基于断裂构造分维与突水系数法的底板突水预测

该文选取滕南矿区为研究对象,运用分形理论对矿井的断裂构造的复杂程度进行了定量评价,得到了研究区的断裂分维特征并分析了其对突水危险性的影响。运用信息融合的方法将断裂构造分维与突水系数法相融合,对煤层底板突水进行危险性评价,并对矿井底板突水的危险区域进行分区与预测。得到了更加符合实际的突水危险性综合分区图,对制定煤层开采时的底板水防治措施具有一定指导意义。     

多指标灰色模糊理论在煤层底板突水分区评价中的应用

由于煤层底板突水预测兼备模糊性和灰色性的特征,将灰色模糊理论应用到突水危险性评价中,将袁店煤矿101、102采区10煤层底板突水预测看作是一个灰色系统的研究对象,选取岩溶裂隙发育、断裂分维值、隔水底板厚度、隔水底板岩性组合、含水层厚度等因素作为评价指标,进行灰色模糊运算和确定灰岩富水性等级,最终进行底板突水危险性等级分区。预测结果得出,采区以突水相对安全区和突水威胁区为主,部分区域为突水危险区,在煤矿生产过程中应重点探查和治理。研究结果对矿井的安全开采提供重要参考依据。     

基于灰色模糊评判法的底板突水危险性综合评价

以孙疃煤矿104采区为例,在分析孙疃煤矿地质资料的前提下,将研究区内断裂分维值,含水层厚度,灰岩采芯率,底板砂岩率,有效隔水层厚度,底板总体抗压强度等6个因素作为影响底板突水的主要因素,运用灰色模糊评判法,建立突水危险性模型。对104区10煤层底板突出危险性进行综合分析。将研究区按突水危险性划分为突水安全区、突水相对安全区、突水威胁区和突水危险区。     

城郊煤矿二水平煤层底板突水危险性综合评价研究

为了探究城郊煤矿深部延伸二水平主采二2煤层底板突水危险性,根据矿区二水平底板地层及断层构造特征,采用突水系数法和分形分维方法对二水平底板的断层构造复杂程度及突水危险性分别进行了量化分区与综合分区评价。结果表明,虽然两种方法的计算过程和量化分区参数不同,但所进行的量化分区具有较好的一致性,断裂构造复杂程度分维值与突水系数值存在明显的正相关性,断裂构造复杂区域对应的突水系数值明显偏大,综合对比得到二水平煤层底板在东部和西部突水危险性均较大,中间区域偏安全。研究结果对城郊煤矿二水平二2煤层安全带压开采具有重要的参考价值。     

盛泉井田断裂构造特征及其对突水影响分析

盛泉井田15煤层距奥灰较近,相对于11、13煤层更易发生突水事故。为研究井田断裂构造特征对矿井底板突水的影响,根据15煤层地质资料,采用统计分析及分形分维的方法,从断层性质、落差、走向、倾角等方面对断层进行了定量化分析。通过断层分维值对研究区进行了构造复杂程度分区,将井田划分为构造简单区、构造中等区、构造复杂区三个区域,并依此来判定区域突水危险性等级。     

基于改进AHP法与模糊可变集理论的煤层底板突水危险性评价

针对平顶山十三矿煤层底板突水灾害控制因素的模糊性,选取水文地质、地质构造、煤层开采条件作为评价矿区煤层底板突水的指标体系。利用分形理论对地质构造进行量化,应用改进层次分析法计算指标权重,基于模糊可变集理论对煤层底板突水危险进行识别。研究表明:十三矿构造复杂类型占42.6%,分形维数均值为1.36。己一、己二采区底板突水特征值均低于3.0,属于无突水危险区,与实际情况吻合;己三采区突水特征值在3.5～4.5之间,属于突水高危险区;己四采区突水特征值在2.5～3.5之间,属于中等突水危险区。可见,本文通过融合改进层次分析法与模糊可变集理论,使得矿井底板突水危险的评估结果准确性得到有效提高,从而为矿井底板突水危险性可靠评价提供新的理论支持。     

基于突水系数的范各庄矿12~#煤底板突水机制研究

以范各庄煤矿12~#煤层为研究对象,选取水压力和隔水层厚度判定突水系数,利用Suffer软件画出突水系数等值线图,根据《煤矿防治水规定》划分突水安全区域,通过实际突水点与定量计算结果进行比较,结合各点构造条件和岩体性质判断其突水机制。根据突水系数分区图得出,西部区域属于突水危险区,东部大部分区域为安全区,具有良好的吻合性。煤层西部区域实际突水事故与定量计算结果一致,属于底板突水危险区域;仅在单斜构造区东部计算结果与实际突水事故存在较大出入,主要由于断裂构造导致底板相对隔水层厚度减小,向斜构造改变了含水层水力条件。底板突水机制将为范各庄矿12~#煤层后续安全开采提供有力依据。     

