深部A组煤层底板灰岩含水数学地质模型及疏放性
- 格式：pdf
- 大小：309.35 KB
- 文档页数：5
文档推荐
-
煤层底板突水突变模型页数:6
-
矿井底板突水危险性评价方法综述页数:6
-
5突变理论页数:57
-
22-突变级数法在底板突水预测中的应用页数:4
下载文档原格式
合集下载
深部A组煤层底板灰岩含水层疏放性评价
１ ２ ２ 石 炭 系 太 原 群 灰 岩 溶 隙含 水 层 ．．
研 究 区地 处舜 耕 山逆掩 断 层 和阜 凤 逆掩 断 层 之
间， 为全隐蔽式井 田， 主要发育 上元 古界 震旦 系 、 古 下 生界寒 武系 、 陶系 、 奥 上古生界石炭 系 、 叠 系等地 层 。 二 井 田构造形态 以单斜构 造 为主体 ， 众多 的斜交 断层 叠 加其 上 ， 主要以断裂构造为主 ， 小 型断层发育 ， 个 中、 整 井 田为数条走 向近 Ｎ 倾 向 Ｎ Ｗ， Ｅ或 Ｓ 的斜 切强扭 转 Ｗ 性大、 中型正断层所控制 ， 逆断层较少见 （ １ 。 图 ）
ｈ ｄ ｏ ｅ ｌ ｇｃ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｉ ｂ ａ ｎ ｄ；ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｗａｅ ｎ ｕ ｈ ｃ ｆ ｃ ｅ ｔｍｅｈ ｄｓ ｗａ ｅ ｎ ｓ ａ ｇ ｒ ｏ ｅ ｆ ｏ ｔｒ ｉ ｖ ｓｏ ｓｅ ａ ｕ ｔｄ，ａ ｄ ｄｉ－ ｙ ｒ ｇ ｏｏ ｉ ａ ａ ｔ ｒ ｓ ｏ ｔ ｉ ｅ ｈ ｏ ｇ ｈ ｔ ｒｉ ｒ ｓ ｏ ｉ ｉｎ ｔ ｏ ， ｔｒｉ ｒ ｈ ｄ ｎ ｅ ｆｔ ｌ ｒ ｗａｅ ｎ ａ ｉ ｎ ｉ ｖ ｌ ａ ｅ ｄ ｕ ｈ ｏ ｎ ｓ ｃ ａ ｇ ｆｔ ｒ ｓ ｗａ ｅ ｓ ｅ ａ ｕ ｔ ｄ ｂ ｓ ｎ ｓａ ｌｓ ｅ ｄ １ ｈ ｒ ｅｏ ｈｅ ｋ ａ ｔ ｔｒｗａ ｖ ｌ ａｅ ｙ ｕ ｉ ｇ ｅ ｔ ｂ ｉｈ ｄ ｍｏ ｅ ． Ｋｅ ｒ ｓ ｄ ｅ ｓ ａ ｆ ｏ ｌｍｅ ｔｎ ｔ ｒ ｍｏ ｅ ｗａ ｅ ｎ ｓ ｏ 艏ｃ ｅ ｔ ｅ ａ ｕ ｔ ｎ ｏ ｉｃ ａ ｇ ｙ ＷＯ ｄ ｅ ｐ ｅ ｍ ｏ ｒ ｉ ｓｏ ｅ ｗａ ｅ ｌ ｄ１ ｔ ｒｉ ｒ ｈ ｃ ｅ ｕ ｉｎ ｖ ｌ ａｉ ｆ ｄ ｓ ｈ ｒ ｅ ｏ
算 方 法 ， 水 文 地 质 模 型 进 行 了识 别 和 验 证 ， 出含 水 层 水 文 地 质 参 数 ； 用 突 水 系 数 法 对 底 板 突 水 危 险性 进 行 评 价 ， 利 用 所 建 模 型进 行 灰 对 得 采 并
研 究 区地 处舜 耕 山逆掩 断 层 和阜 凤 逆掩 断 层 之
间， 为全隐蔽式井 田， 主要发育 上元 古界 震旦 系 、 古 下 生界寒 武系 、 陶系 、 奥 上古生界石炭 系 、 叠 系等地 层 。 二 井 田构造形态 以单斜构 造 为主体 ， 众多 的斜交 断层 叠 加其 上 ， 主要以断裂构造为主 ， 小 型断层发育 ， 个 中、 整 井 田为数条走 向近 Ｎ 倾 向 Ｎ Ｗ， Ｅ或 Ｓ 的斜 切强扭 转 Ｗ 性大、 中型正断层所控制 ， 逆断层较少见 （ １ 。 图 ）
ｈ ｄ ｏ ｅ ｌ ｇｃ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｉ ｂ ａ ｎ ｄ；ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｗａｅ ｎ ｕ ｈ ｃ ｆ ｃ ｅ ｔｍｅｈ ｄｓ ｗａ ｅ ｎ ｓ ａ ｇ ｒ ｏ ｅ ｆ ｏ ｔｒ ｉ ｖ ｓｏ ｓｅ ａ ｕ ｔｄ，ａ ｄ ｄｉ－ ｙ ｒ ｇ ｏｏ ｉ ａ ａ ｔ ｒ ｓ ｏ ｔ ｉ ｅ ｈ ｏ ｇ ｈ ｔ ｒｉ ｒ ｓ ｏ ｉ ｉｎ ｔ ｏ ， ｔｒｉ ｒ ｈ ｄ ｎ ｅ ｆｔ ｌ ｒ ｗａｅ ｎ ａ ｉ ｎ ｉ ｖ ｌ ａ ｅ ｄ ｕ ｈ ｏ ｎ ｓ ｃ ａ ｇ ｆｔ ｒ ｓ ｗａ ｅ ｓ ｅ ａ ｕ ｔ ｄ ｂ ｓ ｎ ｓａ ｌｓ ｅ ｄ １ ｈ ｒ ｅｏ ｈｅ ｋ ａ ｔ ｔｒｗａ ｖ ｌ ａｅ ｙ ｕ ｉ ｇ ｅ ｔ ｂ ｉｈ ｄ ｍｏ ｅ ． Ｋｅ ｒ ｓ ｄ ｅ ｓ ａ ｆ ｏ ｌｍｅ ｔｎ ｔ ｒ ｍｏ ｅ ｗａ ｅ ｎ ｓ ｏ 艏ｃ ｅ ｔ ｅ ａ ｕ ｔ ｎ ｏ ｉｃ ａ ｇ ｙ ＷＯ ｄ ｅ ｐ ｅ ｍ ｏ ｒ ｉ ｓｏ ｅ ｗａ ｅ ｌ ｄ１ ｔ ｒｉ ｒ ｈ ｃ ｅ ｕ ｉｎ ｖ ｌ ａｉ ｆ ｄ ｓ ｈ ｒ ｅ ｏ
算 方 法 ， 水 文 地 质 模 型 进 行 了识 别 和 验 证 ， 出含 水 层 水 文 地 质 参 数 ； 用 突 水 系 数 法 对 底 板 突 水 危 险性 进 行 评 价 ， 利 用 所 建 模 型进 行 灰 对 得 采 并
多模型融合评价煤层底板灰岩岩溶突水危险性_施龙青_曲兴玥_韩进_邱梅_高卫富_秦道霞_刘海松
第8 期
施龙青等： 多模型融合评价煤层底板灰岩岩溶突水危险性
2485
