近距离分岔煤层底板破坏深度及规律研究

1

作者 梁冰 陈昕涛 《工矿自动化》 北大核心 2025年第6期34-43,104,共11页

目前的底板破坏深度计算公式多针对特定底板结构。由于分岔煤层的地质特征复杂,上下煤层间的相对倾角及煤层间距的变化特性导致其底板结构与已有研究情形存在显著差异,难以直接套用现有公式进行底板破坏深度计算。针对上述问题,以霍洛... 目前的底板破坏深度计算公式多针对特定底板结构。由于分岔煤层的地质特征复杂,上下煤层间的相对倾角及煤层间距的变化特性导致其底板结构与已有研究情形存在显著差异,难以直接套用现有公式进行底板破坏深度计算。针对上述问题,以霍洛湾煤矿3−1分岔煤层为工程背景,基于单一岩层塑性滑移线场理论,得到近距离分岔煤层3种破坏情况下的最大破坏深度理论解,采用数值模拟得到开采过程中底板塑性区演化规律及破坏深度,采用压水试验实测工作面底板破坏深度。理论分析结果表明:塑性滑移线旋转中心位置因底板岩性差异而变化,致使底板破坏深度先陡增后渐降,计算得到底板破坏深度为13.30~17.62 m。数值模拟结果表明:底板以剪切破坏形式为主,破坏范围由泥岩层逐渐向3−1下煤层及砂质泥岩层发育,底板煤岩结构变动导致破坏深度在12.36~16.53 m间变化,与理论分析呈现同样趋势。现场实测结果表明:工作面回采前后底板钻孔的注水漏失量出现显著变化,底板岩层裂隙发育充分,破坏深度为13.52~17.20 m。根据3−1上煤层底板破坏情况对3−1下煤层顶板进行分类并提出顶板预控对策,以保证煤层安全开采。现场实测结果验证了分岔煤层底板塑性滑移线场的实用性。 展开更多

关键词 近距离分岔煤层 底板破坏深度 单一岩层塑性滑移线场 压水试验 顶板稳定性 钻孔注水漏失量

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤层顶板涌水量TCN-LSTM-SVM时间序列预测模型构建与应用

2

作者 刘譞 姬亚东 +6 位作者 朱开鹏 赵春虎 李凯 李超峰 袁晨瀚 李盼盼 闫鹏珍 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第6期201-211,共11页

【背景】矿井涌水量的准确预测对于煤矿水害防治、安全高效生产起着重要的作用。【方法】为构建适用于西部受巨厚砂岩含水层水害威胁矿井的涌水量预测模型,以受该种水害严重影响的陕西彬长矿区某典型矿井为研究对象,基于工作面回采进尺... 【背景】矿井涌水量的准确预测对于煤矿水害防治、安全高效生产起着重要的作用。【方法】为构建适用于西部受巨厚砂岩含水层水害威胁矿井的涌水量预测模型,以受该种水害严重影响的陕西彬长矿区某典型矿井为研究对象,基于工作面回采进尺与涌水量数据之间的相关关系,选取其作为矿井涌水量时间序列预测的特征变量,提出基于时域卷积网络(temporal convolutional networks,TCN)的长短期记忆网络(long-short term memory,LSTM)−支持向量机(support vector machines,SVM)矿井工作面涌水量耦合预测模型,即TCN-LSTM-SVM模型。该模型首先通过TCN框架对原数据进行处理,提取回采进尺与涌水量之间的依赖关系和动态特征,随后将提取特征输出到后续的LSTMSVM组合模型,以进一步捕捉回采进尺与涌水量之间的时序关系和特征。【结果】模型训练与预测结果显示:TCN-LSTM-SVM耦合模型的训练集、验证集和测试集的平均绝对误差(E_(MA))为56.02~129.89 m^(3)/h,平均绝对百分比误差(E_(MAP))为3%~7%,均方根误差(E_(RMS))为82.60~162.61 m^(3)/h,决定系数(R^(2))为0.81~0.98,预测结果较BP神经网络、随机森林(RF)、Transformer等常用预测模型的准确度更高,并且避免了其中多数模型在验证集和测试集中出现的误差过大的情况。研究发现,该耦合模型既具备TCN模型的并行处理优势和多尺度特征提取能力,同时也具备LSTM-SVM组合模型优秀的预测性能和泛化能力,针对研究矿井的工作面涌水量预测与以往模型相比具有一定的优越性和适用性。【结论】研究成果为矿区相似地质条件的矿井涌水量预测提供了新的方法,对该矿地质条件类似的工作面涌水量预测以及防治水工作有一定的现实意义。 展开更多

