基于改进变权模型的煤层底板突水危险性评价

在目前煤层底板突水评价模型中,变权模型解决了常权模型中权重不变所导致的主控因素指标值被其他指标中和的问题,凸显了主控因素指标值突变的控制作用特征。但变权模型中状态变权函数区间划分不符合正态分布规律,同时,调权参数的确定过于繁琐。针对此,对现有变权模型进行改进,首先将状态变权函数区间由四段式,调整为符合正态分布的三段式,即惩罚区间、不惩罚不激励区间、激励区间。其次,通过分析主控因素指标值归一化累积频率确定变权区间阈值,并分别选取累积频率界限值25%、75%对应值作为各区间的阈值dj1、dj2。最后,通过对调权参数赋初值、微调整,确定最终调权参数,从而构建煤层底板突水的变权评价模型。以三交煤矿5号煤层为例,应用改进的分区变权评价模型对目标煤层底板突水脆弱性进行评价,并与常权评价模型评价结果进行对比分析,发现突水危险区整体分布趋势一致,但局部断层突变处存在明显差异,表明变权模型有效凸显了断层对突水的控制作用,较好地刻画区域底板突水情况,较符合实际。

带压开采煤层底板突水危险性评价及防治措施研究

为有效提升带压开采煤层底板突水防治效果,对带压开采煤层底板突水危险性进行有效分析,提出危险性评价要点和具体防治措施,取得比较好的防治效果,以期为相关人员提供参考。

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.

煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅴ:基于GIS的ANN型、证据权型、Logistic回归型脆弱性指数法的比较

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,以峰峰九龙矿煤层底板突水为研究对象,分别应用新提出的基于GIS的ANN型、证据权型、Logistic回归型脆弱性指数法对该矿煤层底板突水进行了预测评价,并分别生成煤层底板突水脆弱性分区图,并对3种预测评价结果进行了详细对比和拟合分析,总结提出了3种预测评价方法的适用条件和他们各自的特点及优劣。

煤层底板突水水量预测及注浆改造技术

以基岩裂隙水运移的基本理论Chezy定律为基础,建立承压水正常涌水量的数学模型,提出利用Lagrangian法计算涌水量,应用Bernoulli能量方程计算矿井突水量的公式。计算结果表明,计算突水量与实际突水量的相对误差仅1.04%。针对焦作矿区大部分矿井煤层底板发生突水的实际情况,提出采用底板含水层注浆改造,防止底板突水事故。注浆孔位置主要决定于裂隙的发育程度、裂隙的走向,而注浆孔间距取决于浆液的扩散半径。最后,分析注浆压力和注浆量等注浆参数,并研制高压止水器,可解决注浆钻孔提前出水止水的难题。

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。

基于模糊评判-综合赋权的煤层底板突水危险性评价

我国煤矿面临的水害威胁中底板高承压水的突出问题是对煤层安全开采最大的威胁,对煤层底板水害进行准确预测预报具有重要的理论指导意义和实用价值.根据煤层底板突水是受多因素影响并且具有非线性特征的特点,在建立定量与定性指标为一体的煤层底板突水评价指标体系的基础上,将模糊综合评判法和综合赋权法相结合,建立了考虑底板突水复杂的多因素影响的预测评价模型.在评价模型中应用综合赋权法确定指标权重,把主观与客观赋权法有机集成起来.最后,应用该耦合评价模型对河北单侯矿的典型工作面进行了底板水害危险性评价,评价效果较好.为今后煤层底板突水预测评价的研究提供一定的参考依据.

邯邢矿区深部煤层底板突水机理研究

为探讨大采深高承压水条件下煤层底板的突水机理,通过分析邯邢矿区底板突水的特征,从岩石结构及地下水动力及线弹性断裂力学等方面研究入手,首次提出了"分时段分带突破"的煤层底板突水机理。从空间上,将上组煤2号主采煤层至煤系基底奥灰强含水层之间,以薄层灰岩含水层为界划分4个隔水地质单元,按阻水能力将煤层底板岩体划分为11个阻水带,构建了6种底板突水模式,解释了高承压水从底往上逐带突破的物质基础条件;从时间上,将煤层底板渗水及突水通道形成进程划分为4个时段,确定了每个时段的界定条件。结合岩体力学分析,给出了底板突水综合判别式,为防控底板"分时段分带突破"突水进程提供决策。

基于PCA_Fuzzy_RF模型的煤层底板突水预测

针对煤层底板突水问题,提出了基于主成分分析、模糊数学和随机森林的一种新预测模型。首先通过主成分分析将6个影响因素(水压、采高、隔水层厚度、断层落差、煤层倾角、断层距工作面距离)进行降维,提取4个主成分因子,其次对主成分因子进行模糊化,作为随机森林模型的输入变量,建立基于PCA_Fuzzy_RF的煤层底板突水预测模型。利用华北矿区实测资料的50组数据作为PCA_Fuzzy_RF模型的训练数据,10组数据作为测试数据,并将预测结果与BP神经网络及Fisher模型进行对比分析,结果表明,PCA_Fuzzy_RF模型的误判率为0,适用于解决煤层底板突水问题。

