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。     

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.     

深部开采底板厚隔水层突水危险性评价方法研究

突水系数对于深部开采底板厚隔水层突水危险性评价并不完全适用,为了解决深部带压开采底板厚隔水层突水危险性评价问题,据矿井条件建立底板突水主控指标体系,利用区间灰色最优聚类理论,借助GIS强大的空间信息管理和分析功能完成模型的建立、计算以及结果展示;结合层次分析法AHP依据主控因素对突水危险性贡献程度确定其权重系数,采用K-Means聚类算法根据数据分布特征和专家知识及经验划分不同危险性类别所对应区间值,解决了主控因素的复杂性和不确定性问题;按照隶属度的概念改进了经典白化权函数,定义了每个类别的白化权函数不只是与相邻的上、下两个区间存在着关系,而与每个区间的标准值均有关,利用白化权函数将离散的灰数映射到区间灰数上,解决了主控因素物理意义、量纲、量级巨大差异所导致的结果失真问题。以各主控因素在危险性等级下隶属度均为1的确定性判断作为系统特征行为序列,计算评价对象与每个危险性类别的邓氏灰色关联度,形成关联度矩阵。再通过以评价对象与各危险性类别的差异程度为权的加权广义距离描述评价对象与h类别的接近程度,最终建立最优模型。研究结果表明:以邢东矿为例,根据勘探资料和历次突水调查结论,选取了6个主控因素,用AHP确定了权重系数,用K-Means聚类算法确定了安全、较安全、较危险和危险4个等级区间值;再使用灰色最优聚类理论得到了底板突水危险性评价分区图;最终,得到了各危险性等级的分布情况和面积大小等数据,运算结果显示历次突水事故发生的位置都位于危险区域。对比突水系数法的评价结果,由于采用信息量更大,用隶属度关系减弱了临界值的绝对控制作用,使结果更加系统全面,同时克服了基于薄板理论的突水系数法只适用于底板隔水层厚度小于50 m的局限,是深部带压开采底板厚隔水层突水危险性评价有效方法。     

煤层底板采动导水破坏带深度主控因素探究

在长壁式采煤方法和全部垮落处理顶板条件下,定性分析了开采深度、煤层倾角、开采厚度、工作面斜长、底板抗破坏能力和构造对煤层底板采动导水破坏带的影响。对全国31个实测数据样本,利用灰色关联分析方法进行了定量分析,指出了煤层底板采动导水破坏带深度的主控因素为工作面倾斜长度和煤层倾角。     

基于客观优化组合赋权模型的煤层底板突水预测评价研究

为了解决预测煤层底板突水过程中存在的评价指标因素繁多、非线性、不确定性和互相交叉影响的问题,而造成煤层底板突水预测评价困难的问题,针对单一客观赋权评价中的缺陷,提出了一种基于客观优化组合赋权模型的煤层底板突水预测评价。首先,基于层次分析法确定煤层底板突水的主控因素,再运用熵权法和复相关系数法对主控因素进行客观赋权,构建客观优化组合赋权模型。结果表明:该模型更能客观反映主控因素的特征,优化客观赋权模型中评价指标因素的权重,从客观合理程度上最大体现出评价指标因素间的差异程度,实现煤层底板突水的量化科学评价。     

基于灰色理论的底板突水危险性评价

为了解决底板突水预测预报评价的难题,在建立煤层底板突水主控指标基础上,采用端点三角白化权函数和中心点三角白化权函数灰色评价对矿区某一小块进行评价,并通过比较得出中心点白化权函数灰色评价的结果更可靠。运用中心点白化权函数对古汉山矿底板突水危险性进行灰色评价分析,得出底板突水危险性分布图,同时对底板突水危险性趋势进行了预测。     

南屯煤矿下组煤西区煤层底板突水危险性评价

以南屯煤矿16上煤十一、十三采区为例,在详细分析矿区水文地质条件和突水规律的基础上,确定了6个影响煤层底板突水的主控因素;应用层次分析法(AHP)确定了各因素的权重系数;运用Surfer建立各主控因素的专题层图;对各专题图进行叠加处理,建立基于Surfer的AHP型煤层底板突水脆弱性指数评价模型;统计得到突水脆弱性指数频率直方图,确定分区阈值,最后提出煤层底板脆弱性分区划分方案。     

朱庄煤矿Ⅲ63采区6煤开采安全性研究

以朱庄煤矿Ⅲ63采区6煤层开采为例,通过对矿井水文地质资料进行系统分析,确定影响煤层开采的主要控制因素;应用层次分析法对各主控因素的权重进行计算;利用Mapgis软件绘制各主控因素专题图,并对专题图进行复合;建立底板突水预测模型,对6煤层开采过程中太灰含水层突水危险性进行预测。     

下组煤层底板奥灰突水脆弱性评价分析

为解决保利合盛煤业公司某矿带压开采过程中,面临下组煤层底板奥灰突水的潜在威胁问题,通过对矿井煤层地质条件和水文地质条件的分析,确定选取影响下组煤层底板奥灰突水脆弱性评价的9个因素作为主控因素,应用GIS对主控因素数据进行采集并归入化处理后建立主控因素图层,然后运用层次分析法(AHP)确定各主控因素的权重比例后,对指数进行频率直方图统计分析,按照相应的阈值将矿井划分成突水安全区、较安全区、过渡区、较脆弱区和脆弱区等5个区域。研究结果表明:在矿区范围内10号、11号煤层底板奥灰突水区域呈西向东由较安全区、过渡区过渡至较脆弱区,局部构造区域为突水脆弱区。