用突水概率指数法预测采场底板突水

介绍了采场底板突水预测的新方法——突水概率指数法．以肥城煤田为例，阐述了该方法在预测煤矿底板突水中的应用．该方法的基本思想为：基于大量的采场底板突水案例分析，找出导致煤矿底板突水的主要因素；根据各种因素在底板突水中所起的作用大小，利用概率统计法及专家经验法确定各种因素在底板突水中所占的权重，建立计算突水概率指数的数学模型；将模型应用到已有的突水案例中，计算出各个突水案例的突水概率指数；再用概率统计的方法，预测某种突水概率指数下突水的可能性及突水程度．

基于多源信息复合的煤层底板突水评价

煤层底板突水是多种影响因素综合作用的结果。利用多源信息复合技术,从分析影响煤层底板突水的主要因素入手,结合潘西煤矿以往突水资料,构建适合潘西煤矿千米深矿井的突水模型,对煤矿未采区进行煤层底板突水危险性评价,形成矿井危险程度评价图,对于指导潘西煤矿19煤层安全开采具有重要的理论和实际意义。

翟镇煤矿下组煤开采底板突水危险性评价

为了安全开采翟镇煤矿下组煤,利用多元信息复合方法,对煤层开采底板突水危险性进行了评价。利用Surfer的多元信息复合功能,综合考虑多种因素,对突水系数法进行了修改,构建了适合本矿井的突水指数模型。利用该模型,以11煤为例对全井田开采危险性进行了分区,分为突水危险区、较危险区和安全区。结果表明:底板突水是多种因素共同作用的结果,底板承压含水层的富水性起决定性作用,地质构造起控制作用,水压力、采矿压力是动力条件,隔水层起制约作用。利用分区结果,指导矿井下组煤安全开采。

基于主成分分析法的底板突水危险性评价

在系统收集及分析矿区水文地质资料的基础上,确定影响煤层底板突水的主要因素,并引入主成分分析法对影响底板突水的因素进行定量评价。以新安煤矿为例,利用主成分分析法,确定各突水影响因素的权重,建立煤层底板突水模型,对影响煤层开采的底板奥灰突水危险性进行分区预测,为奥灰水的防治提供了重要依据。

煤层底板突水危险性评价模型的建立与应用

分析总结了矿井煤层底板突水的影响因素,在系统收集与分析矿井水文地质资料的基础上,确定了影响张村煤矿二1煤层底板突水的主要因素。对水压、地质构造、隔水层厚度、采动矿压等因素进行了定量评价,借助于地理信息系统(GIS)的空间分析工具,引入多源信息复合方法,建立了煤层底板突水危险性评价模型,并根据张村煤矿二1煤层底板的各影响因素的实际数据,对其底板寒灰突水危险性进行了评价,获取了有效的突水危险性评价结果。

断层影响下顶板突水定量化评价

为了对断层影响下的煤层开采顶板突水危险程度进行定量化评价,以AHP模型为基础,在采用构造发育程度、含水层厚度、砂泥比3个指标对岩层富水进行定量化评价的同时,依据断层规模、断层围岩岩性、断层力学性质3个指标对研究区内断层的导水性进行定量化评价,然后综合地层富水性和断层导水性建立顶板突水危险性评价模型,得出顶板突水指数,并依据顶板突水指数大小对顶板突水危险性进行分区。

基于matlab的煤层底板突水预测系统

针对当前煤层底板突水预测存在的问题,在突水概率指数法预测预报系统的基础上,用matlab开发出了一套新型煤层底板突水预测系统软件。通过对地质、水文地质等信息数据进行分析处理,从而确定导致煤层底板突水的主控因素及次级影响因素,并分别赋予其相应的权重值,将各因素在底板突水中所起的作用定量化。特别是对于不同矿区不同控制因素的影响,其相应权重值的大小可以灵活改变。建立赋权求和数学模型,绘制出各个主要控制因素的专题图,并根据各个主要控制因素的不同权重值,叠合绘制出底板突水概率指数法突水分区图。同时计算出煤层底板突水概率指数。将系统软件应用于工程实际,预测效果与实际情况相吻合。

湖下深部开采下组煤底板突水危险性分区分级预测

为合理评价滨湖煤矿161西采区16煤底板奥灰突水危险性,在分析采区地质及水文地质特征的基础上,利用突水指数法,选取奥灰含水层的水压、断层密度、断层交点和端点的分布、断层规模指数、底板有效隔水层厚度5个因素作为煤层底板突水预测的主控因素,并制作专题图和均一化图,建立了突水指数评价模型,并进行了危险程度分级分区预测。研究结果表明:按照突水指数n>0.56、0.56≥n>0.43、0.43≥n>0.35、0.35≥n>0.23、n≤0.23,将煤层底板奥灰突水危险等级分别划分为极危险区、危险区、较危险区、较安全区和安全区,评价结果与突水指数法结果相比预测结果更加详细准确,也与实际较为吻合,有助于指导滨湖煤矿161西采区防治水工作。

煤层底板原位综合测试及突水危险性评估

在实施井下钻孔水压致裂地应力测量的同时,评价岩层阻水性能,确定导升带高度,做到一孔多用。测试区实际观测表明,泥岩、粉砂岩、中砂岩、灰岩阻水性能由大到小,导升高度则由小变大,平均导升高度约3.2m;地应力测量表明,该测试区原始地应力状态为SH>Sv>Sh,最大水平主应力方向NE至NEE。突水临界指数评价表明,-550m水平采煤工作面掘进时突水的可能性较大,应当采取防范措施。

