常村煤矿煤层顶板涌(突)水危险性分区预测研究

针对矿井顶板水害问题,运用"三图—双预测"法对煤层顶板涌(突)水灾害进行定量评价,利用GIS的层次分析法(AHP)的耦合技术叠加分析富水性,通过GIS强大的数据管理与空间分析功能对AHP的计算结果进行处理,提出了煤层顶板充水含水层富水性分区。在煤层顶板充水含水层富水性分区与顶板冒落安全分区研究的基础上,运用多源地学信息复合叠加原理,完成了煤层顶板涌(突)水危险性的综合分区。     

基于GIS的信息融合型含水层富水性评价方法——富水性指数法

为了查明矿井充水含水层富水性分布规律,以平朔井工一矿4煤顶板含水层为例,在分析确定影响含水层富水性主控因素基础上,充分挖掘矿井基础地质资料,采集各主控因素数据信息,应用地理信息系统（GIS）建立各自专题层图,并对多源地质信息进行复合叠加处理,运用非线性（如人工神经网络等）或线性（如层次分析法等）信息融合方法,确定影响含水层富水性的各主控因素“权重”系数,建立基于GIS的信息融合型的含水层富水性分布规律评价模型,计算确定富水性指数,最终实现对充水含水层富水性评价,提出其分区划分方案。     

集贤井田煤层顶板危险性综合评价与防治对策研究

以集贤井田主采煤层9~#煤为例,在收集大量地质资料和水文地质资料的基础上,建立了煤层顶板的水文地质概念模型。运用"三图"理论,将煤层顶板导水裂缝带高度与其顶板含水层覆岩厚度进行比较,确定煤层和煤层顶板充水含水层的导通关系,进而根据导通关系建立冒裂安全性分区图;建立基于GIS与AHP的煤层顶板直接充水含水层的富水性指数模型,生成煤层顶板直接充水含水层富水性分区图;叠加冒裂安全性分区图和富水性分区图,建立了煤层顶板直接充水含水层涌(突)水危险性综合分区图。运用基于采掘进程的数值法对矿井涌水量进行预测预报,并提出相应的防治水措施。     

基于构造—层次分析法的含水层富水性评价

构造裂隙是含水层富水性的重要影响因素,也是矿井充水通道之一。渭北煤田某矿井5煤直接顶板为山西组砂岩含水层,是煤层采掘中的直接充水水源。对井田内已知构造进行了分形、量化,并结合含水层岩性特征、层位特征等多种主控因素,采用富水性指数法对煤层直接顶板含水层富水性进行了评价和分区,指导了矿井防治水工作的开展。     

顶板风化基岩含水层富水性评价

在总结柠条塔煤矿南翼水文地质条件的基础上,优选影响2~(-2)煤层顶板风化基岩、直罗组砂岩含水层富水性的主控因素,采用层次分析法计算各主控因素的权重,运用GIS将影响含水层富水性的各主控因素依据权重复合叠加得出富水性分区综合图。研究表明:柠条塔煤矿南翼2~(-2)煤层顶板风化基岩裂隙含水层南部及西南部富水性较强;直罗组砂岩裂隙含水层的富水性整体上弱-中等,富水性较强区域主要位于研究区的西南部。     

煤层直接顶板弱富水性含水层涌(突)水危险性评价

针对当煤层顶板含水层富水性较弱且煤层与含水层之间缺失隔水层时,煤层顶板涌(突)水危险性评价的难题,借鉴"三图法"基本原理,采用基于多源信息融合的富水性指数法对含水层富水性进行评价,绘制出富水性分区图;以垮裂带发育到含水层中的距离与含水层厚度的比值为指标确定垮裂程度分区图;将富水性分区图与垮裂程度分区图复合叠加,根据制定的涌(突)水危险性评价标准,最终获得煤层顶板涌(突)水危险性评价结果。结果表明:该方法较好地反映了垮裂高度对涌(突)水危险性的影响,与实际情况较为吻合,较传统"三图法"更加有效。     

