煤层底板突水评价的新型实用方法_脆弱性指数法_武强
煤层底板突水评价方法
煤层底板突水评价方法煤层底板突水评价方法是一种新型的地质勘查方法，它可以有效地识别煤层底板的水位变化状态。
通过对煤层底板地质情况、水文特征及其变化规律的研究，可以准确地确定煤层底板突水的时间和位置。
煤层底板突水评价方法具有以下优点：1.及时准确。
煤层底板突水评价方法可以及时准确地识别煤层底板的水位变化状态，为抗突水措施的采取提供有力的技术支撑。
2.有效预测。
煤层底板突水评价方法不仅能够及时准确地识别煤层底板的水位变化状态，同时还可以有效预测煤层底板突水的时间和位置，从而帮助采矿工作者提前采取防御措施，降低采矿风险。
3.高精度。
煤层底板突水评价方法能够提供高精度的评估结果，可以更准确的了解煤层底板的水位变化及其变化规律。
4.灵活性强。
煤层底板突水评价方法可以根据实际情况进行调整，具有较强的灵活性，可以满足不同地质环境的要求。
煤层底板突水评价方法主要包括三个步骤：1.煤层底板地质勘查。
首先，对煤层底板进行细致的地质勘查，包括煤层底板的厚度、煤层底板材料的类型、煤层底板与上部岩层之间的界面形态以及煤层底板与下部岩层之间的界面形态等。
2.水文特征评价。
其次，根据煤层底板地质情况，对煤层底板的水文特征进行评价，如水位变化幅度、水位变化趋势、水位变化周期等，以及影响煤层底板水位变化的因素，如地下水渗透性、底板渗透性等。
3.煤层底板突水预测。
最后，根据煤层底板的水文特征及其变化规律，建立相应的煤层底板突水预测模型，可以准确地预测煤层底板突水的时间和位置。
煤层底板突水评价方法是一种新型的地质勘查方法，它可以有效地识别煤层底板的水位变化状态，及时准确地预测煤层底板突水的时间和位置，为抗突水措施的采取提供有力的技术支撑，有效降低采矿风险。
脆弱性指数法在沙曲矿上组煤突水性预测评价中的应用
ＶＩ＞０．５２ 时， 为 煤 层 底 板 突 水 脆 弱 区；０．５２ ≥ＶＩ＞０．３８ 时， 为 煤 层 底 板 突 水 较 脆 弱 区；０．３８ ≥ＶＩ＞０．３２ 时， 为 煤 层 底 板 突 水 过 渡 区；０．３２≥ ＶＩ＞０．２６ 时， 为 煤 层 底 板 突 水 较 安 全 区；ＶＩ≤ ０．２６ 时 ， 为 煤 层 底 板 突 水 安 全 区 。
Ｗａｎｇ Ｌｉｎｇｈｅ，Ｌｉ Ｊｉｎｐｅｎｇ，Ｗａｎｇ Ｊｉａｎｚｈｏｎｇ
（Ｈｕａｊｉｎ Ｃｏｋｉｎｇ Ｃｏａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉｓｈｉ，Ｓｈａｎｘｉ ０３３０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ Ｔａｉｙｕａｎ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｗａｔｅｒ ｉｎｒｕｓｈ ｖｕｌｎｅｒａ－ ｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｕｐｐｅｒ ｃｏａｌ ｇｒｏｕｐ ｆｌｏｏｒ ｉｎ Ｓｈａｑｕ Ｍｉｎｅ，ｔｈｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｔｈｅｍａｔｉｃ ｍａｐ ａｎｄ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｉｎｒｕｓｈ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｚｏｎｅｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｉｎｒｕｓｈ ｖｕｌｎｅｒ－ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｆｌｏｏｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｄｅｌ ｕｓｉｎｇ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｉｎｄｅｘ，ｔｈｅ ｃｏｍ－ ｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｍａｄｅ ｏｎ ｗａｔｅｒ ｉｎｒｕｓｈ ｒｉｓｋ ｏｆ Ｔａｉｙｕａｎ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｏｆ Ｎｏ．３ ａｎｄ ４ｆｌｏｏｒｓ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ａ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ ｉｎｒｕｓｈ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｍｉｎｅｓ．