矿井煤层底板突水预测

运用信息复合法绘制突水指数等值线图以预测煤层底板突水，在实践中，取得了较好的效果。

“多类型四双法”在煤矿顶板涌(突)水危险中的应用研究

煤层顶板水害一直影响煤矿安全开采。传统的“三图-双预测法”专业性强,评价过程复杂,适用范围有限,针对目前缺少一套适用于各种地质条件的顶板评价体系,运用“多类型四双法”(MTFD法)对煤层顶板涌(突)水危险性进行了预测评价,方法简单易懂,便于操作。将评价结果与传统的“三图—双预测法”对比,结果表明,“多类型四双法”的评价结果与实际验证结果吻合度更高。对于水文地质勘探程度较低,数据信息不全的矿井,“多类型四双法”更具优势。

基于多类型四双法的煤层顶板突水预测评价研究

富水性和导通性是评价预测顶板突水的2个关键判据。基于GIS的多源信息复合叠加方法评价富水性,存在数据来源不足、评价过程烦琐、评价手段过于专业等问题;采用冒裂安全性分区图来评判含水层的导通性,存在两极值区间过大、精度较低问题;采用疏干开采技术时,采前疏干程度评价缺少量化判据。实践中,顶板突水条件千差万别,目前缺少一套适用于各种地质条件的技术评价体系预测顶板突水,为此提出了“多类型四双法”评价预测技术,简称MTFD法。首先,依据煤层与上部岩层(含水层)空间组合关系以及岩层自身富水性强弱,将顶板分为A、B、C、D四种评价类型,确定了每种类型的评价对象和评价准则,并形成了完整的技术评价路线。再次,基于钻孔柱状图信息建立了双表,即基础数据表和工作表,获取评价和预测工作的数据源;其次,引入了双指数概念,即富水性指数和突水危险性指数评价参量,通过双指数绘制双图,即富水性等值线图和突水危险性等值线图,富水性指数用来表征地层的富水性,将砂岩厚度和脆塑性比值2种最重要地学信息指数,可省去繁琐的多源信息归一化处理过程;突水危险性指数用来衡量间接充水含水层水导入采场可能性大小,由于两极值区间范围小,有利于提高评价的精准度和灵敏度,同时能够克服经验公式的不足。最后,提出了双水量预测方法,即疏干水量预测或涌水量预测,以富水性指数为主控因素预计的疏干水量,可以作为采前安全开采评价的量化判据;以富水性指数为主控因素预计工作面涌水量,可以作为涌水量传统预计方法的有益补充。应用结果表明:MTFD工作法在内蒙古上海庙矿区、宁夏鸳鸯湖矿区、山东济宁矿区均已得到广泛应用,指导了约60个采煤工作面的疏放水钻孔设计和施工。富水性指数法预测富水性指数与实测钻孔放水量呈正相关关系,预计水量的偏差率约4%;利用“双图”科学揭示了多起典型的突水溃沙事故的机理。

顶板突(涌)水危险性“双图”评价技术与应用——以鄂尔多斯盆地西缘新上海一号煤矿为例

为解决煤层顶板突水预测预报评价难题,在提出了富水性指数和突水危险性指数的基础上,以鄂尔多斯盆地西缘新上海一号煤矿为研究对象,应用富水性指数和突水危险性指数的双图,对三个采煤工作面顶板突水危险性进行评价,结果表明,采煤活动位于富水区又位于突水危险区是顶板突(涌)水的充要条件。

内蒙古鄂托克前旗新上海一号煤矿111084工作面突水原因与机理

针对111084工作面发生的携沙突水事故,根据矿区砂泥质沉积建造特点以及煤层与含水层之间角度不整合关系,提出富水性指数和突水危险性指数概念,利用两个指数分别绘制富水性等值线图和突水危险性等值线图,结果表明:位于富水区同时又位于突水危险区是顶板突水的充要条件;在"离层蓄水"和"泥沙自封堵"双重作用下突水呈间歇式进行。研究成果为后续资源开采制定相应措施,避免类似事故的发生提供了依据。

水压致裂地应力测试法在煤矿底板突水预测中的应用

榆树坡煤矿5#煤层属于带压开采,存在底板突水危险。为评价该煤层底板带压开采危险性,对榆树坡煤矿5#煤层底板岩层进行水压致裂地应力测试,通过岩水应力关系理论计算突水临界指数。通过现场测试、结果计算及分析,榆树坡煤矿5#煤层底板突水临界指数均低于1,底板隔水层性能良好。

基于运用“双图”评价技术的突水原因实例分析

以软岩矿区一次顶板突水为案例,提出了富水性指数概念和计算方法以及突水危险性指数概念和计算方法,通过这2个指数分别绘制富水性和突水危险性等值线图(称“双图”),运用此“双图”分析了工作面突水原因;同时探讨了软岩条件下突水溃沙的机理。结果表明:既位于富水区同时又位于突水危险区是矿井突(涌)水的充要条件,离层汇水作用和岩石弱胶结特点共同决定了水中携沙的特殊突水机理。研究结果可为后续资源开采制定相应措施和避免类似事故的发生提供了依据。

煤矿水害预测软件开发

概述了当前煤矿底板突水预测预报存在的问题,提出了用突水概率指数法预测采场底板突水的新方法,即根据影响底板突水因素对突水所作的贡献,赋予不同的权重给影响采场底板突水的各因素,使得影响底板突水的各因素定量化,建立合理的数学模型,求出突水概率指数。利用Visual Basic实现该思想,开发出底板突水预测预报的应用软件。结合肥城煤田实例,介绍该预测预报软件的具体使用过程。