基于GIS与熵值法的煤层顶板突水危险性评价

为了对丁集矿13-1煤层顶板突水危险性进行合理的评价,探讨岩芯采取率、含水层厚度、脆塑性岩厚度比、隔水层厚度、断层影响带高度、渗透系数、断层分维7个影响顶板含水层富水性的主控因素,采用了GIS建立各主控因素专题图,然后运用熵值法确定各主控因素的权重,并对数据进行归一化处理,叠加各主控因素的归一化数据和权重值,获得富水性指数评价模型并建立富水性分区图,再计算顶板导水裂隙带高度和建立顶板冒裂程度分区图,最后分别对富水性分区和顶板冒裂程度分区重新赋值,对赋值后的两个图进行复合叠加,获得顶板突水危险性分区图。结果表明,评价结果与实际基本一致,准确性较高,可以为矿井顶板水害的防治提供参考依据。     

基于AHP-变异系数法综合赋权的含水层富水性研究

为查明新安矿煤层顶板充水含水层的富水性及其强弱分区规律,在综合分析矿区地质和水文地质等资料的基础上,确定了影响含水层富水性的各主控指标,并建立了相应的专题分区图,应用基于层次分析法和变异系数法结合的综合赋权方法,确定了各主控指标的权重,建立了含水层富水性评价模型。在该评价模型中,将主观与客观赋权法有机结合建立的综合赋权法计算权重,对于含水层富水性进行评价,效果较好,为预防煤矿水害的发生提供了一定的参考依据。     

基于AHP的煤层顶板含水层富水性评价与分区

针对新疆某矿区首采区2煤顶板直接充水含水层组富水性评价问题,提出了基于AHP和Arc GIS的多源地学信息融合评价方法。建立了砂岩累计厚度、泥岩比、断层、钻孔冲洗液消耗量、岩心采取率5个影响直接充水含水层富水性的评价指标体系,基于AHP法确定各影响因素权重,建立了富水性指数模型,提出相对弱富水区、相对中等富水区、相对强富水区分区方案。采用现场抽水试验结果对定性的且相对的评价结果进行了校正。     

基于不同无量纲化方法的煤层顶板含水层富水性研究

以东北某矿为例,确定煤层顶板充水含水层富水性主控指标,应用不同的无量纲化方法得到不同的煤层顶板充水含水层富水性评价结果,对不同结果进行对比分析。结果表明:不同无量纲化方法得到的综合评价结果总体趋势一致,局部区域存在差异。     

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。     

基于层次分析法的含水层富水性特征分析

对含水层的富水性进行评价是确定煤层底板是否突水的重要前提,选取构造裂隙发育程度、含水层厚度、脆性岩与塑性岩厚度比、钻孔涌水量共4个因素进行分析,利用AHP模型确定各因素的权重。利用SURFER的信息融合及数据处理功能,将归一化处理后的各主控因素进行分析,建立良庄井田15煤层富水性评价模型,最终对奥灰含水层进行富水性分区。     

基于GIS和层次分析法的煤层顶板含水层富水性评价

准确的煤层顶板含水层的富水性分区评价,可以指导矿井安全正常持续运转,避免水害发生的重要手段。煤层顶板含水层富水性评价受多种因素的影响,层次分析法可以确定出权重。再运用GIS技术将空间信息整合,形成煤层顶板含水层的富水性评价分区~([3])。     

改进的“三图法”在煤矿顶板水害评价中的应用——以东胜煤田台格庙勘查区为例

通过建立台格庙勘查区首采煤层冒裂安全性分区图和煤层顶板含水层富水性分区图,来对煤层顶板的含水层涌(突)水条件进行评价。针对勘查区煤层厚度变化大、顶板无稳定隔水层,顶板含水层富水性较弱的特点,在传统的“三图法”基础上,充分考虑了含水层的富水性和导水裂缝带发育高度这两个因素,选用导水裂缝带高度与含水层厚度的百分比来表示导水裂缝带发育高度对含水层涌(突)水的影响,在此基础上对首采煤层顶板含水层涌(突)水条件进行综合分区评价。四井田中部及二井田北部地区涌(突)水危险性为较危险区,三井田北部、五井田南部及勘查区南部局部地区涌(突)水危险性为过渡区,其他地段为安全区、较安全区。针对顶板充水含水层涌(突)水条件综合分区,提出了疏放水、注浆、监测等防治水措施建议。     

基于FAHP-GRA评价方法的顶板承压含水层富水性预测研究

煤层顶板承压水作为直接突(冲)水源,对煤层开采的安全进行至关重要,准确评价采矿区含水地层的富水性尤为重要。针对现有方法对煤层顶板承压水含水层富水性预测方面存在的问题,研究了多个对富水性产生影响的因素,结合各单影响因素指标量化归一并进行分区。并利用FAHP-GRA,以转龙湾矿区为例,提出了一种富水性综合分析的预测评价方法。     