in northern China． How to accurately evaluate the risk of inrush of limestone karst water through mine floor has guiding significance for preventing and controlling water disaster accidents in coal mines and realizing the safe mining of coal seams above confined water bodies． The unascertained measurement evaluation and set pair analysis method were proposed to evaluate water inrushes using eight indices： aquifer thickness，unit water inflow，permeability of aquifers，water pressure，fault influencing factors，aquiclude thickness，aquiclude lithologic assemblage characteristics and destroyed floor depth． Ordered binary comparison quantization method and interval number fuzzy decision matrix of EA－TOPSIS ordering were used to obtain weights for these eight factors． Conflicting evidence theory was then applied to couple these weights calculated by ordered binary comparison quantization and EA－TOPSIS ordering，ensuring the effective evaluation of the relative importance of each indicator for the dynamic model． Ultimately，the unascertained measurement evaluation and set pair analysis method were utilized to evaluate the risk of limestone karst water inrush from coal seam floor． Based on the type of index value，the state classification was carried out through quantitative analysis，and single index measure functions，including linear and non-linear patterns，were constructed． Then，eight indicator values，collected at 30 monitoring sites in Xinwen coalfield for evaluating the risk of water inrush from coal seam floor， were substituted into the measure functions to determine the multi-index comprehensive measurement matrix． Credible degree recognition criterion was then introduced to determine the risk level of the sample data Xi． Furthermore，the general situation of risk of water inrush from coal seam floor during coal seam mining in Xinwen coalfield was presented by means of set pair potential analysis． The research shows that the evaluation results are consistent with the actual situation of the mine． On this basis，according to a large number of water inrush cases collected in north China-type coal mines，taking 15 typical cases as examples，the established model was applied to the risk assessment of floor water inrush for the whole north China-type coal mines． By comparing with the actual water inrush data，it can be found that the hazard degree of mine water inrush determined by the model is consistent with the actual situation，which indicates that the model has certain suitability for evaluating the risk of karst water inrush from floor limestone in the whole north China-type coalfield． Key words： inrush of limestone karst water through mine floor； risk assessment； ordered binary comparison quantization； EA-TOPSIS； conflicting evidence theory； unascertained measurement evaluation； set pair analysis