关键词 矿井水害 煤层顶板 涌水量预测 时域卷积网络 长短期记忆网络 支持向量机 陕西彬长矿区

在线阅读 下载PDF 职称材料

低渗灰岩注浆压力跃变机理与调控工艺研究

3

作者 樊振丽 曹路通 +2 位作者 崔勇 张志巍 张风达 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第7期141-153,共13页

【背景】随着我国石炭-二叠纪煤田逐步转入下组煤开采,面临的煤层底板承压水害和岩溶水资源保护问题愈发突出。在煤层底板岩溶水害地面超前区域治理过程中,由于浆液选型与注浆压力调控之间的匹配规律不清,导致参数选择依赖经验性,注浆... 【背景】随着我国石炭-二叠纪煤田逐步转入下组煤开采,面临的煤层底板承压水害和岩溶水资源保护问题愈发突出。在煤层底板岩溶水害地面超前区域治理过程中,由于浆液选型与注浆压力调控之间的匹配规律不清,导致参数选择依赖经验性,注浆加固效果不佳。【方法】针对豫西地区新安煤田奥陶系灰岩(简称奥灰)顶部低渗泥灰岩“升压快、注浆量少”的现象,以孟津煤矿地面区域治理工程中的单液水泥浆、黏土浆和黏土水泥浆注浆材料为研究对象,开展不同类型浆液孔口压力测试、静态流变、液相颗粒分布、Zeta电位、导电率、微观形貌与元素分布等试验,基于水泥颗粒与黏土颗粒的絮凝机理,从物理和化学角度剖析不同注浆材料在注浆过程中起压差异机制。【结果和结论】(1)带正电荷的水泥颗粒与带负电荷的黏土颗粒容易相互吸附形成三维网状结构的絮凝体,导致黏土水泥浆液中出现粒径大于600µm的大颗粒,且粒径100µm以上的颗粒占比78%,容易堵塞裂隙。(2)黏土水泥浆的导电率(1.87mS/cm)相比水泥浆有所降低,浆液混合后发生黏土颗粒包裹水泥颗粒的现象。(3)水泥浆颗粒粒径较小且静态屈服应力和黏度较低,容易通过地层中狭窄的裂隙通道,注浆压力表现平稳;黏土水泥浆静态屈服应力和静态黏度分别是水泥浆的4.5倍和4.0倍,相对容易堵塞裂隙通道,导致其起压速率是水泥浆的10倍。基于阶梯式缓慢起压原则,提出低压充填、中压扩散和高压加固的“三阶段”黏土水泥浆与水泥浆交替注浆模式,可显著提升治理效果,并为类似条件下的低渗灰岩注浆治理提供参考。 展开更多

关键词 煤矿水害 底板岩溶水害 区域治理技术 注浆材料 絮凝机理 起压差异机制 交替注浆 豫西孟津煤矿

在线阅读 下载PDF 职称材料

顶板砂岩含水层的地震各向异性特征

4

作者 于航 陈同俊 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第7期58-67,共10页

【目的】煤层顶板砂岩含水层识别与评价关乎矿井生产安全,研究砂岩含水层的岩石物理与AVAz响应特征对矿井水害防治至关重要。【方法】综合VRH、DEM、Hudson、Wood岩石物理模型和各向异性Gassmann流体替代理论,提出了一种适宜裂缝HTI型... 【目的】煤层顶板砂岩含水层识别与评价关乎矿井生产安全,研究砂岩含水层的岩石物理与AVAz响应特征对矿井水害防治至关重要。【方法】综合VRH、DEM、Hudson、Wood岩石物理模型和各向异性Gassmann流体替代理论,提出了一种适宜裂缝HTI型砂岩的岩石物理建模方法,探究了裂缝参数和含水饱和度对地震岩石物理响应的影响。在此基础上建立双层正演理论模型,计算了HTI型砂岩层的反射系数,分析反射系数与裂缝密度、含水饱和度的关系。【结果与结论】岩石物理建模结果表明:裂缝密度越大,砂岩纵横波速度和各向异性越强;随着含水饱和度的增大,纵波速度先减小后增大,横波速度略有减小,各向异性系数ε^((v))、δ^((v))增大,γ^((v))不变。AVAz正演结果表明:裂缝密度越大,砂岩反射系数的方位各向异性越强,饱水和干燥砂岩的纵波反射系数差异越大;入射角为40°、方位角为0°时,砂岩饱水状态的可分辨性最强;AVAz曲线的拟合斜率、截距和AVO各向同性梯度项、各向异性梯度项是砂岩含水层裂缝密度及含水饱和度的敏感指示因子。研究成果可为砂岩含水层的识别与评价提供理论依据。 展开更多

