分区变权顶板突水危险性评价方法改进及实例

为准确合理地评价煤层顶板突水危险性,文章基于地理信息系统(geographic information system,GIS)空间分析技术,结合熵权法对突水分区变权模型进行改进优化。为避免权重确定的主观性与计算复杂性,引入信息熵求取常权向量。为防止“极大”或“极小”值权重超调过大,提高各主控因素综合控制作用与各分区值变权重均衡性,采用保守型分区变权函数对变权模型进行修正。通过直接对主控因素栅格图运算和处理,避免因钻孔插值所造成的构造信息丢失问题。将改进模型与常权模型及仅通过钻孔构建的风险型分区变权模型进行比较,以实际突水点对评价模型进行识别检验。结果表明,改进的分区变权模型评价效果更好、精度更高,对煤矿顶板水害预测与防治具有指导性作用,在口孜东矿取得良好的应用效果。

煤矿开采区块综合评价与判识研究——以口孜东矿13-1煤层为例

为有效指导煤矿安全、高效开采,建立了矿井开采区块综合判识研究方法。以淮南煤田口孜东矿13-1煤层为例,选取构造、水害与瓦斯灾害作为一级评价指标,基于GIS平台分别建立了矿井地质构造复杂程度灰色模糊模型、顶板突水脆弱性指数模型、瓦斯突出变权TOPSIS模型及其相应数据库。以上述综合评价模型为基础,采用GIS重分类与图形层次叠加功能,将13-1煤层划分为了不利、威胁、可改造、较有利与有利开采区5个等级,其判识结果可为矿井煤炭开采规划与防灾减灾工作提供科学依据。

深部煤炭资源探采对比与勘探方法探讨

以淮南煤田口孜东井田为例,在探采对比分析的基础上,分析了其勘查技术方法选择的合理性,探讨了深部煤炭资源勘查技术方法。结果表明,两阶段的构造发育情况、煤层情况、开采地质条件、资源/储量基本吻合,说明针对上述问题采用的勘查技术手段是合理的,但在建井和生产时出现了巷道变形严重等问题,暴露了勘查过程中对地应力未进行测量,指出了深部煤炭勘查中要增加地应力的测量工作,才能更好地做到煤炭勘查为煤炭资源开发服务。

煤层顶板断裂的网络特征及分形几何分析

煤矿断层构造对开采条件、瓦斯突出、矿井突水等均有显著影响。根据勘探和开采资料,分析口孜东井田13-1#煤小断层的发育特征;依据分形几何理论和相似维求测原理,对13-1#煤层顶板构造进行分形研究。结果表明:该煤层顶板小断层多分布于大断层两侧;走向以NE向和近NS向为主,断层倾角较大,多为60°～70°,且变化较小;依据分维值,煤层顶板断裂构造划分为复杂区、中等区、简单区三种类型,构造复杂区多位于大断层两侧附近,简单区多处于距大断层较远的区域。该研究对煤层开采具有一定的借鉴意义。

立井井筒相互关系对地面总平面布置和井底车场设计的影响研究

以淮南矿区口孜东矿为背景,分析矿井地面总平面布置应考虑的各种因素,综合立井井下井底车场设计及矿井开拓,从地面总平面布置设计为切入点,再从井底车场及主要硐室布置、矿井主要巷道布置等方面较深入地研究了立井井筒相互关系对地面和井底设计的影响。结果表明,只有在设计过程中综合考虑地面总平面布置、井底车场、便于施工等因素,才能达到地面美观、功能区分合理、井底车场线路合理、进而有利于矿井安全高效高产,有利于地面功能合理划分,有利于节约建设工期。

基于GIS与灰色模糊法的矿井构造复杂程度定量化评价与应用

为实现煤矿构造复杂程度定量化评价和预测,以口孜东矿13-1煤层为例,在充分利用矿井实际揭露资料基础上,统计了断层分维、断层强度、褶皱分维、煤层倾角变异系数4个构造评价指标,并生成了相应的专题栅格图。结合灰色模糊评价法,应用GIS栅格数据处理功能,计算了各指标权重系数;通过确定隶属函数、聚类分析、隶属度计算,得到了研究区构造复杂程度评价分区图。结果表明:构造复杂区主要位于大、中型构造附近,不利于井网布置、巷道支护与大型设备的使用;构造中等区零星分布于大中型构造旁侧,在煤炭开采过程中需防范次生灾害的发生;构造简单区分布较广,其内断层相对不发育,地层分布稳定,有利于勘探井网的布设和大型机械自动化设备的使用。