脆弱性指数方法在底板突水预测中的应用
脆 弱 性 指数 方 法 在 底 板 突水 预 测 中 的应 用
李新 明
（ 山 西煤 炭进 出 口集 团 煤 业 管 理 公 司 ， 山西 太 原 摘 ０ ３ ０ ０ ０ ６ ）
要： 以 锥 州 煤 电 白龙 煤 矿 为 例 重 点 研 究 了 底 板 突 水 情 况 ， 在Ａ ｒ ｃ ｇ ｉ ｓ和 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ环 境 下 完 成 Ｊ Ａ、 Ｂ、 ｃ 共
汁＝ ｊ 个层次煤层 底板 突水 的主控 因素分析。进一 步通过 归一 化和脆弱 性指 数计算 ， 得到 ＿ ｒ ｈ龙煤 矿 的脆 弱性指数 坪价划分标准和 区域划分 。结 果表 明： 白龙煤 矿实 际突水 事故地 点与脆 弱性指 数分 皋 】 本一
敛
关键词 ： 吮 弱 性 指数 ；底 板 突 水 预 测 ； 白龙 煤 矿
据 ｎ龙煤 矿 的构 造 地 质 、 水 文 地 质 和工 程 地
ｒ
１ ． １ 层次 结构模 型
顷情 况 ， 将 发 生 过 突 水 事 故 的２ — １ １ ０ １ 工 作 面 作 为 研 究对象， 卡 Ｕ 步 确 定 煤 层 底 板 突 水 的 主 控 因素 为 Ａ、
ｌ ｛ 、 （ ： 个层 次 ， 』 『 【 】 ｌ ｌ ｌ
进行 评价 ， 按 照文 献 ［ ３ ］ 的结 论 ， 给 Ｃ ． 到Ｃ 卡 Ｈ 应
的线 性权 重 如下 ：
（ １ ） Ｗ ＝（ ０ ． １ ７ ０ ． ０ ８ ０． ３ ２ ０ ． ４１ ）
ｉ （ ￣ ｆ ｉ ｆ ； － ２ ０ ０ ７年 ３月 发 生 了工 作 面 突 水 ， 涌 水 量 达 到
Ｊ 水 透 湾
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维 数
煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅰ——主控指标体系的建设
煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅰ——主控指标体系的建
设
武强;张志龙;马积福
【期刊名称】《煤炭学报》
【年(卷),期】2007(032)001
【摘要】为了有效控制煤层底板带压开采突水灾害发生,在系统分析煤层底板充水含水层水力特征、煤层底板隔水岩段防突性能、断层、褶皱和岩溶陷落柱等地质构造特征、矿压破坏以及底板承压含水层导升高度的基础上,提出了符合我国煤层底板突水实际的新型实用主控指标体系,具体研究了体系中各突水主控指标在矿井突水过程中的作用方式与特征.
【总页数】6页(P42-47)
【作者】武强;张志龙;马积福
【作者单位】中国矿业大学(北京)水害防治与水资源研究所,北京,100083;中国矿业大学(北京)水害防治与水资源研究所,北京,100083;太原东山煤矿有限责任公司,山西,太原,030043
【正文语种】中文
【中图分类】TD7
【相关文献】
1.煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅴ:基于GIS的ANN型、证据权型、Logistic 回归型脆弱性指数法的比较 [J], 武强;张波;赵文德;刘守强
2.煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅳ:基于GIS的AHP型脆弱性指数法应用 [J], 武强;王金华;刘东海;崔芳鹏;刘守强
3.煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅱ——脆弱性指数法 [J], 武强;张志龙;张生元;马积福
4.煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅲ——基于GIS的ANN型脆弱性指数法应用[J], 武强;解淑寒;裴振江;马积福
5.济南市人民政府办公厅关于印发济南市创新型城市建设综合评价指标体系(试行)和济南市创新型城市建设县(市)区、高新区考核办法(暂行)的通知 [J], ;
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山西霍宝干河煤矿煤层底板突水评价与预测预报研究
山西霍宝干河煤矿煤层底板突水评价与预测预报研究煤层底板水害因其剧烈的致灾性引起了国内外广泛研究与关注。
近年来,作为山西焦煤霍州煤电集团主力生产矿井之一的霍宝干河煤矿,其主采煤层(上组2#和下组10#煤层)开采正受到煤层底板承压含水层水的巨大威胁。