关键词 顶板含水砂岩 岩石物理建模 弹性参数 振幅随入射角及方位角变化(aVaz) 矿井水害防治

在线阅读 下载PDF 职称材料

鄂尔多斯盆地北部大海则煤矿煤层顶板充水强度评价

5

作者 刘溪 丁湘 +3 位作者 黄海鱼 李兆扬 李哲 郑升 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第9期135-146,共12页

【背景】煤层顶板充水强度评价是矿井进行水害防治的基础,然而鄂尔多斯盆地北部侏罗纪煤田复杂的水文地质结构及沉积非均质性对传统评价方法提出严峻挑战。【方法】以陕北大海则煤矿为对象,针对侏罗系延安组与直罗组含水层交互叠加的水... 【背景】煤层顶板充水强度评价是矿井进行水害防治的基础,然而鄂尔多斯盆地北部侏罗纪煤田复杂的水文地质结构及沉积非均质性对传统评价方法提出严峻挑战。【方法】以陕北大海则煤矿为对象,针对侏罗系延安组与直罗组含水层交互叠加的水害特征,旨在构建适应陆相沉积背景的充水强度分区评价体系,为矿井水害防控提供科学依据。基于沉积控水规律,从岩性特征、水力特征及开采特征3个维度选取含水层厚度、沉积环境量化指数、岩心采取率、渗透系数及含水层采动破坏指数5项主控指标,采用层次分析法(AHP)确定权重(分别为0.270、0.155、0.059、0.349、0.168),结合GIS技术对多源数据进行归一化处理与空间叠加分析,建立分层−综合双重评价模型。【结果和结论】大海则煤矿侏罗系延安组三段充水强度呈现南强北弱特征,而直罗组一段则北强南弱;通过自然分级法将叠加结果划分为相对弱、较弱、中等、较强及相对强5个充水等级,强充水区主要分布于矿区中西部及东北部。20101和20201工作面涌水量数据验证显示,实测涌水量与预测分区结果空间匹配度较高,证实了模型的可靠性。本研究提出的大海则煤矿顶板充水强度分区评价方法,有效克服了传统均质化模型对非连续砂体与分层渗流机制适应性不足的问题,为深部侏罗纪煤田水害防控提供定量化决策依据,具有推广应用价值。 展开更多

关键词 侏罗纪煤田 顶板水害 充水强度 层次分析法 评价分区 陕北大海则煤矿

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于AHP与独立性权系数综合确权的煤矿含水层富水性评价 被引量：22

6

作者 毕尧山 吴基文 +3 位作者 翟晓荣 沈书豪 胡儒 琚棋定 《水文》 CSCD 北大核心 2020年第4期40-45,共6页

为克服传统多源信息融合方法在评价含水层富水性中多采用单一主、客观赋权的不足,以徐庄煤矿为例,在充分考虑影响7煤顶板(即山西组7煤至下石盒子组底界之间的层段)砂岩含水层富水性各因素的基础上,确定了断裂分维、平面变形系数、断层... 为克服传统多源信息融合方法在评价含水层富水性中多采用单一主、客观赋权的不足,以徐庄煤矿为例,在充分考虑影响7煤顶板(即山西组7煤至下石盒子组底界之间的层段)砂岩含水层富水性各因素的基础上,确定了断裂分维、平面变形系数、断层强度、砂岩含水层厚度、砂泥比、岩芯采取率、钻孔冲洗液消耗量、井下涌(突)水点涌水量作为影响其富水性的8大主控因素;采用AHP法和独立性权系数法分别计算了各主控因素的主、客观权重,通过乘法合成归一法得到综合权重,结果表明:褶皱平面变形系数、断裂分维对7煤顶板砂岩含水层富水性影响大,钻孔冲洗液消耗量、岩芯采取率、砂泥比对其富水性影响小;建立了基于AHP与独立性权系数法综合确权的含水层富水性指数法评价模型,通过ArcGIS得到了研究区含水层富水性分区图,并通过已知突水点的分布,对该评价模型进行识别与检验,验证了该模型评价效果的准确性,圈定了顶板防治水的重点靶区。本研究成果为预测矿井含水层富水性强弱、防治顶板水害问题提供了有益参考。 展开更多

