济阳煤矿底板突水危险性评价

为了克服突水系数法的局限性,本文引入模糊-突水系数理念,运用模糊数学的思想和方法解决传统突水系数法评价煤层底板突水危险性的临界值问题。在综合分析济阳煤矿11~#煤层开采各影响因素基础上,本研究选择奥灰水压、煤层采深、隔水层厚度、软硬岩比例、互层数和断层强度指数六个关键因素,对研究区11~#煤层开采底板突水危险性开展综合分析。本文的研究方法相对传统突水系数法的评价更为全面,研究成果对济阳煤矿下组煤的安全高效开采具有重要指导意义。

基于天誉煤矿煤层突水危险性评价的突水量预算方法及其意义

天誉煤矿位于内蒙古乌海市,隶属于内蒙古双欣能源化工有限公司。煤矿上组煤(8-1#、9#、10#)开采虽然属于带压开采,但突水系数均小于0.06MPa/m,只需要在探测无垂向导水构造的前提下,即可实现带压开采;但下组煤中(16-1#、16-2#、17#)与奥灰间距变小,突水危险性变大。下组煤开采前,除了对底板隔水层重点区域进行注浆改造,还需要通过突水危险性评价圈定危险区域并进行突水量的预算,结合下组煤开采时的正常涌水量和最大涌水量,提高矿井排水的能力,起到治理与预防的双保险作用,对实现煤矿下组煤的安全生产具有一定指导意义。

基于EW-IAHP的煤层底板突水危险性评价

在目前的煤层底板突水评价应用中,选定影响突水的主要控制因素权重值对底板突水评价及预测有着重要作用。在传统的脆弱性指数法应用中,主控因素权重通常采用单一的权重确定方法,评价结果主观随意性强,无视数据本身的客观环境;或者客观性强,不能体现决策者对不同主控因素的重视程度,都会影响评价结果的全面、客观。考虑指标数据之间内在规律的客观赋权法和专家经验对主控指标考量的主观赋权法,采用改进的层次分析法(IAHP)与熵权法(EW)综合确定权重,与脆弱性指数法进行耦合,对煤层底板突水进行危险性评价。结果表明,潘家窑井田5号煤层底板突水危险区面积占比为25.73%,研究区断层较为发育,对煤层底板突水起控制作用。评价结果有效提高了预测精度,对潘家窑井田的安全生产有较好的指导作用。

青龙寺煤矿5^(-2)煤层顶板含水层突水危险性评价

为评价青龙寺煤矿5-2煤层顶板含水层突水危险性,保证矿井的安全生产。文中利用地理信息系统(GIS)对影响煤层顶板直接充水含水层富水性的5个主控因素进行了分析,通过层次分析法(AHP),计算出各主控因素的权重值,构建了含水层富水性分区图;通过对导水裂隙带发育高度的计算,然后与5-2煤层顶板隔水岩段加以比较,建立了顶板冒裂安全性分区图;通过叠加含水层富水性分区图与顶板冒裂安全性分区图,建立了煤层顶板直接充水含水层突水危险性综合分区图。研究结果表明:在矿区西北、东北部和西南局部富水性较弱,东南部富水性较强;而顶板冒裂安全性在矿区中部和西南部处于冒裂非安全严重区,其他区域为冒裂非安全一般区。青龙寺煤矿5-2煤层顶板含水层突水危险性为:在矿区西北、东北和中部地区主要为相对安全区和较安全区,5-2煤层顶板含水层突水危险性较弱;在矿区西南和东南部地区主要为较危险区和危险区,5-2煤层顶板含水层突水危险性较强,从而对即将进行生产的5-20102和5-20104工作面煤层顶板水害防治方案的制定提供了科学依据。

林南仓矿12#煤顶板突水危险性评价研究

通过对林南仓矿的水质、水压分析,确定了该矿-650水平的涌水水源为5煤层顶板(V)含水层水。应用地理信息系统和AHP技术绘制了12#煤顶板导水裂隙带高度专题图和冒落安全性分区图。并对煤层顶板充水含水层富水性进行了评价与分区,综合评价了煤层顶板充水含水层涌(突)水条件。结果表明,涌(突)水危险区主要集中在东北部地区和西北东区,危险性由南向北逐渐减小。