基于层次聚类模糊综合评判的矿井突水危险性评价

选取山西介休鑫峪沟煤矿9号煤层为研究对象,针对其底板突水危险性问题,利用现有15个钻孔的煤层底板标高、煤层采深、煤层底板破坏深度、隔水层厚度、有效隔水层厚度、底板承受水压值、突水系数7个影响煤层底板突水的主控因素,采用层次聚类分析并结合肘部法则对鑫峪沟煤矿9号煤层底板突水性进行分区,共分为A、B、C、D、E五个区,并采用改进的层次分析法—AHP与变异系数耦合确权的模糊综合评判法对各分区进行突水危险性等级划分。结果表明,A区和C区为极危险区,B区为较危险区,而D区和E区为较安全区和安全区,与实际情况基本相符。     

基于RFPA数值模拟的底板突水危险性评价

为解决杨村煤矿十采区下组煤开采受底板突水威胁问题,运用RFPA数值模拟软件对杨村煤矿十采区16上煤层开挖过程中的底板破坏规律进行了研究。通过建立符合实际条件的数值模型,计算出了煤层在分步开挖过程中底板受矿井压力作用影响下的破坏深度和发展规律。在此研究基础之上,利用考虑煤层底板破坏深度的突水系数法对研究区煤层开采过程中的底板突水危险性做出了合理评价,并将研究区划分为较危险区和危险区2个等级。该研究成果为杨村煤矿十采区16上煤层的安全开采提供了可靠依据,可以有效地指导采区开采过程中的底板水防治工作。     

王家岭煤矿2号煤层顶底板突水危险性分析

根据王家岭井田地质、水文地质条件,提出了井田内上马家沟组岩溶含水层应属富水性中等-强含水层。采用关键层理论及突水系数法,研究了王家岭煤矿开采2号煤层时的充水因素及顶底板突水危险性。通过对煤层顶板的基岩风化裂隙水及采空积水的分析,对2号煤层底板太原组和上马家沟组灰岩岩溶水突水系数进行了计算。结果表明：井田南部2号煤层,雨季时基岩风化裂隙水对煤层开采有较大影响;201、202、204、206采区南部为采空积水透水危险区;201、202采区为太灰突水危险区和奥灰突水相对危险区,其他采区为相对安全区或安全区。     

脆弱性指数法在煤层底板突水预测中的应用与建议

为了提高脆弱性指数法预测煤矿底板突水的可靠性,利用分形理论对陈四楼煤矿井田南部采区断层展开分析和讨论,在此基础上,利用AHP脆弱性指数法对该区域底板突水危险性进行了分区预测与评价。结果表明:用断层空间分布的分形维数Ds替代断层分布密度、断层规模和断层性质等因素,使预测的主控因素减少了3项;预测结果与实际突水位置拟合较好(仅1处突水点不在预测区域)。由此可得:Ds的大小是断层数量、规模、组合方式及动力学机制等的综合体现;利用基于分形的AHP脆弱性指数法进行煤矿底板突水预测可以提高预测精度。     

里必井田承压水带压开采评估

煤层底板承压水突出是发生水害事故的原因之一,要减少该类事故的发生,需对底板突水危险性进行准确评价。为保障里必井田承压水带压开采的安全进行,基于煤层底板突水研究理论分析,采用常规突水系数法和等效厚度突水系数法,分别对里必井田内3#煤和15#煤的奥灰水突水危险性进行了研究。研究发现,奥灰水对于3#煤的开采影响不大,但在局部构造及陷落柱发育地段及采区东北部区域仍存在一定的突水可能性;奥灰水对15#煤开采具有较大威胁,大部分区域具有较大突水危险性。等效岩层厚度法计算的突水系数考虑了不同性质岩层的岩石强度和阻水能力,计算更接近生产实际,结果更可靠;且在对突水系数法进一步优化后,其评价的结果可以更精确。     