桃园煤矿Ⅱ4采区太原组灰岩含水层放水试验及其可疏放性评价
桃园煤矿Ⅱ4采区太原组灰岩含水层放水试验及其可疏放性评价窦仲四;翟晓荣;张红梅;吴基文;周盛全;龚世龙【期刊名称】《矿业安全与环保》【年(卷),期】2016(043)005【摘要】为评价桃园煤矿Ⅱ4采区太原组灰岩含水层的可疏放性,在Ⅱ4采区井下放水试验资料基础上,采用MODFLOW软件建立了采区水文地质模型,对含水层参数进行优选,利用该模型对采区灰岩含水层的可疏放性进行评价,并与理论分析结果进行对比.研究结果表明:采区太原组灰岩平均渗透系数为2.45 m/d,储水率为2.58×10-4,太原组灰岩含水层富水性较好,数值法与理论计算结果均表明采区可疏放性较差,研究结果为采区下一步防治水方法的选择提供了依据.【总页数】5页(P74-77,86)【作者】窦仲四;翟晓荣;张红梅;吴基文;周盛全;龚世龙【作者单位】安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南232001;淮南职业技术学院,安徽淮南232001;安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南232001;安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南232001;安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南232001;安徽理工大学地球与环境学院,安徽淮南232001;安徽省淮北矿业集团公司桃园煤矿,安徽宿州234116【正文语种】中文【中图分类】TD163;P641.73【相关文献】1.煤矿复合含水层疏放水试验 [J], 芮平2.杨柳煤矿太原组灰岩含水层突水危险性评价 [J], 杨华泽;郭琳;王腾辉3.淮北桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层放水试验与监测成果分析 [J], 吴基文;翟晓荣;沈书豪;龚世龙;王大设;张治4.淮北桃园煤矿北八采区太原组灰岩含水层放水试验水质监测成果分析 [J], 吴基文;翟晓荣;沈书豪;张海潮5.车集煤矿28采区底板太灰疏放水试验与疏降可行性研究 [J], 张家峰;张成行;姚明豪;徐智敏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
煤层底板奥灰水害治理方案研究
煤层底板奥灰水害治理方案研究卓聪志【摘要】针对古书院矿15#煤三盘区首采工作面面临的底板奥灰水害威胁问题,提出了采用疏水降压和底板注浆改造两种治理方案,从经济和技术角度进行对比,最终得出疏水降压适用于该矿井低水压但隔水层较薄条件下的奥灰水害治理,为矿井奥灰水害治理提供依据,同时对相似条件下底板奥灰水害防治具有参考意义.【期刊名称】《山西焦煤科技》【年(卷),期】2017(041)007【总页数】4页(P7-10)【关键词】底板水害;奥灰含水层;疏水降压;注浆改造【作者】卓聪志【作者单位】西山煤电(集团)有限责任公司通风处,山西太原 030053【正文语种】中文【中图分类】TD745古书院煤矿位于山西省晋城市，是典型的华北型煤田开采区域。
依据岩性及空间赋存与分布特征，井田内含水层自下而上依次分为：奥陶系中统岩溶裂隙含水层组、石炭系灰岩岩溶裂隙含水层组、二叠系砂岩裂隙含水层、第四系冲积层孔隙含水层。
矿井上组煤开采基本结束，逐渐进入下组煤15#煤的回采工作。
由于15#煤三盘区范围内出现煤层底板奥灰含水层带压情况，且底板隔水层厚度较薄，水文地质条件较为复杂，煤层底板奥灰水突水危险性较大。
针对该水害特征，结合矿井地质及水文地质条件，提出相应的奥灰水害防治措施，对确保矿井安全生产具有重要意义。
古书院矿15#煤三盘区首采工作面位于井田西北部，为井田首个奥灰含水层带压开采工作面。
煤层底板本溪组隔水层承受奥灰水压为0～0.63 MPa，本溪组隔水层厚度6.7～20.3 m. 根据《煤矿防治水规定》中提出的突水系数法进行突水系数值计算，其数学表达式见式(1)：式中：T—突水系数，MPa/m；P—底板隔水层承受的水压，MPa；M—底板隔水层厚度，m.通过对水压和隔水层厚度的分析，得出15#煤层底板突水系数等值线图，见图1.由图1可以看出，工作面多数区域突水系数均小于0.06，突水危险性较小。
但是，由于该工作面煤层底板隔水层薄，在底板矿压破坏深度影响下隔水层隔水能力完全缺失，突水系数值不能很好地反应该条件下水害危险程度，工作面回采前需采取相应水害防治措施。
深部煤层底板突水危险性预测的PSO_SVM模型
ＰＳＯ ＳＶＭ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｉｎｒｕｓｈ ｒｉｓｋ ｆｒｏｍ
—
—
