基于主成分分析法的奥灰富水性评价

针对因钻孔单位涌水量数据严重不足而无法评判整个井田奥灰含水层富水性的实际情况,选取了新汶煤田良庄井田井下奥灰水文孔钻孔涌水量、影响煤层安全开采的奥灰上部马家沟组上段含水层厚度、井田内断层分维值、井田内褶皱分维值和奥灰上部峰峰组含水层深度5个影响因素,作为评价奥灰富水性的指标,采用主成分分析法从这5个因素中提取出主控影响因素并获得对应的权重,建立了富水性指数的数学模型。通过确定分区阈值,绘制了以富水性指数为依据的良庄井田奥灰富水性分区图,为煤矿的安全开采提供基础资料。

良庄井田后组煤的安全开采评价

在对区域和良庄井田水文地质特征分析的基础上,探讨了开采煤层底板徐家庄灰岩和奥陶系灰岩水文地质特征,得出了徐家庄灰岩和奥陶系灰岩岩溶裂隙的发育及其富水性受断裂构造控制的结论。通过对煤层底板岩层的组合特征、厚度变化及含水层水位分布规律的研究,利用突水系数法评价了井田内后组煤开采的安全性,得出了徐灰水、奥灰水对11煤的开采影响不大,对13煤的开采有一定的影响,对15煤的开采威胁大的结论。

煤层底板突水危险性评价的FDAHP-TOPSIS模型

针对我国华北型煤田煤层开采过程中严峻的底板突水问题,考虑多因素影响煤层底板突水的发生,提出采用模糊德尔菲层次分析法(FDAHP)与逼近理想解排序法(TOPSIS)的基本理论建立煤层底板突水风险评价模型。以山东新汶煤田良庄井田与孙村井田11煤层底板奥灰突水危险性评价为例,选取断层强度指数、断层端点与尖灭点密度、含水层水压、含水层富水性、隔水层厚度、脆性岩比率、底板破坏深度等7个主控因素作为决策指标,对11煤层底板突水的危险性进行评价,利用FDAHP法科学分配权重向量,进而结合TOPSIS法分析研究区突水的最安全解和最危险解并计算突水风险系数,建立底板突水风险评价模型,利用开采实例验证模型的可靠性并确定分区阈值。研究结果表明:在井田的东北部突水风险系数较高,发生突水可能性较大;在井田的西南部突水风险系数较低,发生突水的可能性较小。基于FDAHP与TOPSIS的煤层底板突水风险评价结果与工程实践相吻合,预测效果较好。