关键词 煤层顶板 层次分析法 独立性权系数法 含水层富水性 多源信息融合

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FAHP-GRA评价方法的顶板承压含水层富水性预测研究 被引量：7

7

作者 薛森 李文平 +3 位作者 郭启琛 刘士亮 孙梦雅 范宝江 《金属矿山》 CAS 北大核心 2018年第4期168-172,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 煤层顶板 承压含水层 FaHP-GRa 富水性

在线阅读 下载PDF 职称材料

特厚煤层底板断层破坏与顶板垮断联动效应的CFDEM模拟研究 被引量：2

8

作者 李浩 唐世斌 +2 位作者 康志勤 杨栋 马立强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2615-2629,共15页

特厚煤层采场空间大、覆岩扰动范围广,顶板垮断产生的强扰动加卸荷载易导致底板断层破坏加剧。通过数值模拟研究特厚煤层底板断层突水与顶板垮断联动效应机理规律是开展水害防治的基础,关键在于掌握加卸载下岩体渐进破坏与裂隙流耦合特... 特厚煤层采场空间大、覆岩扰动范围广,顶板垮断产生的强扰动加卸荷载易导致底板断层破坏加剧。通过数值模拟研究特厚煤层底板断层突水与顶板垮断联动效应机理规律是开展水害防治的基础,关键在于掌握加卸载下岩体渐进破坏与裂隙流耦合特征。构建加卸载下拉、剪损伤演化方程,结合有效偏/球应力为基本变量的屈服准则与塑性势函数,得到完整岩块的塑性损伤本构;建立拉/剪、混合型加卸载过程中塑性位移与强度劣化关系,以平方拉剪应力与B-K准则为初始、完全断裂准则,形成非贯通裂隙断裂本构;提出岩块分离、压缩、剪切判据,结合实验数据建立离散块体间挤压、剪切摩擦本构与剪胀方程。基于质量/动量守恒、状态方程,并结合流体体积与浸没边界方法,形成裂隙岩体气−水二相流模拟理论。由此形成CFDEM数值计算程序,并将加卸载下塑性损伤、断裂、挤压/摩擦、流体属性分别赋予实体单元(岩块)、黏聚力单元(非贯通裂隙)、接触对(贯通裂隙)、欧拉单元(水和气)。根据宁武煤田北部矿区工程地质条件,建立特厚煤层底板断层突水与顶板垮断联动效应数值计算模型。结果表明:①CFDEM耦合程序及相应的理论模型可数值实现特厚煤层覆岩及底板断层从(准)连续体到离散体转化,以及地下水在裂隙中运移;②模拟条件下特厚煤层含断层底板的采动裂隙包络线呈w形,最深处超过55 m位于断层及其上盘,最浅处23 m位于断层下盘,而无构造底板处的破坏深度为24~36 m,已导通奥灰含水层;③特厚煤层底板普遍出现二次破坏现象。表现为无构造底板在超前工作面处破坏深度为24.0~29.3 m,但在采空区内普遍增加至31.5~36.0 m;断层及其上盘在超前工作面处裂隙总开度为0.34~0.86 m,但在采空区内迅速增加至3.6 m,形成突水优势通道。④底板断层突水与顶板垮断联动效应的根源在于覆岩高位关键岩层垮断失稳、砌体梁下沉与二次断裂,并导致底板二次破坏,突水风险加剧。 展开更多

关键词 特厚煤层 底板断层突水 顶底板联动效应 CFDEM程序 微震实验

在线阅读 下载PDF 职称材料

我国煤层水害基本架构及发展情势 被引量：9

9

作者 武强 朱慧聪 +10 位作者 胡辰睿 魏新疆 侯柱平 肖璇 刘学 李俊杰 赵佳 程一帆 杨亮 邢一迪 曾一凡 《煤炭工程》 北大核心 2024年第10期12-21,共10页