巨厚煤层工作面底板突水危险性评价

为准确预测龙王沟巨厚煤层底板突水的危险性,运用五图双系数法对6煤层底板奥陶系灰岩水危险性进行评价,根据工作面底板破坏深度和底板水压资料,计算了带压系数和突水系数,采用Suffer软件绘制了底板破坏深度、底板保护层深度、底板有效保护层厚度、底板水压的等值线图,再根据三级判别标准绘制出带水头压力开采评价图。结果显示:井田西部和3个陷落柱异常区为危险区,井田中部为较危险区,井田东部为安全区。整体来看,龙王沟井田6煤层底板奥陶系灰岩发生突水的可能性较小。     

带压开采底板突水预测研究

为了有效预测工作面在带压开采下底板突水,以上孔煤业15#煤层为研究背景,通过塑性理论和经验公式分别计算底板的破坏深度|考虑采动与赋存因素影响,基于修正的突水系数法,提出极限突水系数公式,确定合理的工作面尺寸,提高突水预测精度。现场施工水文钻孔探查底板涌水情况,并根据岩芯测得底板隔水层物理力学性质,与理论推算结果对比,对15#煤层底板突水可能性进行有效预测。研究结果表明：底板主要隔水层属于中等坚硬岩石类,具有较好的隔水性能,底板含水层含水性弱,不具备底板突水的条件。极限突水系数计算结果显示,15#煤层在底板完整区段无突水危险,受构造破坏的区段具有底板突水的危险,建议减小工作面尺寸,查明底板地质特征,并加强在构造等薄弱区域的探放水以预防突水危险发生。     

超化煤矿三软煤层采煤工作面底板承压水的防治

在带水压开采条件下,为了消除采煤工作面底板承压水的威胁,结合郑州矿区超化煤矿煤层底板含、隔水层情况,采用突水系数法划分底板突水威胁区域,通过物探、钻探查明底板富水区的分布情况,对煤层底板薄层含水层进行注浆以将含水层变为隔水层,在工作面生产过程中保持均衡推进以减少前方移动支承压力对底板隔水层的破坏.实践表明:采取物探、钻探、注浆和均衡推进等综合防治水的方法能有效减少工作面底板的涌水量,降低底板承压水的突水概率;对三软煤层底板主要强含水层以上地层进行加固改造,可以提高底板岩层的隔水厚度和隔水性能,有效防治底板承压水.     

带压开采底板突水有效阻水系数法评价在西峪煤矿的应用研究

煤矿开采存在底板带压条件下,能否安全开采,最常用的评价方法是突水系数法。但由于煤层底板突水影响的因素多,在水文地质复杂的情况下,突水系数法还存在一定的局限性。综合考虑水压、隔水层底板厚度、岩性组合及特征、导升高度、煤岩层产状、构造等自然条件,以及工作面的采长、开采后的底板破坏深度等人为因素对煤层底板隔水能力的影响,采用有效阻水系数法评价了太原西峪煤矿9号煤开采的间接底板奥陶系峰峰组岩溶水突水危险性,其评价结果与实际情况对比分析表明,有效阻水系数法评价更加合理,是复杂水文地质条件煤层底板突水安全性评价的有效方法。     

磁西一号超千米深井煤层开采底板突水危险性评价

磁西一号井田煤层埋藏较深,其开采主要受深部奥灰承压水的威胁,为了成功开采以解放深部呆滞煤炭资源,保障矿区可持续发展,对磁西一号矿2#煤层开采奥灰突水危险性进行了评价。文章以峰峰矿区东部和磁西一号矿水文地质条件为基础,对矿井充水因素、含水层之间水力联系、采动裂隙带有效隔水层厚度、底板抗压强度及隔水能力等进行分析研究, 主要采用突水系数法对煤层底板突水危险性进行了评价,通过计算得出：带压开采2#煤层突水系数平均为0.056MPa/m,位于过渡区,突水系数具备带压开采的基本条件。由于井田内煤层埋藏深度较大的区域控制程度较低,地质、水文地质条件不清楚,开采前需要进行补充勘探,经充分论证后,方可进行试采。     

高水压突水危险工作面防治水关键技术

为实现赵固二矿11011工作面在高水压突水条件下安全回采,对高水压底板进行加固,对断层进行预注浆治理;利用相似模拟实验对底板突水及加固效果进行研究;并应用经验公式、力学理论分析、神经网络和基于支持向量机等多种方法预测底板破坏深度为20.12～23.63 m;利用直流电勘探法测得底板破坏深度为23.48 m。结果表明:底板加固后富水区明显减小,部分区域富水区消失,断层水量明显减小,开采未发生突水危险,实现了工作面的安全回采。