基于FAHP-EWM组合权重的突水危险性评价研究

通过统计分析吴堡矿区某井田先期开采地段地质及水文地质资料,确定影响主采煤层底板突水的主控因素,采用模糊层次分析法(FAHP)和熵权法(EWM)计算各因素的主客观权重,并利用加法合成法、极差最大化法、博弈论法和最小鉴别信息法分别计算组合权重;结合脆弱性指数法,利用GIS的信息融合技术得到研究区的突水脆弱性评价分区,4种评价结果的分区过渡趋势基本一致,但存在部分区域其评级结果不同。采用Spearman等级相关系数对4种突水脆弱性评价结果进行优选,结果表明:基于最小鉴别信息法得到的脆弱性指数等级排序与“合理排序”的相关系数最高;在这4种脆弱性评价结果中,采用最小鉴别信息法组合赋权得到的突水脆弱性评价效果最好。

基于AHP的脆弱性指数法煤层底板突水预测模型与应用

随着煤层开采深度的不断增加,煤矿生产过程中面临复杂的突水机理和多变的突水主控因素,使底板突水预测的难度不断增加。为准确预测底板突水危险性,采用脆弱性指数法求出各子因素的底板突水危险性权重,并利用层次分析法(AHP)划分底板突水危险阈值,从而建立煤层底板突水预测模型。分析整理了河南龙门煤业常村煤矿地质及水文地质资料,从突水水源、突水通道和隔水层3个方面将底板突水影响因素划分为含水层水压、出水量、注浆量、断层相似维、断层倾角、断层走向、断层落差和有效隔水层厚度等8个子因素;将底板突水危险性划分为5个区域:安全区[0.25,0.32)、较安全区[0.32,0.44)、较危险区[0.44,0.56)、危险区[0.56,0.70)、极危险区[0.70,0.85];建立了基于AHP的脆弱性指数法评价模型。与传统的突水系数法相比,基于AHP的脆弱性指数法评价结果具有较好的准确性,且划分更加精细合理,为矿井水害预测预报提供了科学的评价方法和理论依据。

深井高承压水工作面底板注浆效果及突水危险性分析

工作面底板注浆加固是防治突水事故的关键技术之一,目前注浆效果评价多采用钻探、物探等方法,往往缺少定量注浆效果评价指标及注浆后底板突水危险性分析。为此,以赵固二矿14030工作面为背景,分析工作面底板含(隔)水层特征展布规律,提出注浆效果评价指标及阈值;基于FLAC3D流固耦合理论分析注浆后采动底板突水危险性。结果表明:注浆后物探低阻异常区范围明显减小/消失,工作面整体注浆效果良好;工作面注浆后钻孔涌水量的评价指标阈值为9.8 m3/h,工作面正常带和断层带钻孔注浆量与注浆前钻孔涌水量之比的评价指标阈值分别为1.81和6.31。流固耦合数值模拟显示注浆后采动底板破坏深度19 m,断层带承压水导升高度7 m大于正常底板5 m;断层影响下底板突水往往通过断层进入底板破坏带所致。

基于脆弱性指数法的韩城矿区11号煤层底板突水危险性评价

在全面分析韩城矿区地质与水文地质条件的基础上,应用相关因素分析方法,提出研究区煤层底板奥灰含水层突水的指标体系,并以多个典型煤矿为例,重点分析了受奥灰含水层威胁最严重的11号煤层底板突水的影响因素;构建了有效隔水层厚度、褶皱规模、含水层富水性、断层规模4个评价指标;采用脆弱性指数评价方法对11号煤层底板突水的危险性进行了分区。

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。

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。

基于熵权-模糊可变集理论的煤矿井突水水源识别

在阐述熵权法和模糊可变集理论的基础上,针对平顶山煤田首山一矿和十三矿4个充水水源中所提取的23个水样,构建了识别矿井突水水源的数学模型,并利用该模型对8个水样进行了来源识别。结果表明:各类充水水源中Ka^++Na^+,Ca^(2+),Mg^(2+),Cl^-,SO_4^(2-)和HCO_3^-等6项化学指标值在区间特定值附近出现的概率比较高,可用模糊可变集理论识别突水水源;熵权法计算的Ka^++Na^+和Ca^(2+)权重值分别为0.270 8和0.371 3,远高于其他指标的权重值,且其权重值之和占64.21%,说明两项指标在矿井突水水源识别中起主要作用;8组水样识别时,除水样8识别结果不符合实际外,其余均与实际类型相符,其准确率为87.5%;对于平顶山煤田来说,识别模型中的优化准则参数a选取2时,熵权-模糊可变集模型识别突水水源的准确性更高;应依据丰富的时空水质检测数据来建立模型并及时应用新的资料予以修正,以保证所建识别模型符合实际并与时俱进。