为了解决煤炭资源安全高效开发过程中面临的煤层水害问题,基于近20余年间煤层水害事故的统汇分析,提出了“隐蔽突水致灾因素”萌生、煤层水害“三要素”定型、多要素耦合孕灾、突破临界状态激发灾变和灾变后负效应显现等5个煤层水害的... 为了解决煤炭资源安全高效开发过程中面临的煤层水害问题,基于近20余年间煤层水害事故的统汇分析,提出了“隐蔽突水致灾因素”萌生、煤层水害“三要素”定型、多要素耦合孕灾、突破临界状态激发灾变和灾变后负效应显现等5个煤层水害的主体构成阶段,依据各阶段独立属性特征,将煤层水害概括为顶板水害、底板水害和老空水害3个主类,以及巨厚基岩含水层高势能涌(淋)水、岩溶陷落柱导升突水、同位水平空间侧向涌水等11个子类,并对不同类型煤层水害的孕灾致灾诱因、发育发展过程机理、灾变显现特征等进行阐述。最后,对我国煤层水害的未来发展情势做了简要展望和分析。 展开更多

关键词 矿井水防治 煤层水害 隐蔽致灾因素 致灾机理 主动防控

在线阅读 下载PDF 职称材料

复合再生顶板条件下煤体固化与顶板强化技术研究及应用

10

作者 张创业 杨磊 《煤炭工程》 北大核心 2024年第6期48-54,共7页

为提升复合再生顶板工作面的安全性和回采效率,在平煤十二矿己16-17-31020复合再生顶板工作面开展了煤体注水固化、顶板注浆强化和管缝锚杆顶板强化试验,探索了复合再生顶板工作面矿压显现规律,评价了加固措施的支护效果。研究结果表明... 为提升复合再生顶板工作面的安全性和回采效率,在平煤十二矿己16-17-31020复合再生顶板工作面开展了煤体注水固化、顶板注浆强化和管缝锚杆顶板强化试验,探索了复合再生顶板工作面矿压显现规律,评价了加固措施的支护效果。研究结果表明:加固措施实施后,工作面完整度大幅提升,降低了顶板冒落和压架等事故风险;平均来压步距由22.15 m增加至29.92 m,顶板压力由25~31 MPa降到19~26 MPa。顶板下沉量降低了50.4%,保证了工作面的正常安全回采,同时进尺速率提升了16.7%。煤体固化-顶板强化措施取得了良好的效益,可为同类型复合再生顶板工作面提供借鉴。 展开更多

关键词 再生顶板 煤层注水 煤体固化 顶板注浆 顶板强化

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤层底板砂岩含水层水文地质特征的分布式放水试验探查研究 被引量：2

11

作者 魏启明 赵宝峰 +2 位作者 马进勇 张泽源 马志贤 《中国煤炭》 北大核心 2024年第5期32-39,共8页

为了查明宁东煤田煤层底板宝塔山砂岩含水层的水文地质特征,在国家能源集团宁夏煤业有限责任公司石槽村煤矿2个不同的区域开展了分布式放水试验,2个阶段的放水试验均包括了单孔和多孔放水试验,计算的渗透系数平均值分别为0.219~0.301、0... 为了查明宁东煤田煤层底板宝塔山砂岩含水层的水文地质特征,在国家能源集团宁夏煤业有限责任公司石槽村煤矿2个不同的区域开展了分布式放水试验,2个阶段的放水试验均包括了单孔和多孔放水试验,计算的渗透系数平均值分别为0.219~0.301、0.024~0.029 m/d,单位涌水量平均值分别为0.079、0.012 L/(s·m),影响半径分别约为700、750 m。通过放水试验,查明宝塔山砂岩含水层的厚度约为60 m,岩性为粗砂岩,局部夹薄层砂质泥岩和泥岩;含水层渗透性和富水性均较弱,且存在不均一性,但是由于宝塔山砂岩含水层位于下组煤底板,研究区下组煤承压均在3 MPa以上;含水层地下水水温约为41℃,下组煤采掘活动面临一定的热害影响;宝塔山砂岩含水层具有较好的可疏性,疏水降压是底板砂岩水害防控最佳措施。通过放水试验进一步查明了宝塔山砂岩含水层的水文地质特征,补充了抽水试验未能查明的水文地质条件,其探查结果可以作为煤层底板砂岩水害防控的依据。 展开更多

关键词 宁东煤田 宝塔山砂岩 放水试验 疏水降压 水文地质条件 底板水害

在线阅读 下载PDF 职称材料

三软煤层综放工作面覆岩垮落及裂隙导水特征分析 被引量：37

12

作者 来兴平 崔峰 +2 位作者 曹建涛 吕兆海 康延雷 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期148-154,共7页