ｄｅｅｐ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｆ ｌｏｏｒ
ＺＨＡＮＧ Ｆｅｎｇｄａ ｒ．ＳＨ ＥＮ Ｂａｏｈｏｎｇ ＇
（１．Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ Ｐｌａｎｎｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎａ Ｃｏａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｌｌｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｂｅｔｔｅｒ ｐｒｅｄｉｃｔ ｗａｔｅｒ ｉｎｒｕｓｈ ｒｉｓｋ ｆｒｏｍ ｄｅｅｐ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｆｌｏｏｒ，ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｆａｉｌｕｒｅ ｄｅｐｔｈ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｖａｌｕｅ ｏｆ
ｄｅｅｐ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｆ ｌｏｏｒ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｍ ｕｌｔｉｐｌｅ ｌｉｎｅａｒ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ， ｔｈｅ ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｃｏｎｆ ｉｎｅｄ ａｑｕｉｆｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ａｑｕｉｆｕｇｅ，ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｐａｎｅｌ ａｎｄ ｂｕｒｉｅｄ ｄｅｐｔｈ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ａｓ ｉｎｐｕｔ ｖｅｃｔｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｆ ｏｒ ｅｖａ ｌｕａｔｉｎｇ ｄｅｅｐ ｗａｔｅｒ ｉｎｒｕ ｓｈ ｒｉｓｋ．Ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｉｎｒｕ ｓｈ ｒｉｓｋ ｆｒｏｍ ｄｅｅｐ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ，ｗｈｉｃｈ ｏｐｔｉｍａ ｌ ｐｅｎａ ｌｔｙ ｆａｃｔｏｒ ａｎｄａｍｅｔｅｒ ｏｆ ＳＶＭ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ＰＳＯ．Ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍ ｏｄｅｌ ｗａｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｗａｔｅｒ ｉｎｒ ｕ ｓｈ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ，Ｍａｈａ ｌａｎｏｂｉｓ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｂａｙｅｓ ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｎｔ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆ ｉ ｃｉｅｎｔ ｂｅ－ ｔｗｅｅｎ ｆ ｉｔｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａ ｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｍ ａｔｈｅｍａｔｉｃ ｍ ｏｄｅｌ ｆｏ ｒ ｆａｉｌｕｒｅ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｄｅｅｐ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｆ ｌｏｏｒ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｈａｄ ａ ｈｉｇｈ ｆ ｉｔｔｉｎｇ ｄｅ— ｇｒｅｅ，ｗｈｉｃｈ ｍｅａｎｓ ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃ ｍｏｄｅｌ ｈａｄ ａ ｈｉｇｈｅｒ ａｃｃｕｒａｃｙ．Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｄｅｅｐ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｆ ｌｏｏｒ ｉｎｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｆ ｏｒ ｗａｔｅｒ ｉｎｒ ｕ ｓｈ ｒｉｓｋ ｆｒｏｍ ｄｅｅｐ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｆｌｏｏｒ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂｅｔｔｅｒ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｉｎｒｕｓｈ ｃｏｅｆｉ ｃｉｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ，Ｍａｈａｌａｎｏｂｉｓ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｂａｙｅｓ ｄｉｓｅｒｉｍｉｎａｎｔ ｍｅｔｈｏｄ．