岩溶充水矿区煤层底板突水危险性评价方法探讨——以山东新驿井田为例

奥灰是区域性强含水层之一,对开采太原组煤层威胁很大,通过对山东新驿煤矿首采区奥灰水文地质条件的分析,在对其突水影响因素综合分析的基础上,用有效隔水层突水系数法、多层叠加抗压强度比值系数法、安全隔水厚度比值系数法等三种方法从不同角度对突水危险性进行了划区评价,经相互对比验证,效果较为理想。

突水系数法在回坡底煤矿奥灰突水危险性评价中的应用与研究

应用突水系数法对回坡底煤矿11~#煤层带压开采的突水危险性进行计算和分区,在此基础上针对11~#煤层存在底板薄和双重底板采动破坏问题,对分区实际安全性加以分析和评价。根据评价提出了11~#煤层带压开采的安全防范技术措施。在采取安全防范措施的条件下,回坡底煤矿已进行了11~#煤层的安全回采。

基于多方法的煤层底板突水危险性评价

选择平顶山煤田二矿、十矿和十二矿51个钻孔的隔水层厚度、断层复杂程度、含水层水压、含水层单位涌水量、采高5个因素为评价因子,以层次分析法和灰色关联分析法计算的常权权重为基础,应用变权理论确定各指标因子的变权权重;分别利用物元可拓法、模糊可变集理论、突变理论、模糊综合评价法,对煤层底板突水危险性进行评价并确定突水危险性等级。与实际开采情况的对比分析证明,模糊可变集理论是最适宜研究区的底板突水危险性评价方法,评价结果与开采实际较为吻合。模糊可变集理论的评价表明,二矿、十矿、十二矿带压区内安全区占比分别为4.08%、14.30%、0,低威胁区占比分别为76.91%、83.14%、85.78%,高威胁区占比分别为19.01%、2.56%、14.22%,研究区内暂无危险区。

基于综合赋权的煤层底板突水危险性评价

针对现有煤层底板突水危险性评价模型针对含复杂地质构造工作面泛化能力不强且准确性较低的问题,提出一种基于层次分析法(AHP)和改进熵权法(IEW)综合赋权的煤层底板突水危险性评价模型。基于单指标未确知测度,采用AHP−IEW综合赋权法给出影响煤层底板突水各评价指标的综合权重;建立煤层底板突水危险性综合评价模型,运用该模型计算各评价指标的未确知测度值,再根据置信度识别准则进行等级判定,得出评价结果。以盘道煤业有限公司1305工作面为研究对象验证该模型的可行性:①根据该煤矿的实际情况,选取影响底板突水风险的开采深度、煤层厚度、煤层倾角、含水层水压、有效隔水层厚度、底板脆性岩厚度、断层分形维数、底板完整性作为评价指标,并建立了底板突水危险性分级标准;②构建单指标测度函数,得到各评价指标的测度值;③采用AHP−IEW综合赋权法得到各评价指标的综合权重;④结合综合权重和评价指标的未确知测度矩阵确定综合测度评价向量;⑤根据综合测度评价向量对该煤矿研究区域内的调查点进行危险等级划分,并与现场调查结果进行对比分析。验证结果表明:与IEW评价结果相比,基于AHP−IEW综合赋权的煤层底板突水危险性评价模型的预测结果更准确,评价结果与工作面开采过程中的实际调查情况相符。

云岗矿8号煤层底板奥灰水突水危险性评价

为了预测云岗矿8号煤层底板突水的危险性,采用五图双系数法,根据煤层底板破坏深度、隔水层厚度、底板水头值、有效隔水层厚度以及突水系数,将8号煤层带压开采区底板突水的危险性划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级区,通过判别结果表明:8号煤层井田内为非直通型—带压开采安全,在井田西南角为发生直通式突水危险大,在发生突水时,突水量中部比西部和南部大。