通过大南湖一矿三软煤层工程地质条件及煤岩物理力学参数的综合分析与测定,开展了对应条件下的物理相似模拟,分析了综放工作面围岩运移及覆岩破坏高度,探索了现场支架实测阻力与覆岩裂隙导水位置、导水量间的关系。综合分析表明:1303综... 通过大南湖一矿三软煤层工程地质条件及煤岩物理力学参数的综合分析与测定,开展了对应条件下的物理相似模拟,分析了综放工作面围岩运移及覆岩破坏高度,探索了现场支架实测阻力与覆岩裂隙导水位置、导水量间的关系。综合分析表明:1303综放工作面顶板垮落带高度为20 m,模型表面裂隙延伸高度观测结果与3D钻孔电视合成的钻孔内壁破裂剖面揭示出的裂隙延伸高度均为98 m,与经验公式计算基本一致。工作面超前影响范围随开采范围而增大,最终趋于稳定。1303综放面工作面划分为两个较为明显的压力集中区,工作面裂隙导水量、导水位置与压力集中区中支架压力变化相关,覆岩裂隙导水显现的位置处在工作面中下部顶板压力集中显现区(2区)的位置几率较大。建议1303工作面提前疏放上覆含水层以及老窑积水的同时,加强对两个压力集中区(1区和2区)的监测,尤其是2区,密切关注架后顶板垮落情况与工作面淋水量变化,及时的给出来压预警与导水位置及导水量预测。 展开更多

关键词 三软煤层 覆岩破裂 顶板来压 裂隙导水

在线阅读 下载PDF 职称材料

矿山采动突水危险源划分与致灾危险性评价研究 被引量：13

13

作者 李鑫 孙亚军 +1 位作者 徐智敏 陈歌 《煤炭工程》 北大核心 2023年第9期108-115,共8页

为了实现工作面开采过程中对煤层顶底板突水危险性进行动态评价,依据西北型、华北型煤矿区水文地质结构、突水主控因素、突水致灾模式、水害类型的分析,建立了水源、通道和采动三准则来表征煤层顶/底板突水危险源与致灾危险性之间的关联... 为了实现工作面开采过程中对煤层顶底板突水危险性进行动态评价,依据西北型、华北型煤矿区水文地质结构、突水主控因素、突水致灾模式、水害类型的分析,建立了水源、通道和采动三准则来表征煤层顶/底板突水危险源与致灾危险性之间的关联,构建了煤层顶/底板突水危险性的关键危险源的评价指标体系,将指标体系中随着工作面开采具有动态变化的指标因素(含水层水压、应力-应变、导裂带高度/破坏带深度)作为危险源动态特征辨识的目标,建立多场-多参数的工作面突水危险性动态评价概念模型,提出了矿井突水的临界判别准则,依托深度学习/强化学习的海量参数分析计算能力,为煤层顶/底板突水危险性动态评价分区提供理论支撑。 展开更多

关键词 矿井突水 煤层顶底板 突水危险源 致灾危险性 动态模型框架

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于遗传-支持向量机法的煤层顶板导水断裂带高度的分析 被引量：27

14

作者 孙云普 王云飞 郑晓娟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1610-1615,共6页

利用遗传算法以全局并行搜索方式来搜索优化群体中的最优个体的特点,获得了支持向量机参数的最佳值,建立了遗传-支持向量机模型(GA-SVR).有效反映了采空区长度、抗压强度和采厚等因素与煤层顶板导水断裂带高度的非线性关系.经具体工程... 利用遗传算法以全局并行搜索方式来搜索优化群体中的最优个体的特点,获得了支持向量机参数的最佳值,建立了遗传-支持向量机模型(GA-SVR).有效反映了采空区长度、抗压强度和采厚等因素与煤层顶板导水断裂带高度的非线性关系.经具体工程应用验证了遗传-支持向量机法研究导水断裂带高度的有效性.并对影响断裂带高度的因素进行了权重分析,指出埋深、采空区长度、抗压强度和采厚是主导影响因素,同时指出从地质条件、岩体力学性质和开采条件3个方面选取指标的科学性. 展开更多

关键词 遗传算法 支持向量机 煤层顶板 导水断裂带

在线阅读 下载PDF 职称材料

急倾煤层采空区控顶方式对采场围岩稳定性影响 被引量：19

15

作者 李永明 刘长友 +1 位作者 杨伟 王晓 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第1期20-24,28,共6页

