基于IAHP-EWM博弈论的煤层底板突水影响因素研究

为了研究影响底板突水的水文地质和管理因素,利用文献调研法确立了6个一级指标和20个二级指标的层次分析模型;收集8例突水事故指标数据,根据事故发生经过和事故原因分析,采用1~9标度体现人员管理因素指标对事故发生概率和后果的影响程度;利用区间层次分析法(IAHP)和熵权法(EWM)对所收集数据进行分析,利用博弈论对所确立指标进行组合赋权。研究结果表明,水文地质因素方面隔水层厚度和含水层水压权重最高,在管理因素方面地质基础资料不足是影响突水的关键因素,通过与其他类似研究对比,指标权重计算排序结果具有一定合理性,为研究底板突水提供方法参考,为煤层底板突水的精确防治和管理提供借鉴。

邢东矿深部开采底板突水机理研究及水力压裂技术应用

为研究深部开采底板突水机理,以邢东矿2129工作面为背景,通过理论计算建立了底板岩层破坏深度与工作面基本顶悬顶长度之间的关系,提出了利用基本顶水力压裂技术减小顶板悬顶长度,控制底板出水的思路。利用UDEC模拟了不同压裂步距下的底板应力演化规律,说明压裂步距在40 m以下时底板控制效果最好。开展顶板水力压裂后,矿压观测结果表明2129工作面的周期来压步距明显降低,说明采用的技术手段是合理有效的。

主成分logistic回归分析在底板突水预测中的应用

为对矿井底板突水进行预测,采用结合主成分分析法和logistic回归分析法的分析模型.利用主成分分析法对突水主控因素进行降维处理得到主成分,并计算出主成分在样本中的得分值;应用logistic回归分析法对确定好的主成分得分值进行logistic回归分析;把主成分转变回底板突水各主控因素,得到矿井各主控因素对于底板突水影响的回归模型.研究结果表明:可见模型的拟合优度很好,正确率达到90%以上;主成分logistic回归分析在底板突水预测中的应用是可行的.

基于层次分析法和D-S证据理论的底板突水风险评估方法

为对煤层底板突水风险性进行评估,首先利用层次分析法获得权重向量;基于D-S证据理论的基本合成法则与权重向量,对合成法则进行修正,建立底板突水风险评估模型;通过专家评分获得指标层各影响因素风险信任度概率分布,以此作为D-S合成的证据源,基于修正后的合成法则,对证据源从指标层到准则层再到目标层进行证据融合,得到风险评估结果。

脆弱性指数法在煤层底板突水评价中的应用

为解决我国煤矿区普遍面临的煤层底板突水评价难题,以王庄矿15#煤层开采为例,在分析确定煤层底板突水主控因素及其对突水的"权重"系数基础上,应用新型的基于GIS的AHP型脆弱性指数法对王庄煤矿底板水害进行评价分析。并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,脆弱性指数法得出评价结果更为符合实际。

深井底板突水组合灰色物元判别系统及应用

深井底板突水预测是一个复杂的理论与技术问题,具有模糊性、灰色性和不相容性的特点。建立了深井底板突水的主控指标体系,通过灰色关联分析得到主控因素,应用熵值调整法确定了各主控因素在突水过程中的贡献权重。根据灰色物元分析理论,分别建立了线性灰色物元判别模型和最优灰色物元判别模型,采用VB6.0开发了深井底板突水组合灰色物元判别系统。该系统两种模块的并列运行和相互验证提高了判别结果的准确程度,使系统初步具备了受承压水威胁的深井工作面的危险度预测功能。应用该系统进行深井突水案例的模拟结果与实际情况比较吻合,这表明该系统对深井复杂条件下的矿井底板突水预测具有较好的应用价值。