基于脆弱性指数法的深部煤层底板奥灰突水危险性评价
基于脆弱性指数法的深部煤层底板奥灰突水危险性评价邵明喜【摘要】为了探讨兖州矿区深部下组煤带压开采奥灰突水危险性，以兴隆庄煤矿为例，在对现有突水系数基本公式及经验数据分析基础上，采用变权模型下的脆弱性指数法对预开采矿井深部下组煤进行了分区评价。
结果表明，通过钻孔实际资料统计计算的6个分区等级与理论分析的基本一致，相对于突水系数，变权的脆弱性指数法更具有针对性。
在此基础上提出了对奥灰水害的防治可由整体防治转为局部重点防治，大大降低了技术难度和治理成本。
【期刊名称】《煤矿现代化》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P40-43,46)【关键词】脆弱性指数法;底板;突水危险性;分区评价【作者】邵明喜【作者单位】兖州煤业股份有限公司杨村煤矿，山东济宁 272118【正文语种】中文【中图分类】TD742.1经过近十几年的超强度开采，华北型煤田多数已进入深部开采［1］。
深部相对于浅部开采的各种地质采矿条件均发生了非常大变化［2-3］，以兖州矿区为例，随着主采的上组煤资源的急剧减少，已开始转向下组煤开采。
兖州矿区下组煤主采煤层为16上、17煤，底板岩溶裂隙承压水水害是其主要隐患，十四（十三）灰和奥灰为底板主要充水含水层，其中奥灰水害威胁最大。
根据近几年杨村矿、南屯矿对底板阻渗条件薄弱的5个工作面进行的底板带压开采经验，5个工作面突水系数为0.08～0.11MPa/m，在未疏降情况下均成功进行了带压开采，说明兖州矿区的底板带压开采适度范围较现行的临界突水系数存在较大的提升空间［4］。
本文采用基于变权理论的底板突水脆弱性指数法评价模型［5-8］，以预开采的兴隆庄煤矿深部下组煤为地质背景，对兖州矿区下组煤16上、17煤层带压开采底板突水危险性进行了评价分区，并对评价结果进行了理论对比检验。
脆弱性指数法是一种将可确定底板突水多种主控因素权重系数的信息融合方法与具有强大空间信息分析处理功能的GIS耦合于一体的煤层底板突水预测评价方法，它是指评价在不同类型构造破坏影响下，由多岩性多岩层组成的煤层底板岩段在矿压和水压联合作用下突水风险的一种预测方法，其原理评价层次结构模型见图1［7］。
基于GIS与熵值法的煤层底板突水危险性评价
总第817期第23期2023年12月河南科技Henan Science and Technology矿业与水利工程收稿日期：2023-06-06作者简介：林征（1998—），男，硕士生，研究方向：水文地质与工程地质。
基于GIS 与熵值法的煤层底板突水危险性评价林征王来斌刘梦琪（安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南232001）摘要：【目的】为提高煤矿开采的安全性，建立杨柳煤矿105采区煤层底板突水危险性评价模型。
【方法】选取渗透系数、岩芯采取率、脆塑性岩厚度比、断层分维、含水层厚度、隔水层厚度等6个影响底板含水层突水危险性的主控因素，借助GIS 软件绘制各因素专题图，使用熵值法得到各因素的权重值。
【结果】叠加归一化后的专题图与其对应的权重值，最终建立了采区煤层底板突水危险性评价模型，得出了突水危险性分区图。
分区的结果与采区煤层底板含水层富水性抽放水试验单位涌水量情况基本吻合。
【结论】该评价模型可为煤矿安全开采提供参考。
关键词：GIS ；熵值法；底板突水；权重；突水危险性中图分类号：TD745文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）23-0066-04DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.23.013Risk Assessment of Water Inrush from Coal Seam Floor Based on GISand Entropy MethodLIN Zheng WANG Laibin LIU Mengqi(School of Earth and Environment,Anhui University of Science and Technology,Huainan 232001,China)Abstract:[Purposes ]In order to improve the safety of coal mining,a risk assessment model of water in⁃rush from coal seam floor in 105mining area of Yangliu Coal Mine was established.