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。

封闭不良钻孔导水危险性定量评价研究

为评价封闭不良钻孔导水的危险性,以兖州矿区东滩煤矿封闭不良钻孔为研究对象,系统分析了封闭不良钻孔导水危险性主要影响因素,提出了包括充水水源、地质构造以及采掘活动影响等指标的二级评价指标体系,构建了评价指标定量计算方法以及封闭不良钻孔导水危险性定量评价模型,实现了东滩煤矿多个封闭不良钻孔的导水性评价,部分评价结果的准确性得到了生产实践的验证。

蒋庄煤矿太原组煤层开采底板突水危险性分区分级研究

华北地区越来越多的煤矿将要开采太原组下部煤层,基底奥灰突水危险性随之增加。为合理评价滕州矿区蒋庄煤矿162、163采区太原组16煤底板奥陶突水危险性,在分析采区地质及水文地质特征的基础上,利用基于GIS的AHP型"脆弱性指数法",选取奥灰(富水性与水压力)、断裂构造(密度、断层交点和端点的分布、断层规模指数)和有效隔水层厚度因素作为评价指标,建立预测模型。应用本模型对研究区奥灰突水危险性进行了分区分级,分为安全、较安全、较危险和危险四个等级,对每个等级的分布进行了分区。经验证,预测效果符合实际,并与"突水系数法"预测结果相比,更详细、具体。分区分级结果有助于指导矿井16煤开采防治水工作。

煤层底板突水定量预测评价研究

为研究矿井水害防治理论和马营堡井田水害威胁程度,采用理论和试验相结合的方法,系统分析了马营堡井田水文地质条件和矿井充水因素,根据GIS和AHP耦合理论,建立了底板脆弱性指数模型,定量评价了马营堡井田主要可采煤层底板的突水危险性,作出了主要可采煤层底板突水脆弱性评价分区图。分区图反映了煤层开采时受底板水的威胁程度,可作为马营堡井田开拓生产时防治水工作的依据。

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。

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．

对中国煤矿水害频发的几个关键科学问题的探讨

归纳分析了近年来中国煤矿水害事故发生的基本特点,研究了废弃矿井诱发矿井透水的水文地质条件,分析了现行断层与陷落柱等防水煤岩柱留设中存在的问题,探讨了突水系数理论和底板突水机理认识的缺陷,提出了正确认识老空与陷落柱重大水害的前兆和新的可行的预警技术手段,为新仪器的研制作出提示。

基于层次分析法的矿井突水风险评价

为了对矿井突水事故风险进行科学合理的评价,对矿井的突水事故风险进行有效的识别,在分析和归纳矿井突水影响因素的基础之上,建立了矿井突水事故风险评价指标体系。运用层次分析法确立各项指标的权重,采用专家打分法对各项指标进行逐一打分,得到各项指标的均值,最后依据评分表计算出评价结果。通过案例进行验证,结果表明,该方法可以提高矿井突水风险评价的准确性和有效性,较为符合客观实际。

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。

层次分析法在煤矿突水风险评价中的应用

应用层次分析法(AHP)分析煤矿突水相关因素之间的层次分析结构,建立煤矿突水风险评价体系。通过计算比较矩阵的特征向量,确定了煤矿突水风险各相关因素的影响权重,通过专家打分法对各相关因素逐一打分,经均值处理,最后给出评价结果。

基于未确知测度理论的煤矿底板突水量预测

通过对煤矿底板突水影响因素的分析,选取地质构造、底板采动破坏深度、水压、底板隔水层4个主要影响因素作为判别指标,利用未确知测度理论,建立煤矿底板突水量预测模型。利用14个有代表性的采煤工作面底板突水资料作为训练样本,以样本均值为聚类中心,采用信息熵理论确定各判别指标的权重,通过计算样本的多指标综合测度,根据最小未确知测度距离原理判断样本所属类别,进而对底板突水量进行预测。用所建立的突水预测模型对4个待检验样本进行预测,将预测结果与实际结果做了比较,所得结果完全一致,表明基于未确知测度理论的煤矿底板突水量预测方法具有较好的实用性和有效性。

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。

岩溶隧道涌突水灾害危险性评价指标体系及量化取值方法

深入分析了岩溶隧道施工过程中涌突水灾害的超前预测预报及风险评价体系的研究现状,提出了国内外关于岩溶隧道涌突水灾害的超前预测预报尚处于探索性研究阶段、如何提高预测预报的精度成为长大深埋隧道施工中涌突水灾害防治最为迫切、最为关键的问题。采用理论分析与实例统计相结合的方法,查明了岩溶隧道涌突水灾害的孕灾环境与主要致灾因子,选取"岩石可溶性、地质构造条件、地表汇水强度、地下水循环交替强度、隧道与地下水位的相对位置关系"5个评价因子,建立了岩溶隧道涌突水灾害危险性预测评价指标体系,并采用定性与定量化相结合的方法,重点对评价指标的量化取值方法进行了研究。