针对以上问题,为控制煤层底板承压含水层水对该矿主采煤层开采构成的威胁,文中综合运用水文地质钻探、抽水试验、水文测井、岩与水试样测试、煤层底板破坏理论计算和有限元RFPA-2D数值模拟分析、“脆弱性指数法”和“五图双系数法”煤层底板突水评价等技术方法,对该矿2#和10#主采煤层在其底板石炭系太原群灰岩和奥陶系灰岩含水层水源威胁下的底板突水危险性进行了评价区划,并与实际开采揭露的水文地质条件进行了对比与完善,优选了适合相似地质条件下相关问题的综合评价技术与方法,并提出了针对具体评价结果和煤层回采实际揭露水文地质条件的煤层底板水害评价方法与防控措施,为保障矿山的安全开采提供了重要技术支持。
通过以上相关研究,其主要成果如下:⑴通过水文地质钻探、抽水试验、水文测井和岩、水试样分析测试和相关理论计算等工作方法与技术手段,查明了矿井边界断层性质及其对矿井开采的威胁,预测了未来开采矿井涌水量,查明了石炭系太原群灰岩(K2灰岩)和奥陶系灰岩的厚度、岩性和富水性等特征,即:K2灰岩属弱富水性含水层,而奥陶系灰岩属强富水性含水层;查明了主采煤层(上组2#煤和下组10#煤,下同)与其底板主要承压含水层的隔水层厚度、岩性、岩石力学指标和阻水性能等特征,查明了主要煤层底板各主要承压含水层之间的水力联系,即奥灰含水层在局部通过垂向构造补给K2灰岩含水层,是K2灰岩含水层的主要补给来源。
⑵运用有限元RFPA-2D软件对上组2号煤开采造成的底板矿压破坏范围进行了数值模拟分析,并将其模拟结果与理论计算及周边矿井原位实测经验值及成果进行了对比分析。
即:在考虑随工作面长度推进和工作面不同采宽时的该煤层底板矿压破坏深度为约14m,小于理论公式及现场实测成果的22~25m,为确保后续评价成果安全性,将经理论公式计算和周边矿井原位实测成果作为后续评价主要依据。
我国煤矿底板突水危险性评价方法及适用性分析
２ ０ １ ５ 年第 １ １ 期
童 媳茬 纠技
１ ４ ９
我 国煤 矿 底板 突 水 危 险性 评 价 方 法 及 适 用 性 分 析
苏本振 ，张 维 ，李 飞飞
（中国矿 业大学 （ 北京 ）地球科 学与测绘工程 学院 ，北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
摘 要 煤矿底板 突水严重影响 着煤矿 的安全 生产 ，对煤矿 底板 突水危险性进行评价非常重要 。该 文简要介 绍我 国 煤 矿安
中图分类号
Ｔ Ｄ７ ４ ５ ￣ ． ２
Ｔｈｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｐｒ ｏ ｇｒ ｅ ｓ ｓ ｏｆ Ｍｉ ｎ ｅ Ｆｌ ｏｏ ｒ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｉ ｎｒ ｕｓ ｈ Ｒｉ ｓ ｋ Ａｓ ｓ ｅ ｓ ｓ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎｄ Ｓｕｉ ｔ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ａｎａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ Ｓ ｕ Ｂｅ ｎ — ｚ ｈ ｅ ｎ ， Ｚｈ ａ ｎ ｇ Ｗｅ ｉ ， Ｌｉ Ｆ ｅ ｉ — ｆ ｅ ｉ
范 围
（ １ ）突水 系数 法。
ｈ一水压导升带高度 。
由于突水 系数 物理概念 明确 、公 式简单 实条件 下进行带 压开采 、解放 受水威胁 的煤炭 资源方
在６ ０年代 初 期 ，我 国焦作 、峰峰 、淄博 煤 矿 区 即已根据 本矿 区开采 到一定深度 时各矿井底 板突
全生产过程 中所研 究形成的几种底板 突水危险性评价方法 以及其适 用范围，对煤矿安全 生产具 有重要 意义。
关键词 底板 突水 突水 系数 五 图双 系数 文献标识码 脆弱性指数 法 Ｂ ｄ ｏ ｉ ： ｌ Ｏ ． ３ ９ ６ ９ ０． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ — ２ ８ ０ １ ． ２ ０ １ ５ ． １ １ ． ０ ６ ７
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］。
“脆弱性指数法”对灵北煤矿2_下煤层底板突水危险性评价
有 针 对 性地 制 定 防治 水 对 策措 施 与 建 议 ， 对 煤 矿 安 全 生 产更 具 有 指 导 意 义 。
关 键 词： 水 文地 质 条 件 ； 脆弱性指数法 ； 底板突水 ； 安 全 性 分 区
中图 分 类 号 ： ＴＤ７ ４ ５ ￣ ． ２ １ 文 献标 志码 ： Ａ
Ｌ ｉ ｕ Ｗｅ ｎ ｉ ｉ ｅ
（ Ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ｌ ａ Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｂ ｕ ｒ ｅ ａ ｕ ｏ ｆ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ ０ ３ ０ ０ ０ ６ ）
煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅳ:基于GIS的AHP型脆弱性指数法应用
煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅳ：基于GIS的AHP型脆弱性指数法应用武强;王金华;刘东海;崔芳鹏;刘守强【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2009(034)002【摘要】为解决煤层底板突水预测预报评价难题,在煤层底板突水主控指标体系和脆弱性指数法提出的基础上,以开滦东欢坨矿北部采区煤层底板突水为研究对象,应用新提出的基于GIS的ANN型脆弱性指数法,在详细分析矿区水文地质条件和底板突水规律基础上,确定了6个影响煤层底板突水的主控因素;应用GIS强大的数据管理和空间分析功能,建立了煤层底板突水6个主控因素的子专题图和复合叠加图;应用AHP方法确定了各主控因素在突水过程中的权重贡献,建立了基于GIS的AHP型煤层底板突水脆弱性评价模型.根据计算所得的突水脆弱性指数统计直方图,分析确定了底板突水脆弱性分区阈值,最终提出煤层底板突水脆弱性区划方案.【总页数】6页(P233-238)【作者】武强;王金华;刘东海;崔芳鹏;刘守强【作者单位】中国矿业大学(北京)水害防治与水资源研究所,北京,100083;煤炭科学研究总院,北京,100013;中国矿业大学(北京)水害防治与水资源研究所,北京,100083;中国石油天然气集团,东;中国科学院,地质与地球物理研究所,工程地质力学重点实验室,北京,100029;中国矿业大学(北京)水害防治与水资源研究所,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】TD742【相关文献】1.基于GIS的AHP型和ANN型脆弱性指数法在底板突水评价应用中的适用性分析 [J], 李哲;牛鹏堃;宫厚健;刘守强;曾一凡2.GIS的AHP型脆弱性指数法在李雅庄矿底板突水评价中的应用 [J], 罗成3.煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅴ:基于GIS的ANN型、证据权型、Logistic 回归型脆弱性指数法的比较 [J], 武强;张波;赵文德;刘守强4.煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅱ——脆弱性指数法 [J], 武强;张志龙;张生元;马积福5.煤层底板突水评价的新型实用方法Ⅲ——基于GIS的ANN型脆弱性指数法应用[J], 武强;解淑寒;裴振江;马积福因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
突水系数法与脆弱性指数法的比较应用
地 质 条件 及生 产实 际存 在 较大差 异 。
从 图 ３可 以看 出 ， 李 雅庄 煤 矿北 部大 部分 为较 安
参
考
文
献
［ １ ］ 聂伟涛． 应用突水系数法评价煤层底板带压开采的局限性［ Ｊ ］ ． 山西焦煤科 技， ２ ０ １ ３ （ １ Ｏ ） ： ６ ７—６ ９ ．
以下脆性 岩 厚度 、 奥 灰 顶 部 古 风化 壳 厚 度 、 断层 与褶
孔附近， 在 一定 条件 下 仍 然 有 发 生 突 水 事故 的可 能 ， 生 产 中也应 得 到一定 的重 视 ； 突水 危 险性较 大 的较脆
弱 区主要分 布在 矿 区范 围 的东 南 部 ， 主 要 在钻 孔 Ｌ一 ８ 、 Ｌ一 ９、 Ｌ一 ５ １ 、 Ｌ Ｋ ９ 、 Ｌ Ｋ１ ０附近 ， 这 些钻 孔 附 近 １ ０ 煤
总体上 突 水 的 可 能 性 不 大 ， 但 是 由 于其 濒 临 较 脆 弱
区， 实 际生 产 中应 得 到 足 够 的重 视 。 另外 ， 突 水 系 数
法 没有 将 断层 、 陷落 柱 、 褶皱 等构 造 因素考 虑在 内 ， 而 脆 弱性 指数 法对 这 些 构 造分 区有 较 详 尽 的脆 弱 性 划 分， 可 以据 此在 生产 中针 对具 体情 况采 取 相应 防范 和
［ ２ ］ 武
强， 解 淑寒 ， 裴振江 ， 等． 煤层底板突水评价的新型实用 方法 Ⅲ一 基于 Ｇ Ｉ Ｓ的 Ａ Ｎ Ｎ型脆弱性 指数法应 用 ［ Ｊ ］ ． 煤 炭学报 ， ２ ０ ０ ７ ， ３ ２ （ １ ２ ）
１ ３ ０ １—１ ３ ０ ６．
［ ３ ］ 武
强， 庞
_脆弱性指数法_在赵各庄矿底板突水评价中的应用
煤层底板突水是威胁煤矿安全的重要因素。