[Methods ]Six maincontrolling factors affecting the risk of water inrush from floor aquifer were selected,including permeabil⁃ity coefficient,core recovery rate,brittle-plastic rock thickness ratio,fault fractal dimension,aquifer thickness and aquiclude thickness.The thematic map of each factor was drawn by GIS software,and the weight value of each factor was obtained by entropy method.[Findings ]The normalized thematic map and its corresponding weight value are superimposed,and the risk assessment model of water inrush from coal seam floor in mining area is finally established,and the risk zoning map of water inrush is obtained.The results of the partition are basically consistent with the unit water inflow of the water-rich drainagetest of the coal seam floor aquifer in the mining area.[Conclusions ]The evaluation model can provide reference value for coal mine safety mining.Keywords:GIS;entropy method;floor water inrush;weight;water inrush risk0引言近些年来，随着煤层开采逐步由浅部向深部延伸，煤层底板突水问题日益严重［1-4］。
兖州矿区兴隆庄煤矿下组煤底板岩溶水参数计算及突水危险性评价
兖州矿区兴隆庄煤矿下组煤底板岩溶水参数计算及突水危险性评价0引言近年来，随着开采深度的不断增加，我国华北型煤矿区已逐渐转向深部开采，面临着煤层底板突水的问题。
岩溶水害一直是威胁我国华北地区石炭二叠系煤炭资源安全开采的主要灾害之一[1]。
深部岩溶作为一种特殊的岩溶现象，是岩溶发育在空间尺度上的一种表现形式，其岩溶水的运动不受侵蚀基准面控制[2]。
对煤层下部灰岩含水系统而言，由于其裂隙、溶隙、溶洞发育不均匀，特别是奥陶系灰岩与薄层灰岩存在密切联系，对煤层底板有较大的水压力，在煤层底板不同部位，水压力大小相差悬殊导致在煤层开采过程中，往往在底板薄弱地段出现底板突水现象。
山东省兖州矿区兴隆庄煤矿下组煤（16上煤和17煤）接近奥灰，奥灰水水压达7.3～12.0MPa ，为底板超高承压水，突水系数达0.144～0.256MPa/m ，远远超过临界突水系数。
本文根据放水试验资料求解水文地质参数，对第Ⅰ勘探区下组煤开采底板突水危险性进行评价，旨在利用放水试验对奥灰水进行疏降，降低奥灰对17煤的突水威胁，从而达到安全基金项目：国家自然科学基金项目（41302248）；中国博士后科学基金项目（2013M531426）；江苏高校优势学科建设工程项目；山东博士后创新项目专项资金（201203019）作者简介：张圣才（1983—），男，山东菏泽人，助理工程师，主要从事矿井水害防治工作。
收稿日期：2014-11-26责任编辑：樊小舟兖州矿区兴隆庄煤矿下组煤底板岩溶水参数计算及突水危险性评价张圣才1，于德亮1，李士强1，王言剑2，乔伟3，4（1.兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿，山东兖州272102；2.兖州煤业股份有限公司东滩煤矿，山东邹城273512；3.中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州221116；4.兖矿集团有限公司博士后工作站，山东邹城273500）摘要：深部煤层开采存在来自底板的高承压奥灰岩溶水威胁，水头压力高，突水系数大。
科技成果——基于多重探查信息的深部岩溶地热水疏放及综合利用工程配置
科技成果——基于多重探查信息的深部岩溶地热水疏放及综合利用工程配置
技术开发单位
平顶山天安煤业股份有限公司八矿
适用范围
存在矿井岩溶地热水灾害问题的矿区
成果简介
根据平煤八矿已有的矿井地质和水文地质勘探资料以及采掘过程中实际揭露的水文地质信息，分析了八矿西翼己组煤开采时的突水水源、突水通道的特征和矿井涌水量的变化规律及控制因素，对重要威胁水源——寒武灰岩水的补径排特征、水位动态变化规律、温度场特征循环运移规律进行了系统研究。
重点评价了八矿西翼寒武灰岩、L7薄层灰岩和L2薄层灰岩含水层的突水危险性。
结合八矿西大巷寒武灰岩的疏水降压方案，在评价寒武灰岩水量和水质的基础上，设计了地热水从西大巷至地面用户的综合利用方案，实现了底板灰岩含水层疏水降压、井下环境温度降低和地热水综合利用的有机结合。
工艺技术及装备
水异常区物理勘探、寒武灰岩疏水降压及水量水质评价、疏水降压孔垂向布局、疏水水量计算、疏水水质评价、地热水综合利用方案、规划用水量及可供水量、地热供水方案计算、地热水输送和储存的保温、地热供水方案。
