的底板突水问题,从断层构造、隔水层、含水层三方面着手,将其划分为断层相似维、倾角、走向、落差、隔水层厚度、水压、出水量、注浆量8个子因素,采用基于GIS的脆弱性指数法(AHP),实现了考虑多种突水因素对底板突水危险性影响的预警系统。     

基于GIS的南峪煤矿8~#煤层底板突水危险性评价

为准确评价南峪煤矿下组煤层底板奥灰突水危险程度,以8~#煤层开采为例,分析确定煤层底板突水的主控因素,运用基于GIS和AHP耦合理论的脆弱性评价模型,对8#煤层底板突水危险性作出评价并分区。将脆弱性指数法与传统突水系数法评价结果进行对比分析,结果表明,脆弱性指数法较全面地反映不同区域的相对脆弱关系,其评价结果更为真实可靠。     

煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅳ:基于GIS的AHP型脆弱性指数法应用

为解决煤层底板突水预测预报评价难题, 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,以开滦东欢坨矿北部采区煤层底板突水为研究对象,应用新提出的基于GIS的 ANN型脆弱性指数法,在详细分析矿区水文地质条件和底板突水规律基础上,确定了6个影响煤层底板突水的主控因素;应用GIS强大的数据管理和空间分析功能,建立了煤层底板突水6个主控因素的子专题图和复合叠加图;应用AHP方法确定了各主控因素在突水过程中的权重贡献,建立了基于GIS的AHP型煤层底板突水脆弱性评价模型.根据计算所得的突水脆弱性指数统计直方图,分析确定了底板突水脆弱性分区阈值,最终提出煤层底板突水脆弱性区划方案.     

煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅳ:基于GIS的AHP型脆弱性指数法应用

为解决煤层底板突水预测预报评价难题,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,以开滦东欢坨矿北部采区煤层底板突水为研究对象,应用新提出的基于GIS的ANN型脆弱性指数法,在详细分析矿区水文地质条件和底板突水规律基础上,确定了6个影响煤层底板突水的主控因素;应用GIS强大的数据管理和空间分析功能,建立了煤层底板突水6个主控因素的子专题图和复合叠加图;应用AHP方法确定了各主控因素在突水过程中的权重贡献,建立了基于GIS的AHP型煤层底板突水脆弱性评价模型.根据计算所得的突水脆弱性指数统计直方图,分析确定了底板突水脆弱性分区阈值,最终提出煤层底板突水脆弱性区划方案.     

带压开采底板突水预测研究

为了有效预测工作面在带压开采下底板突水,以上孔煤业15#煤层为研究背景,通过塑性理论和经验公式分别计算底板的破坏深度|考虑采动与赋存因素影响,基于修正的突水系数法,提出极限突水系数公式,确定合理的工作面尺寸,提高突水预测精度。现场施工水文钻孔探查底板涌水情况,并根据岩芯测得底板隔水层物理力学性质,与理论推算结果对比,对15#煤层底板突水可能性进行有效预测。研究结果表明：底板主要隔水层属于中等坚硬岩石类,具有较好的隔水性能,底板含水层含水性弱,不具备底板突水的条件。极限突水系数计算结果显示,15#煤层在底板完整区段无突水危险,受构造破坏的区段具有底板突水的危险,建议减小工作面尺寸,查明底板地质特征,并加强在构造等薄弱区域的探放水以预防突水危险发生。     

基于AHP_TFN的底板突水危险性预测

针对下组煤开采的底板突水问题,以龙固井田为研究对象,在综合分析后,确定出断裂构造、奥灰水压、有效隔水层厚度的3个主控因素,并利用Surfer得出3个主控因素的专题图。使用层次分析法（AHP）和梯形模糊数法（TFN）分别计算一级因子及其子类的权重,建立了基于AHP_TFN的预测模型。对煤层底板突水危险性进行了分区,为以后开采过程中的底板水防治提供了科学依据。     

Application of the Analytic Hierarchy Process to Assessment of Water Inrush: A Case Study for the No. 17 Coal Seam in the Sanhejian Coal Mine, China

Disasters caused by water inrush affect many coal mines in China. In order to predict and prevent water inrushes during mining of the no. 17 coal seam in the Sanhejian coal mine, the factors that affect water inrush from the underlying Ordovician limestone were studied using the analytic hierarchy process (AHP). The AHP method is based on the geographic information system, through which the sub-thematic layer and the overlying layers of each dominating factor were constructed. An expert system was used to calculate weighting for each factor. Integration of the controlling factors through the AHP allowed us to develop a vulnerability index map in which the mining area was divided into different zones according to the risk level for water inrush during mining. Furthermore, water control measures were recommended in response to each risk level.     

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。     

煤层底板突水脆弱性预测评价系统设计与实现

为了提高煤层底板突水预测评价信息系统的准确性与普遍适用性,在系统分析煤层底板突水主控因素指标体系及煤层底板突水预测方法的基础上,结合GIS与数据库技术,对煤层底板水文地质数据管理、主控因素专题图制图表达、AHP层次分析法、基于常权理论的煤层底板突水脆弱性评价模型、基于局部变权理论的煤层底板突水脆弱性评价模型及突水系数法评价等问题进行深入的研究,最终实现了基于GIS的煤层底板突水脆弱性预测评价信息系统的设计与研发,为煤层底板突水预测分析提供技术支持,进一步为煤矿安全生产部门针对煤层底板突水防治提供决策依据。     

城郊煤矿二水平煤层底板突水危险性综合评价研究

为了探究城郊煤矿深部延伸二水平主采二2煤层底板突水危险性,根据矿区二水平底板地层及断层构造特征,采用突水系数法和分形分维方法对二水平底板的断层构造复杂程度及突水危险性分别进行了量化分区与综合分区评价.结果表明,虽然两种方法的计算过程和量化分区参数不同,但所进行的量化分区具有较好的一致性,断裂构造复杂程度分维值与突水系数...     

基于脆弱性指数法的整合矿井底板突水评价及主控因素分析

整合矿井因地质资料难以统一,预测底板突水难度较大。鉴于AHP脆弱性指数法在量化底板突水的优势,选取了6个主控因素预测了某整合矿井9号煤层底板突水。结合GIS对相关数据实施归一化处理,建立了各单因素归一化专题图。根据层次分析模型获得的各因素权重对6个专题图进行叠加,将底板划分为脆弱区、较脆弱区、过渡区和安全区四部分,并得到了以往突水事故的验证。通过对各个因素的脆弱性灵敏度分析,得出有效隔水层厚度与脆弱性指数的相关度最高,提出了井田西部优先开采、东部重点防治的建议。该研究对预测整合矿井的底板突水具有一定的指导作用。     

东滩煤矿采区构造复杂程度及突水危险性分区对比探究

为了探究东滩煤矿五七采区开采山西组3煤层底板突水危险性,根据研究区地质、水文地质、断层和钻孔等资料,较系统分析了研究区断裂分布特征。在此基础上,采用分形分维方法和突水系数法对五七采区的断裂构造复杂程度及突水危险性分别进行了分区研究。结果发现,虽2种方法的计算原理和量化分区参数不同,但评价结果具有较好的匹配性。获得了五七采区煤层底板在东北部区域分维值高,地质构造复杂,突水系数值大,应属于突水危险区,东南部区域属于突水相对危险区,西部区域基本属于安全区。研究结果对五七采区安全带压掘采和水害防治具有重要的参考价值。