内蒙古自治区唐家会煤矿6煤底板突水危险性评价

内蒙古自治区唐家会煤矿一盘区以往勘查程度较低,对奥灰岩溶裂隙含水层的带压高度、富水性、突水危险性及6煤底板隔水层的力学性质和阻水性等都没有进行过系统研究与评价。本次在认真分析该矿一盘区地质和水文地质条件后,运用“脆弱性指数法”合理选取影响底板突水的主控因素,建立数据库;然后将主控因素的属性数据输入到计算机中生成属性数据库;最后运用层次分析法建立煤层底板突水脆弱性模型,最终划分了脆弱区、较脆弱区、过渡区、较安全区和安全区五个区域。该方法的成功运用,妥善解决了该矿井生产实践中遇到的突水评价问题。

龙凤煤矿充水条件分析及突水危险性评价

大气降水是区内地表水、地下水的主要补给来源;在采动影响下,地表水对煤矿开采有一定影响;在矿区范围内,影响未来矿井充水的地下水主要为玉龙上段、长兴组、茅口组岩溶含水层和龙潭组裂隙水含水层。区内可采煤层有4层:全区可采2层(5、9号煤层)、大部可采煤层2层(4、13号煤层),对区内可采煤层做突水危险性评价。

宁正矿区新庄煤矿首采区侏罗系延安组8号煤层顶板涌(突)水危险性评价

针对新庄矿井水文地质条件特别是矿井水的涌(突)水水源和机理认识不清,直接影响新庄煤矿的安全、高效、绿色开采这一问题,通过水质分析和计算导水裂隙带发育高度,判定新庄矿井8号煤层顶板涌(突)水水源;同时在含水层的厚度、单位涌水量、物探含水层富水异常区、钻孔消耗量、岩芯采取率、地层脆塑性比6个主控因素的含水层富水性分析和综放开采条件下冒裂安全性分析基础上,通过多结果叠合对首采区8号煤层顶板涌(突)水危险性进行评价。结果表明:矿井顶板涌(突)水水源为下白垩统志丹群洛河组砂岩孔隙−裂隙含水层和中侏罗统直罗组、延安组上、中部(煤8层顶板以上)砂岩复合承压含水层,其中下白垩统志丹群洛河组砂岩孔隙−裂隙含水层是主要致灾水源。首采区内8号煤层导水裂隙带发育高度均能沟通洛河组砂岩含水层,首采区全区域为冒裂危险区。8号煤层顶板涌(突)水危险区中Ⅰ区主要分布在首采区的北部及中西部,Ⅱ区主要分布在首采区的中部及中西部,Ⅲ区主要分布在首采区的中东部及南部,Ⅳ区主要分布在首采区的东部及南部。

基于无量纲多源信息融合的底板突水危险性评价方法研究

矿井底板突水危险性的有效评价是矿井水害防治和实现安全开采的基本前提与重要基础。开展了以无量纲多源信息融合为基础的底板突水危险性评价方法研究,并以新安煤矿为例,在系统分析该矿底板突水致灾机理的基础上,从构造条件和水文地质条件2个方面确定了断层分布带、断层交点和端点分布带、断层突水指数、奥灰含水层水压、奥灰含水层富水性、有效隔水层等效厚度6个要素为该矿二1煤层底板突水的关键影响因素,并对其进行无量纲处理。通过定性排列定量转化的方法确定了各因素的权重,基于GIS的多源信息融合技术,构建了新安煤矿二1煤底板突水危险性评价的无量纲多源信息融合模型,并应用到该煤矿底板突水评价及预测中,结果真实可靠。