市场前景
该技术为我国地质条件都较为相似提供了借鉴，可为相关矿区地热灾害的防治和地热水的综合利用奠定理论基础，具有较好的市场应用前景和推广应用价值。
深部A组煤层底板灰岩含水层疏放性评价
* 收稿日期：2011 － 12 － 21 作者简介： 周伟东 （ 1984 － ） ， 男， 辽宁朝阳人， 研究方向为水文地 质与工程地质。
88
* －6 系数 μ = 3． 6 × 10 。 7 （ 2 ） C3 Ⅱ 组： 厚 44． 78m， 含薄灰岩六层 ， 其中 C3 、
2012 年第 1 期
含水层可概化为具有上 、 下部隔水和四周给定水头边 ［5 ～ 6 ］ 界 的非均质 、 各向异性的三维承压非稳定流模型 。 3 3． 1 数学模型 数学模型
C3 8 在本区有合并或缺失现象 ， C3 4 、 C3 5 两层一般无水 灰岩厚 19． 05m， 占本组总厚 42． 5% ， 此组 或水量很小， q = 0． 662 L· s － 1 · m － 1 。 灰岩富水性中等偏弱 ， 11 （ 3 ） C3 Ⅲ 组 ： 厚 32． 21m， 含灰岩 3 ～ 4 层 ， 其中 C3 层富水， 灰岩厚 19． 82m， 占本组总厚 61% ， 此组灰岩与 q = 3． 22L· s － 1 · m － 1 。 奥灰水力联系密切 ， 富水性强 ， 1． 2． 3 奥陶系灰岩溶隙含水层 分布在井田西部山坡 ， 大部分被第四系松散层覆 盖， 向深部延伸进入井田范围 ， 奥灰总厚一般 230m 左 4 O1 6 两 右， 为厚层状溶隙含水层 。 位于中上部的 O1 、 q = 3． 22L · s － 1 · m － 1 ， T = 410 ～ 800m2 段富水性较强 ， －1 * －4 －4 ·d ， μ = 2 × 10 ～ 4 × 10 。 2 深部 A 组煤层底板灰岩水水文地质概念模型 C3 组灰岩和 依据井田地层及水文地质条件分析 ，
煤层底板突水一直是困扰华北型煤田煤炭工业可 ［1 ］ 持续发展的主要问题 。随着煤层开采深度的不断增 加， 煤层底板承受灰岩水头压力逐渐增大 ， 水害威胁程 度也越来越严重 。淮南谢一煤矿位于华北煤田东南边 缘， 开采煤层为二叠系山西组和石盒子组 ， 自下而上分 ［2 ］ 。 A 、 B 、 C 二叠系煤系地层下伏的石炭系和 为 三组 奥陶系灰岩岩溶普遍发育 ， 富含高承压的岩溶水 。 井 田浅部 － 480m 水平以上 A 组煤已基本开采完毕 ， 深部 － 660m 水平 A 组煤因受底板灰岩水威胁 ， 一直未能开 采， 严重制约了矿井的生产 。因此 ， 进行深部 A 组煤底 ， 解放深部 A 板岩溶水研究 对井田防治煤层底板突水 、 ［3 ］ 组煤有着重要的现实意义 。 1 1． 1 井田水文地质条件 地层与构造
88
* －6 系数 μ = 3． 6 × 10 。 7 （ 2 ） C3 Ⅱ 组： 厚 44． 78m， 含薄灰岩六层 ， 其中 C3 、
2012 年第 1 期
含水层可概化为具有上 、 下部隔水和四周给定水头边 ［5 ～ 6 ］ 界 的非均质 、 各向异性的三维承压非稳定流模型 。 3 3． 1 数学模型 数学模型
C3 8 在本区有合并或缺失现象 ， C3 4 、 C3 5 两层一般无水 灰岩厚 19． 05m， 占本组总厚 42． 5% ， 此组 或水量很小， q = 0． 662 L· s － 1 · m － 1 。 灰岩富水性中等偏弱 ， 11 （ 3 ） C3 Ⅲ 组 ： 厚 32． 21m， 含灰岩 3 ～ 4 层 ， 其中 C3 层富水， 灰岩厚 19． 82m， 占本组总厚 61% ， 此组灰岩与 q = 3． 22L· s － 1 · m － 1 。 奥灰水力联系密切 ， 富水性强 ， 1． 2． 3 奥陶系灰岩溶隙含水层 分布在井田西部山坡 ， 大部分被第四系松散层覆 盖， 向深部延伸进入井田范围 ， 奥灰总厚一般 230m 左 4 O1 6 两 右， 为厚层状溶隙含水层 。 位于中上部的 O1 、 q = 3． 22L · s － 1 · m － 1 ， T = 410 ～ 800m2 段富水性较强 ， －1 * －4 －4 ·d ， μ = 2 × 10 ～ 4 × 10 。 2 深部 A 组煤层底板灰岩水水文地质概念模型 C3 组灰岩和 依据井田地层及水文地质条件分析 ，
煤层底板突水一直是困扰华北型煤田煤炭工业可 ［1 ］ 持续发展的主要问题 。随着煤层开采深度的不断增 加， 煤层底板承受灰岩水头压力逐渐增大 ， 水害威胁程 度也越来越严重 。淮南谢一煤矿位于华北煤田东南边 缘， 开采煤层为二叠系山西组和石盒子组 ， 自下而上分 ［2 ］ 。 A 、 B 、 C 二叠系煤系地层下伏的石炭系和 为 三组 奥陶系灰岩岩溶普遍发育 ， 富含高承压的岩溶水 。 井 田浅部 － 480m 水平以上 A 组煤已基本开采完毕 ， 深部 － 660m 水平 A 组煤因受底板灰岩水威胁 ， 一直未能开 采， 严重制约了矿井的生产 。因此 ， 进行深部 A 组煤底 ， 解放深部 A 板岩溶水研究 对井田防治煤层底板突水 、 ［3 ］ 组煤有着重要的现实意义 。 1 1． 1 井田水文地质条件 地层与构造
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
①ｃ ３Ｉ组厚 ３ ． ７ 含灰 岩 ３～ ７ ５ ｍ， ４层 ， 中 其 Ｃ ３层 富水 ， ３ 、 ３ ３ Ｃ １ Ｃ ２两 层 一 般 水 量 较 小 ， 岩 厚 灰