赵官井田10煤层底板突水危险性评价

从地质构造、含水层、隔水层、开采条件等方面详细分析了赵官井田10煤层底板突水的影响因素,确定了断层强度指数、褶皱分维值、"底板充水含水层组"水压、"底板充水含水层组"富水性、奥灰富水性、隔水层厚度、泥岩比率、底板破坏深度8个主控因素作为10煤层底板突水危险性评价的决策指标,并建立了各主控因素专题图;运用层次分析法(AHP)确定了各主控因素的权重系数,建立了基于"脆弱性指数法"的底板突水危险性评价模型,对10煤层底板突水危险性进行了定量评价,结果表明:在井田的南部煤层露头处脆弱性指数小,突水可能性较小;在井田的北部,特别是在井田东北部,脆弱性指数大,突水危险性较大。

基于主成分聚类分析的煤层底板突水危险性预测

为准确预测煤层底板突水危险性,实现矿山安全生产,针对突水影响因素选取的主观性与因素之间的相关性,首先通过研究多元统计分析理论,建立基于主成分聚类分析的煤层底板突水危险性预测模型。然后用SPSS统计软件,对选取的样本数据进行主成分分析(PCA),定量分析各成分贡献率以确定主成分。将主成分作为系统聚类分析中的变量,结合主成分对聚类谱系图进行分析,预测样本煤层底板突水危险性。最后将本方法与其他2种方法的预测结果对比,分析存在差异的原因。

用于煤层底板突水机理研究的岩体原位测试技术

底板突水是底板受采动应力和承压水水压共同作用的结果。开拓和采动打破了原有地应力的平衡状态，为达到新的平衡，某些应力相对集中的地方，会释放应变能，使岩体构造发生变化；而承压水的水压对底板隔水层的作用主要是压裂扩容作用与渗水软化作用。本文介绍了由岩体原位应力测试技术、室内三轴渗透仪测定技术和计算机有限元模拟技术组成的岩体应力测试综合技术及其在煤层底板突水预测中的应用。

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。

基于模糊聚类分析和模糊模式识别的煤层底板突水区域预测

借助于模糊理论与技术可以较客观地实现煤层底板突水预测中模糊信息与模糊关系的正确表达与处理,综合考虑突水影响因素,提出了采用模糊聚类分析与模糊模式识别相结合的预测方法。首先采用模糊聚类分析对底板突水的样本集合进行分类,建立不同程度的模糊模式,然后对待测样本进行模糊模式识别,以此来预测待测样本的底板突水危险程度。此方法克服了模糊聚类单一分析方法的不确定性,提高了预测结果的准确程度。

矿井煤层底板突水预测新方法研究

本文针对煤矿矿井煤层底板突水系统为一非线性系统的特性，提出采用对非线性问题具有良好适用性的人工神经网络系统（以下简称神经网络），进行煤层底板突水预测。以作者们研制、使用神经网络的实践为基础，阐述系统、建模方法、适用条件和应用问题，并在焦作矿务局演马庄矿、焦作金科尔集团方庄煤矿对所建立的煤层底板突水预测神经网络进行生产性检验，取得良好的结果。

基于规则网格剖分与变权理论的潘家窑矿煤层底板突水评价研究

以潘家窑矿8#煤层为例,充分考虑了评价区域的水文地质条件存在较大差异性的特点,在煤层底板突水脆弱性评价的基础上对评价区域进行规则网格剖分,通过将评价区域剖分为有限个规则的单元网格,并根据选取主控指标值的属性特点赋予每个单元格不同的属性值,构建了潘家窑矿煤层底板突水评价体系。将变权理论引入煤层底板突水脆弱性预测评价中,应用变权理论确定各评价单元主控指标的权重,最终构建潘家窑矿底板突水危险性评价的分区变权模型,并对研究区域进行评价分区。将分区变权模型下煤层底板脆弱性评价结果与常权模型下的评价结果对比分析,结果表明:变权模型下的评价预测效果更好,评价结果更为合理。

岩溶煤矿矿井煤层底板突水预测的相空间重构

本文针对岩溶煤矿矿井煤层底板突水系统动力学行为的复杂性，采用近年发展起来的相空间重构方法，计算了该类复杂系统吸引子的关联维，据此对煤层底板突水行为进行了分析、预测，并用生产实践证明预测的正确性。

基于分形分维和模糊层次分析的煤层底板突水危险性评价

煤层底板突水是多因素控制的复杂水文地质问题。采用适当的评价方法准确全面地确定底板突水的影响因素可有效提高预测精度。综合前人的研究成果,针对构造复杂矿井,采用分形分维值量化断层网络的复杂程度,而后采用模糊层次分析法构建煤层底板突水评价模型,并以朝川矿一井为例,进行了煤层底板突水危险性综合评价。将评价结果与矿井历次底板突水信息进行叠加分析,结果显示:16次突水中9次突水位于危险区,6次位于较危险区,1次位于过渡区,表明生成的底板突水危险性评价分区图准确度较高。评价结果符合实际,可用于指导朝川矿一井的安全生产。

基于不同无量纲方法的煤层底板突水主控指标研究

针对不同的煤层底板突水主控指标无量纲化方法会得到具有一定差异的突水危险性评价结果,对各种常见的指标无量纲化处理方法进行了整理和归类。以开滦矿区赵各庄矿最深水平煤层底板突水主控指标数据为例,根据各个指标值的属性特点,应用不同的无量纲化方法得到了不同的煤层底板突水危险性评价结果,对各无量纲化处理结果进行了对比分析。结果表明,不同无量纲化方法对综合评价结果的总体趋势一致,局部区域存在差异。最后,以Spearman等级相关系数进行无量纲化方法的优选,对比分析得出平均化处理方法更加科学合理。