随着煤矿开采深度的不断增加，煤田水文地质条件越来越复杂,但由于不同矿井甚至同一矿井不同地段的地质条件及水文地质条件存在较大差异，在生产实践中不易掌握，而现有理论的预测方法无法考虑突水发生过程表现出的非线性动态特征和多种影响控制因素，所以吸收丰富的专家知识，根据研究矿区复杂的实际生产情况，应用先进理论指导，研究一个能够真实全面描述煤层底板突水的复杂水文地质物理概念模型，操作简单且用户易于掌握的煤层底板突水预测评价方法，具有重要的理论指导意义和实用价值[1]。
脆弱性指数法的提出，为此问题的解决提供了一套完整可行的有效工作方法。
其中层次分析模型简便、灵活、普遍适用于受控多因素影响且又难以准确量化的复杂系统评价问题，具有系统化和层次化的多准则决策特点[2，3]。
1理论基础层次分析法（Analytic Hierarchy Process ，简称AHP ）的基本原理是对评价系统有关方案的各种要素分解成若干层次，以上一层要求为准则，对同一层次的要素进行两两的判断比较和计算，求出各要素的权重。
根据综合权重按最大权重原则确定最优方案。
层次分析法一般分为四个步骤[4，5]：第一是建立层次结构模型；第二是构造比较判断矩阵；第三是“脆弱性指数法”在赵各庄矿底板突水评价中的应用武强1，杨柳1，朱斌1,2，李建民2，洪益清2，刘伯2，戚春前2，赵文德1，马荣1(1.中国矿业大学水害防治与水资源研究所，北京100083；2.开滦（集团）有限责任公司，河北唐山063001)摘要：为解决开滦赵各庄十三水平的12煤层底板突水评价难题，引用了GIS 的AHP 型脆弱性指数法，即首先建立煤层底板突水主控因素体系，并通过GIS 对主控因素数据进行采集及归一化处理，建立子专题图层，然后运用AHP 法确定各主控因素的权重比例，在此基础上提出煤层底板突水脆弱性的分区方案。
将新的脆弱性指数法与传统的突水系数法的评价结果进行详细对比和分析,证明脆弱性指数法在煤层底板突水脆弱性评价的许多方面具有明显优势,能够妥善解决安全生产实践中遇到的突水评价问题。
煤层底板突水变权脆弱性评价法中调权参数的确定方法[发明专利]
![煤层底板突水变权脆弱性评价法中调权参数的确定方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b85832036294dd88d1d26b71.png)
专利名称：煤层底板突水变权脆弱性评价法中调权参数的确定方法
专利类型：发明专利
发明人：武强,李博,刘守强,曾一凡
申请号：CN201410055096.1
申请日：20140218
公开号：CN103761448A
公开日：
20140430
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：煤层底板突水变权脆弱性评价法中调权参数的确定方法，在确定矿区各主控因素及常权权重的基础上，还包括以下步骤：1.状态变权向量公式的构建；2.选取或给定符合约束条件的一个评价单元；3.确定选定评价单元的理想变权权重值；4.根据求参数模型求解调权参数值。
首次提出了在应用变权模型进行煤层底板突水脆弱性评价预测中调权参数的确定方法。
该方法先设定选取的评价单元的理想变权权重值，然后采用构建的求参数模型对调权参数进行求解。
经实际应用检验，该方法确定的调权参数可以有效的反应多种主控因素指标数值在不同组合状态水平下对底板突水的控制作用，符合决策者的评价偏好，可有效的提高煤层底板突水脆弱性评价预测的精度。
申请人：中国矿业大学(北京)
地址：100083 北京市海淀区学院路丁11号
国籍：CN
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基于GIS保德煤矿8煤层底板突水危险性评价
安徽理工大学学报(自然科学版). Journal of Anhui University of Science and10000(X000(Natural Science)VP21No.2Man.2221第41卷第2期2221年3月基于GIS保德煤矿8煤层底板突水危险性评价周露，刘启蒙(安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南23902))摘要：为了准确评价保德煤矿下组煤煤层底板奥灰水突水危险程度，以8煤层开采为例，分析确定了煤层底板突水的各主控因素，通过建立AHP模型计算得出各主控因素权重。
并在此基础上得到基于GK的脆弱性评价模型，对8煤层底板突水危险性做出评价并分区，然后与传统的突水系数法进行比较分析。
结果表明，相对于传统的突水系数法只考虑了水压和隔水层厚度两个影响因素，基于gis的脆弱性指数法更能反映不同区域的相对脆弱情况，更加符合实际情况。