基于G1-CV熵组合权重模型的含水层富水性研究

陕北侏罗纪煤田直罗组含水层是矿井水的主要充水含水层，而直罗组含水层富水性与其岩性结构特征有密切关系，以魏墙煤矿现有的钻孔资料为基础，选取了3#煤层顶板直罗组含水层的砂岩岩性系数、岩性采取率、砂泥岩厚度比、砂岩等效厚度4个主控因素，分别利用G1法(序关系分析法)、CV（变异系数法）获得各主控因素的主、客观权重，通过最小信息熵原理得到组合权重，进而借助克里金插值法结合Surfer软件对砂岩含水层富水性进行分区评价。结合钻孔单位涌水量对富水性分区结果进行了验证。结果表明：侏罗系直罗组砂岩含水层富水性整体上为极弱至相对中等，研究区中西部和南部部分区域、中东局部区域富水性相对中等，其他区域为富水性极弱和弱区。该模型的评价结果与实际情况较为一致。     

再论煤层顶板涌(突)水危险性预测评价的“三图-双预测法”

针对煤层直接顶板隔水层缺失或沉积较薄、且上覆充水含水层富水性较弱条件下的顶板水害评价预测,在“三图-双预测法”理论与方法指导下,分别从顶板冒裂程度和含水层富水性强度2个方面入手再次讨论了顶板含水层涌(突)水危险性评价方法。顶板冒裂程度以导水裂缝带扰动破坏上覆含水层距离作为评价指标;含水层富水性评价方法则进一步提升,以富水性指数法为依托,一方面充分挖掘地质和水文地质勘查数据中与含水层富水性相关的信息,包括渗透系数、砂岩厚度、冲洗液消耗量、岩芯采取率和脆塑性岩厚度比等,并将其作为主控地质因素,另一方面将数量有限的单位涌水量作为含水层富水性的实测指标对富水性指数法的评价结果进行校正,解决了在水文地质勘查程度较低情况下含水层富水性合理准确评价与分区难题。在此基础上运用Visual Modflow的DRN边界子模块对天然状态下和采取防治水措施状态下工作面的涌水量进行了动态预测。最后以台格庙矿区为例,说明了特殊水文地质结构条件下煤层顶板涌(突)水危险性评价和涌水量预测方法的具体实施步骤。     

石拉乌素矿首采面顶板志丹群水害危险性分区

为了查明煤层顶板水害危险性分布规律,以石拉乌素矿首采面为例,分析确定影响志丹群水害的影响因素,选取煤层厚度、硬岩比例系数、煤层至志丹群含水层的距离以及志丹群含水层厚度作为研究区水害危险性的关键因素。应用GIS绘制出各专题无量纲化图;采用层次分析法确定出各因素的权重;并对多源地学信息进行加权叠加,建立基于GIS的信息融合性评价模型,实现对志丹群水害危险性分区。     

基于GIS技术顶板砂岩富水性多元信息预测评价

分析评价含水层富水性是煤矿开采的基础工作,通过分析影响含水层富水性的因素,以东滩煤矿六采区为例,选取煤层顶板砂岩累计厚度、冲洗液消耗量、采区内断层及褶皱构造4个因素对六采区3煤顶板砂岩含水层富水性进行复合分析. 运用层次分析法确定各因素对含水层富水性影响的权重,利用GIS线性加权总和算法,建立了煤层顶板富水性多元信息评价模型,计算评价了研究区的富水性;将研究区含水层按富水性强弱分为四个区域. 该方法为缺乏水文地质资料的情况下,评价含水层富水性提供了一种新思路.     

基于多属性决策的煤层顶板含水层富水性预测

针对田陈煤矿3下煤层顶板含水层富水性开展研究,选取了砂岩岩性系数、岩性结构指数、岩芯采取率、断层分维值、褶皱分维值等5个参数作为砂岩含水层富水性预测的评价指标,并利用AHP-PCA法对主控因素对富水性的影响进行了综合赋权,得到权重,在此基础上基于TOPSIS多属性建立了富水性指数预测模型,实现了煤层顶板含水层富水性预测...