深部开采厚隔水层底板破坏模式及突水防控技术

深部开采厚隔水层底板高承压水突水灾害是制约深部煤层安全高效开采的重大问题。本文以邢东矿为研究对象,根据深部开采厚隔水底板的突水量变化和底板破坏特征,将作用于底板的应力扰动模式细化为远场基本顶失稳的动载荷和近场支承压力的静载荷扰动模式两类,并将深部开采厚隔水层底板破坏模式划分为采动裂隙与底板深部隐伏构造和贯穿断层直接沟通奥灰含水层破坏模式两种,以此构建了以“区域注浆加固治理+切顶卸压”为主的深部开采厚隔水层底板突水的防控技术,有效地预防了邢东矿深部区域厚隔水层底板突水灾害的发生。

利用空间弹性理论分析和计算采动影响下的底板应力分布

本文利用空间问题的弹性理论计算和分析了采动影响下的底板应力分布,并参照以往学者的研究成果,利用最小势能原理和极限平衡原理,分析了底板含水层易在采空区和采场突水的原因.同时根据计算和分析结果,提出底板巷道应布置在超前支承压力影响深度Z_0以下;缩短工作面长度可以减轻底板突水.并将分析结果与现场实测结果进行了比较,证实了本方法的可靠性.

大型逆断层下防水煤柱留设数值模拟研究

针对某矿在大型逆断层下采煤易发生底板突水现象为工程背景。基于Von-Mises破坏准则,利用FLAC^(3D)自带的FISH语言,编译了Von-Mises破坏本构模型,从等效应力场和塑性区对试采工作面分析,得到了防水煤柱的合理尺寸。

承压水上开采倾斜底板破坏特征与突水危险性分析

我国煤炭资源的开采受水害威胁严重。为了研究承压水上煤层开采倾斜底板破坏特征,分析底板突水危险性,基于FLAC3D软件模拟研究倾斜底板开采破坏形态和突水通道形成过程,利用双端封堵测漏装置进行底板深度破坏特征原位测试,并建立倾斜底板隔水关键层理论力学模型,探讨采空区岩石垮落、重新压实和非均匀分布承压水等协同作用对倾斜隔水关键层稳定性的影响。研究表明:(1)采后倾斜底板形成明显的三带破坏特征,塑性破坏区的分布非对称性特征明显,沿工作面走向底板近似勺形破坏形态,沿工作面倾向具有上小下大的倒马鞍形剪切破坏特征,且数值模拟的最大破坏深度为16.71 m,与现场实测倾斜底板法向的破坏深度15.49 m大致相当;(2)理论计算倾斜底板隔水关键层的预先破坏并不是发生在其边界中部,而是分别从经过最大挠度点的曲线与右侧边界、下端部边界的法向相交处起裂,并沿边界相互贯通,逐渐扩展至整个隔水层内部区域;(3)计算得到倾斜隔水关键层的易突水部位分别为A、B和C且突水危险性R(B)>R(A)>R(C),这与模拟得到的倾斜底板突水通道的形成部位和数量、形成顺序及突水危险程度均较吻合。该研究成果可为带压开采下倾斜底板突水的评价及安全治理提供一定的理论指导和参考。

改进脆弱性指数法在煤矿底板突水评价中的应用

针对传统的AHP型脆弱性指数法在权重确定方面的不足,采用熵权法对其改进,将熵权法计算的客观权重与AHP法计算的主观权重进行加权平均,综合确定各主控因素诱发突水的权重比例。在综合分析长平煤矿水文地质资料的基础上,应用GIS建立主控因素专题图并进行归一化处理,运用基于GIS的改进AHP型脆弱性指数法确定各主控因素权重,建立井田西部3号煤底板奥灰突水危险性评价模型。利用自然间断点分级法确定了分区阈值,将研究区按突水危险性的相对大小分为5个区域。评价结果符合实际,对煤矿安全生产具有重要的现实意义。

新景矿矿井水害因素与奥灰水带压开采分析

以新景矿矿井水文地质条件为背景,调查分析了地表水、地下含水层水、采空区积水等矿井水害因素。分析表明,新景矿主要开采的8、9、15号煤层形成的导水裂缝带均会沟通上覆采空区,采空区积水对该矿安全生产具有一定威胁。同时,计算了井田内奥灰水带压区域主要可采煤层的底板突水系数,均小于临界突水系数,表明奥灰水带压区属于相对安全区。