综放开采条件下煤层顶板涌(突)水危险性评价

为评价综放开采条件下煤层顶板涌(突)水危险性,以焦坪矿区某井田为例,通过水质分析和导水裂隙带发育高度分析相结合的方法,对矿井顶板涌(突)水水源进行了判定,同时在基于GI-变异系数法的含水层富水性分析,基于砂泥岩分布图的离层发育危险性分析和基于裂采比的冒裂安全性分析的基础上,通过叠加分析对顶板涌(突)水危险性进行了评价。结果表明:矿井顶板涌(突)水水源为白垩系下统洛河组下段砂岩裂隙潜水含水层水,以及发育在宜君组粗砾岩与直罗组顶部泥岩之间离层空间内的离层水。顶板涌(突)水危险的区域主要分布在井田中部和西部,其中中部的一、二盘区由于煤层采厚较大,导水裂隙带突破洛河组底界的范围较广,顶板涌(突)水危险性最大,且存在局部离层强突水区;井田西部三、四盘区主要为顶板涌(突)水中等危险区;井田东北部五盘区,大部分区域为相对安全区,局部存在含水层突水中等危险区。

基于多源信息融合的新安矿底板突水危险性评价

结合小浪底水库蓄水后新安矿底板充水条件的变化,对矿井二1煤底板突水影响因素进行了分析,并利用基于GIS技术平台的多源信息融合方法建立了新安矿底板突水危险性评价的多源信息融合模型。根据矿区实际情况确定了分区阈值,划分了3个突水危险性分区。

基于改进模糊层次分析法的煤层底板突水危险性评价

为了使平煤五矿二1煤层能够安全开采,通过分析矿区地质、水文地质条件,选取寒灰含水层水压、富水性、底板有效隔水层等效厚度、脆性岩厚度和断层分形维数作为底板突水的主要影响因素,并采用改进模糊层次分析法(IFAHP)确定各因素的权重,建立煤层底板突水评价模型,对底板突水危险性进行分区。结果表明:五矿寒灰突水危险性由东向西先增强、后减弱,且以己四采区的突水危险性最高。

基于灰色模糊评判法的底板突水危险性综合评价

以孙疃煤矿104采区为例,在分析孙疃煤矿地质资料的前提下,将研究区内断裂分维值,含水层厚度,灰岩采芯率,底板砂岩率,有效隔水层厚度,底板总体抗压强度等6个因素作为影响底板突水的主要因素,运用灰色模糊评判法,建立突水危险性模型。对104区10煤层底板突出危险性进行综合分析。将研究区按突水危险性划分为突水安全区、突水相对安全区、突水威胁区和突水危险区。

运用模糊综合评判法评价煤层底板突水危险性

对煤层底板奥灰水害严重制约着煤矿安全生产问题,对煤层底板突水进行评价、预测具有重要意义。分析煤层底板突水的影响因素,作为危险性评价指标,采用模糊综合评判法处理各指标间的模糊关系,运用层次分析法将定性问题定量化,确定各影响因素的权重,建立模糊综合评判模型。用该模型对酸刺沟煤矿6上119工作面进行煤层底板突水危险性评价,评价结果可以为底板奥灰水害防治提供一定依据,来保证工作面的安全回采。

大采深高承压水条件下煤层底板突水问题及解决对策

在当前煤矿普遍面临大采深、底板高承压水、高地应力等采掘条件下,正确评价煤层底板承压水突水危险是做好防治水工作的基础。以河南省受底板灰岩承压水突水威胁的大水矿井为例,就底板破坏深度计算、突水系数计算及临界值、脆弱性指数法、不同水文地质单元的“双层水位”效应等问题进行了剖析。分析表明:在大采深和高地应力开采条件下,底板破坏深度较现有用经验公式计算得到的值偏大,一些矿井突水系数虽小于全国临界值,但回采过程中却发生了突水,脆弱性指数法有待于规范化。此外,井田范围内水文地质条件存在着时空变化,甚至会出现“双层水位”等现象。鉴于此,提出了建立大采深和高地应力开采条件下的底板破坏深度计算模型、确定矿区或矿井范围的临界突水系数值、规范脆弱性指数评价方法、查明水文地质条件的时空变化和不同单元的水动力参数、制定同各单元水文地质条件相适应的防治水措施等各项对策。