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文档简介
基于多源信息复合的底板突水预测
——以翟镇煤矿为例
翟镇煤矿上组煤已开采多年,且其可采储量较少,后续将开采下组煤,但下组煤距底板奥灰含水层较近,而且相邻矿井—良庄煤矿开采下组煤时,曾多次发生奥灰突水事故。本矿井也受其威胁,且下组煤水文地质条件比上组煤开采复杂。因此,对下组煤开采底板突水危险性评价,对保障矿井安全生产、持续发展具有重要的实际意义。本文在分析各种影响因素的基础上,利用地理信息软件(Surfer)的信息处理、分析、建模功能,建立合适的模型,形成底板突水危险性评价分区图。
山东科技大学1矿井概况翟镇煤矿位于新汶向斜中段轴部,新汶煤田北部边缘,属于山东省新汶境内。于1993年投产,开采2、4、6、11、13、15煤,其中11、13、15煤属于下组煤。现正开采2、4、11煤。对下组煤开采影响的含水层是四灰、徐灰、草灰和奥灰。四灰属于富水性极弱的含水层;徐灰富水性具有明显的不均一性,目前观测水位为-266m;草灰富水性不均一,对下组煤开采影响均较小。奥灰含水层单位涌水量0.072~0.444L/s.m,富水性弱至中等,9号孔平均渗透系数2.149m/d,350号孔平均36.25m/d,目前,奥灰水位变化较大,最深为-313.7m,最高为-6.6m。厚度大,面积广,是矿井下组煤开采威胁最严重的含水层。
山东科技大学3煤层底板突水危险性评价3.1多因素复合本次预测的复合处理采用合并方式,即根据单因素分析的结果,确定影响矿井水害的主要因素。在Surfer软件中,每个突水因素形成一个信息层,即一个信息层一般只包含一个因素的信息,将井田范围按照50×50m格网大小分成95行×147列,共计13965个格网,每个格网利用克里格进行赋值,每个因素形成一个grd格网文件存储。翟镇煤矿底板突水主要因素有构造、含水层富水性、水压、隔水层厚度、底板破坏深度5个因素,在进行复合处理时必须把这5个因素的信息层复合为一个信息层。由于每次复合只能复合两个信息层,所以复合时先复合两个,再将其复合结果与第三个复合,直到与第五个复合,将复合后的数据存在格网文件中。
山东科技大学3.2建立突水模型对突水系数公式(式1)进行修改,综合考虑采动矿压、奥灰含水层水压、富水性、隔水层阻水能力、构造复杂程度等因素,构建了底板突水危险性新的评价模型(式2)。
山东科技大学3.3下组煤开采底板突水危险性评价根据上述突水模式,以11煤为例对翟镇煤矿下组煤开采进行底板奥灰危险性评价。计算获得井田范围内突水指数变化于0.10~0.58之间,根据突水指数的取值大小及实际突水情况,将全井田划分为突水危险区、较危险区和安全区。
山东科技大学在
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