18502工作面断层构造区域底板突水机理与注浆防治技术应用

为防止断层区域发生底板突水,以马兰矿18502工作面回采揭露F18502-02正断层为工程背景,通过揭示断层构造区域底板突水机理,分析了工作面开采对断层构造区域底板突水的影响规律,表明工作面前方塑性破坏范围与断层构造区域的塑性破坏范围相互沟通并形成导水通道,是导致断层构造区域底板突水的主要原因。基于此,在马兰矿18502工作面进行了突水注浆防治工作。

黄玉川煤矿多煤层奥灰含水层水害分析与评价

为对准格尔煤田中部黄玉川煤矿4号和6上煤层底板奥灰含水层突水危险性进行分区,通过分析研究区范围内奥灰含水层水位和目标煤层底板标高,得到了各煤层底板带压分区,构建了研究区突水危险性评价指标体系。在此基础上,利用基于AHP的脆弱性指数法对研究区范围内煤层底板奥灰突水危险性进行评价与分区。评价结果表明,研究区范围内4号煤层大部分为安全区和较安全区,6上号煤层危险区和较危险区显著增加,主要集中在研究区西部及东部的构造发育区。研究结果对黄玉川煤矿的安全开采具有指导意义。

贵州瑞丰煤矿开采充水因素分析及涌水量预测

以瑞丰煤矿以往地质勘查资料为基础,结合现场调查,对瑞丰煤矿水文地质条件进行综合分析,查明充水水源及途径,得出瑞丰煤矿属岩溶裂隙充水矿床,区内地下水主要靠大气降水补给,充水通道主要以岩溶裂隙为主,其次为采空区巷道、岩石裂隙。并采用比拟法对矿区涌水量进行预测,结合充水因素分析以及顶、底板含水层突水计算,得出煤层开采主要受煤系上覆夜郎组玉龙山段和长兴组地层岩溶裂隙水影响,为煤层开采的主要威胁。此次研究成果为瑞丰煤矿下一步开采及防治水工作提供了可靠的水文地质依据。

煤层底板采动破坏深度探查技术

针对朝川矿开采二1煤21090工作面，利用超声波技术对工作面底板采动破坏情况进行探查和分析，依据距离工作面不同距离波速随深度的变化，确定底板采动破坏深度。探查结果表明，该工作面底板采动破坏深度集中在20．40～23．36m，且深部岩层裂隙优先于浅部岩层发育。

基于水岩作用的深部煤层底板泥岩的微观差异性特征研究

为了探究深部煤层底板泥岩在不同溶液中水岩作用的规律和特征,以永煤城郊煤矿深部底板泥岩为研究对象,分别在蒸馏水、自来水和矿井水中进行了浸泡与电导率测试;在此基础上,通过崩解、荧光、X光衍射和扫描电镜等实验进行了该类型泥岩在不同溶液水岩作用前后差异性对比分析。研究结果表明:不同溶液中泥岩电导率变化是不同的,且干-湿过程对水岩作用有明显的促进作用;该泥岩主要成分为石英、云母、绿泥石,耐崩解性强;不同溶液浸泡对泥岩的微观结构的影响是不同的:矿化度高的矿井水浸泡后的泥岩微观结构最为松散,自来水次之,蒸馏水影响最小。

义安矿底板抽放巷合理层位数值模拟

对于含水围岩条件下的义安矿工作面而言,底抽巷与煤层底板过近,不但巷道变形破坏严重而无法继续为相邻工作面服务,且底抽巷内的穿层钻孔因周围围岩破碎而难以封孔,造成抽放消突效果差;而距煤层底板过远,不但增加了穿层钻孔工程量和抽放材料消耗,而且还容易造成突水事故。结合义安矿12150工作面的实际赋存情况,采用FLAC3D软件对几种布置条件下底抽巷受力情况进行了模拟,并根据模拟试验和分析结果,探讨了底抽巷的合理布置层位。