为了确保水体下急倾斜煤层的安全开采,基于龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层的赋存条件,采用离散元UDEC2D数值计算方法,研究了急倾斜煤层开采采空区控顶方式对采场围岩控制的效果。结果表明:采空区不进行充填,采场围岩变形最大,顶板变形呈抛... 为了确保水体下急倾斜煤层的安全开采,基于龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层的赋存条件,采用离散元UDEC2D数值计算方法,研究了急倾斜煤层开采采空区控顶方式对采场围岩控制的效果。结果表明:采空区不进行充填,采场围岩变形最大,顶板变形呈抛物线型;采空区部分充填下部40 m范围内,顶板变形呈线性增长趋势,而未充填部分顶板变形呈抛物线型增大趋势;整体充填不同充填体强度下顶板位移均呈近线性变化,充填体弹性模量为0.5 GPa即可满足现有采深条件下支撑顶板的要求;部分充填和整体充填均随着充填体强度的增加,顶底板变形呈降低趋势,且整体充填顶板控制效果显著高于部分充填。 展开更多

关键词 急倾斜煤层 矸石充填 控顶方式 围岩稳定性 突水防治

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤层顶板致灾水体井上下双磁源瞬变电磁响应及应用 被引量：17

16

作者 于景邨 苏本玉 +1 位作者 薛国强 常江浩 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2356-2360,共5页

煤层顶板隐蔽致灾水体是矿井水害之一,矿井瞬变电磁法是探测矿井灾害水源的主要方法之一。由于矿井瞬变电磁法采用多匝小回线装置,发射磁距小,其探测深度不能满足大深度矿井对煤层顶板探测的要求。基于此,提出了井上下双磁源对煤层顶板... 煤层顶板隐蔽致灾水体是矿井水害之一,矿井瞬变电磁法是探测矿井灾害水源的主要方法之一。由于矿井瞬变电磁法采用多匝小回线装置,发射磁距小,其探测深度不能满足大深度矿井对煤层顶板探测的要求。基于此,提出了井上下双磁源对煤层顶板进行立体探测的新方法。利用有限差分数值模拟技术,对井上(地面)激发,井下巷道接收和井上下双磁源激发,井下接收2种装置瞬变电磁响应进行了对比,结果表明:当顶板含有富水体和不含有富水体时,瞬变电磁响应特征均有明显的差异,主要表现为:在感应电位衰减曲线交叉点左侧,顶板存在含水体时曲线幅值相对较小,而在交叉点右侧幅值相对较大,表明该曲线特征与顶板富水性密切相关。分别采用井上下双磁源激发、巷道接收和井下磁源激发、巷道内接收2种工作方式在某矿进行煤层顶板含水体实际探测,探测结果表明:当煤层顶板富水性较强时,井上下双磁源激发、井下接收与井下激发、井下接收的瞬变电磁响应特征与数值模拟结果一致,交叉点左侧井下单磁源激发的视电阻率值明显低于井上下双磁源激发视电阻率值,而在交叉点右侧情况正好相反;当顶板富水性较弱时,2种情况所测的视电阻率曲线趋势基本一致,实际探测结果与钻孔资料吻合良好,对大深度矿井顶板隐蔽致灾水体的探测提供了一种新的有效探测方法。 展开更多

关键词 磁源 煤层顶板 隐蔽致灾水体 瞬变电磁

在线阅读 下载PDF 职称材料

水库下厚煤层综放开采的透水危险性的地质分析 被引量：7

17

作者 王忠昶 赵德深 +1 位作者 夏洪春 樊成 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A02期370-376,共7页

为了评判水库下厚煤层综放开采采动裂隙是否相互连通并波及水体,以大平矿区井田范围内钻孔揭露的地层资料及工作面布置方式为基础,采用弹性理论获得了采动地表裂缝深度为6.59 m,以大平矿区水库范围外的导水裂隙带高度实测数据作为预测... 为了评判水库下厚煤层综放开采采动裂隙是否相互连通并波及水体,以大平矿区井田范围内钻孔揭露的地层资料及工作面布置方式为基础,采用弹性理论获得了采动地表裂缝深度为6.59 m,以大平矿区水库范围外的导水裂隙带高度实测数据作为预测接近样本,选取导水裂隙带高度的可测影响因素,结合主观的层次分析法和客观的熵值法对指标权重值进行综合确定,通过Matlab编程获得水库范围内各工作面采动后钻孔位置处的导水裂隙带高度的预测值及各影响因素的权重,同时采用Surfer软件的克里金插值法获得了地表裂缝和导水裂隙带之间的覆岩厚度及各组分岩性的厚度等值线,并进行了透水安全评估。 展开更多