２ ．２ 占本 组 总厚 ６ ％ ， 组 为影 响 Ａ组 煤 开 采 ２７ ｍ ｏ 此 的直 接 充水 含水 层 ， Ａｌ 层 １ 距 煤 ２～１ｍ， 位 涌水 ８ 单 量 ｑ＝０ １８一１３ ・ ～ ・ ．８ ．８Ｌ ｓ ｍ～ ， 导水系数 ＝３～ ２
模型和数 学模型 ； 利用数值计 算方法， 对水文地质模型进行 了识别和验证 ， 出含水层水文地质参数 ； 得 采用 突水 系数 法对底板 突水危 险性进 行评 价 ， 利 用所建模 型 进行 灰 岩水 疏放 性评 价 。 并
关 键词 ： 部 ； 层底 板 ； 岩 水 ； 型 ； 深 煤 灰 模 突水 系数 ； 疏放 性评 价
约 了矿 井 的 生 产 。 因此 ， 行 深 部 Ａ 组 煤 底 板 岩 进 溶水研 究 ， 对井 田防 治 煤 层 底 板 突水 、 放 深 部 Ａ 解
组煤有 着 重要 的现 实意 义 Ｊ 。
１ 井 田水 文 地 质 条 件
１ １ 地层 与构 造 ．
研究 区地 处 舜耕 山 逆 掩 断层 和阜 凤 逆 掩 断层 之 间 ， 全 隐蔽式 井 田 ， 为 主要 发育 上元 古 界震 旦 系 、 下古 生界 寒武 系 、 陶系 、 奥 上古 生 界石 炭 系 、 叠 系 二 等地 层 。井 田构造 形 态 以单斜 构 造 为主 体 ， 多 的 众 斜交 断层 叠加 其上 ， 主要 以断 裂 构造 为 主 ， 、 型 中 小
・
Ｃ ７ Ｃ ８在 本 区有 合并 或缺 失现 象 ， ３ 、 ３ ３ 、３ Ｃ ４ Ｃ ５两 层
一
般 无水 或水 量很 小 ， 灰岩 厚 １ ．５ 占本 组 总厚 ９０ ｍ，
・ ｍ ～
１２ 主要 含水层 ． 井 田 自上 而下 的 主要含 水 层 为 ： 系砂 岩 裂隙 煤 含 水层 、 炭系 太 原 群 灰 岩 溶 隙 含 水 层 、 陶系 灰 石 奥 岩 溶 隙含水 层 ， 分述 如下 。 （ ）煤 系砂岩 裂 隙 含 水 层 。二 叠 系 砂 岩 裂 隙 １ 含水层 富水 性 较 弱 ， 放后 ， 量 呈 衰减趋 势 ， 疏 水 水位
（） ３ 奥陶系灰岩溶 隙含水 层 分 布在井 田西 部山坡 ， 大部分被第 四系松散层 覆盖 ， 向深部 延伸
进入 井 田范 围 ， 灰总 厚一 般 ２０ 左 右 ， 厚层 奥 ３ｍ 为
恢复较慢 ， 以静储量为主。水 层 。分 布在 ２
第 ３期
４ ．％ 。 组 灰 岩 富水 性 中等偏 弱 ， ２５ 此 ｑ＝０ ６２Ｌ ・ ．６
ｓ～
。
③ 皿组 ２ １ ， 厚３． ｍ 含灰岩 ３ ４ ， Ｃ１ 层富 ２ — 层 其中 ３ １
水 ， 办 岩 １．２ 占 ９８ｍ， 本组总厚６％ ， 目 １ Ｊ 办 咝 联系密切 ， 眭强 ’＝ ． ・～ ・ 富水 ｑ ３２ Ｌ Ｓ ｍ～。 ２ 水： 力
张磊 ， ： 等 深部 Ａ组煤层底板灰 岩含水数学地质模 型及疏放性
８ ５
状溶隙含水层 。位 于中上部 的 Ｏ ４ Ｏ ６两段富水 １、 １ 性较 强 ， ３ ２ ・ 一 ・ ｌ Ｔ＝ １ ｑ＝ ． ２Ｌ ｓ ｎ一， ４ ０～８ ０ｉ ０ ・ ｎ
ｄ一 ／ ． ＝２ Ｘ １ ～４ ×１ ４ ｘ ０一 ０－ ｏ
石盒 子组 ， 自下 而 上 分 为 Ａ、 Ｃ三 组 。二 叠 系 Ｂ、
井 田西南边 缘 ， 部 被第 四系 松 散 层 覆 盖 ， 层 总 全 地 厚 度 １４ ５ｍ， 薄 层 灰 岩 １ １． ６ 含 ２～１ ４层 ， 岩 总 厚 灰
６ ． ６ 占地 层 总 厚 的 ５ ％ 。 岩 性 为 粒 屑 一粉 晶 ７ ０ ｍ， ８ 质 石 灰岩 或含 生物 微 晶质石 灰 岩 ， 是岩 溶裂 隙含水
断层发育 ， 整个井 田为数条走 向近 Ｎ 倾 向 Ｎ Ｗ， Ｅ或 Ｓ 的斜 切 强 扭 转 性 大 、 型正 断 层 所 控 制 ， 断 Ｗ 中 逆
层 较少 见 （ 图 １ 。 见 ）
ｄ 贮水系数 ＝． ×０ 。 ～， ３ １～ ６ ②ｃ ３Ⅱ组 厚 ４ ． ８ 含 薄 灰 岩 六 层 ， 中 ４ ７ ｍ， 其
２ １ 年 ７月 ０１
矿 业 科 学 技 术
第３ ９卷 第 ３期
深部 Ａ组煤层底板灰 岩含水数学 地质 模 型 及 疏 放 性
张 磊， 周伟 东， 曹瑾瑜 ， 张纯如
（ 淮南矿业集 团， 安徽 淮南 ２２０ ） ３ ０ １
摘
要 ： 分析研 究 区地 质及 水文 地质 条件 基础 上 ， 在 建立 了 一 ６ ｍ 水 平 ｃ ６０ ３Ｉ组灰 岩 含 水 层 水 文地 质 概 念
层 ， 各层 灰 层 间距 自上而 下分 为 三组 ： 按
煤系地 层下 伏 的石 炭 系 和奥 陶 系灰 岩 岩溶 普 遍 发
育， 富含高承压 的岩溶水 。井 田浅部 一 ８ ｍ水平 ４０ 以上 Ａ组煤 已基本开采完毕 ， 深部 一 ６ ｍ水平 Ａ ６０ 组煤 因受 底板 灰 岩水 威 胁 ， 直 未 能 开 采 ， 重 制 一 严
及 达 西定律 ， 立 了与水 文地 质 概 念模 型相 对应 的 建 三维 非稳定 流 数学模 型
中图分 类号 ： Ｄ ４ Ｔ ７１
煤 层底 板 突水 一 直 是 困扰 华 北 型 煤 田煤 炭 工 业 可持 续 发展 的 主要 问题 … 。 随着 煤 层 开 采 深 度 的不 断增 加 ， 层 底 板 承 受 灰 岩 水 头 压 力 逐 渐 增 煤 大 ， 害威 胁程度 也 越来 越严 重 。淮 南 谢一 煤矿 位 水 于华北 煤 田东南 边缘 ， 采煤 层 为 二叠 系 山西组 和 开