关键词 水体下采煤 厚煤层 透水危险性 综放开采 导水裂隙带 熵权-层次分析法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于模糊层次分析法的西南岩溶地区煤层顶板水害危险性评价方法研究 被引量：15

18

作者 屈伟 李博 +1 位作者 李恒凯 牛磊 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第4期59-62,共4页

根据西南岩溶地区煤层顶板水害的特点,从水源特征、开采扰动、隔水层性能及地质构造4个方面出发,分析选取了相应的评价指标,同时结合模糊层次分析法确定评价指标权重,探讨了一种西南岩溶地区煤层顶板水害危险性评价指标体系及评价方法,... 根据西南岩溶地区煤层顶板水害的特点,从水源特征、开采扰动、隔水层性能及地质构造4个方面出发,分析选取了相应的评价指标,同时结合模糊层次分析法确定评价指标权重,探讨了一种西南岩溶地区煤层顶板水害危险性评价指标体系及评价方法,并结合具体工程实例,对某典型煤矿顶板水害危险性进行了评价,可为今后煤层顶板水害预测评价的研究提供一定的借鉴。 展开更多

关键词 煤层顶板水害 评价指标 模糊层次分析法 危险性评价 岩溶地区

在线阅读 下载PDF 职称材料

富水覆岩特厚煤层综放开采相似材料模拟研究 被引量：9

19

作者 伍永平 胡宝峰 +2 位作者 解盘石 高喜才 张艳丽 《煤炭工程》 北大核心 2013年第12期61-63,67,共4页

为研究综放工作面在不同采高情况下富水覆岩破坏特征,以胡家河矿首采401101工作面为工程背景,采用物理相似模拟实验的方法,通过三次不同采高(10m、8m、6m)的实验,研究当工作面推进到180m时上覆岩层在不同采高下的破坏状况,导水裂隙带高... 为研究综放工作面在不同采高情况下富水覆岩破坏特征,以胡家河矿首采401101工作面为工程背景,采用物理相似模拟实验的方法,通过三次不同采高(10m、8m、6m)的实验,研究当工作面推进到180m时上覆岩层在不同采高下的破坏状况,导水裂隙带高度能否到达含水层。在此基础上,分析了采动岩体的周期破断和裂隙发展过程,以及支承压力分布的变化。结论可以为胡家河矿首采面提供可靠的采高参照,以避免发生大范围的顶板透水灾害。 展开更多

关键词 富水覆岩 综放开采 导水裂隙带高度 顶板透水 特厚煤层

在线阅读 下载PDF 职称材料

柴沟矿薄基岩顶巨厚煤层过沟开采防治水技术 被引量：19

20

作者 方刚 夏玉成 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2018年第5期758-766,共9页

在过沟区域开采浅埋薄基岩顶板巨厚煤层时,将面临严重的水害威胁。柴沟煤矿在雨季过沟开采1503工作面,其煤层厚度20 m,埋深200 m.根据开采经验,该条件下回采后形成的裂缝带将直接导通至地表,届时将给井下生产带来严峻的水害威胁。通过... 在过沟区域开采浅埋薄基岩顶板巨厚煤层时,将面临严重的水害威胁。柴沟煤矿在雨季过沟开采1503工作面,其煤层厚度20 m,埋深200 m.根据开采经验,该条件下回采后形成的裂缝带将直接导通至地表,届时将给井下生产带来严峻的水害威胁。通过对矿井及工作面水文地质条件及充水因素进行全面分析,应用理论计算,对不同地段的涌水量进行预测,认为工作面开采的主要充水水源为地表水和大气降水,且水量较大;充水通道主要为开采形成的顶板裂缝带。故提出"拦截、封堵、疏导"的防治水方案,具体为采前筑坝铺管打泄水孔,采中裂缝封堵及采后回填压实等3个阶段完成,同时提出相应的防治水技术措施,以此确保工作面安全过沟开采。 展开更多

关键词 安全科学与工程 巨厚煤层 薄基岩顶板 过沟开采 充水因素 防治水

在线阅读 下载PDF 职称材料