关键词：底板突水;层次分析法;GIS；脆弱性指数法中图分类号：TD771文献标志码：A文章编号：1777-1298(2021)22-0257-25Rish Assessment of F—on Wa—n InmsU in NO.3Coal Seam of BaodcCoal Mi--Based on GISZHOU Lu,LIN Qimen-(School of Earth and Environment,Anhui University of Science and TechhoUfy,Huainan Anhui232021,Chma) Abstract:Iv orUen to accrm—ly evyluale the Psh d—me of OrUoviciav-westove water inmsh in the—wen coat seam Uoon of Baode coat mive,ta/ing the mining of NO.5coat seam as av example,the main control factors of water inmsh—om coal seam Uoon were analyzed and d—erm——,and the weight of each main contml—ctor was calch—ted Py estap/shing AHP model-And then,the^!—!——:>-/0—o I u—Wn model Pased on GN was oPtaived, with which,the Psh of water inmsh Uom the Uoon of NO.5coat seam was evyluateP,paOitioved and then compared with the trapitional water inmsh co—UcWnl method-The results show that,compared with the trapi/onal water inmsh co—Uci—t method,which only considers the water pressure and the thichvess of apuicluUe,the vo I-vera/i—tp—dee method Pased on G N cav Petter reUect the relative tp of differevl regions in Ove with the actual situation Petter-Key woat:Uocr water inrush；AHP；GK；indea method近年来,随着采掘活动的不断进行，浅部煤炭资源逐渐枯竭，大多数采掘活动转向深部。
煤层底板突水定量预测评价研究
煤层底板突水定量预测评价研究
李沛涛;武强;崔芳朋;吴晓利
【期刊名称】《煤炭科学技术》
【年(卷),期】2011(039)010
【摘要】为研究矿井水害防治理论和马营堡井田水害威胁程度,采用理论和试验相结合的方法,系统分析了马营堡井田水文地质条件和矿井充水因素,根据GIS和AHP 耦合理论,建立了底板脆弱性指数模型,定量评价了马营堡井田主要可采煤层底板的突水危险性,作出了主要可采煤层底板突水脆弱性评价分区图。
分区图反映了煤层开采时受底板水的威胁程度,可作为马营堡井田开拓生产时防治水工作的依据。
【总页数】4页(P121-124)
【作者】李沛涛;武强;崔芳朋;吴晓利
【作者单位】中国矿业大学北京,北京100083;郑州煤炭工业集团有限责任公司,河南郑州450042;中国矿业大学北京,北京100083;中国矿业大学北京,北京100083;中国矿业大学北京,北京100083
【正文语种】中文
【中图分类】TD745
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1.基于规则网格剖分与变权理论的潘家窑矿煤层底板突水评价研究 [J], 武强;李飞飞;刘守强;曾一凡
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脆弱性指数法在煤层底板突水预测中的应用与建议
脆弱性指数法在煤层底板突水预测中的应用与建议李建林;张洪云;王心义;冯有利;刘洲;韩乐【摘要】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.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2014(039)004【总页数】6页(P725-730)【关键词】底板突水;脆弱性指数法;断层分维;主控因素权重【作者】李建林;张洪云;王心义;冯有利;刘洲;韩乐【作者单位】河南理工大学资源环境学院,河南焦作454003;河南理工大学资源环境学院,河南焦作454003;河南理工大学资源环境学院,河南焦作454003;河南理工大学资源环境学院,河南焦作454003;河南龙宇能源陈四楼煤矿,河南永城476600;河南理工大学资源环境学院,河南焦作454003【正文语种】中文【中图分类】TD745.2我国煤田经过一个世纪的煤炭开采,多数煤层的开采已进入深层位,特别是华北型煤田,大部分矿井已经开采石炭系下部煤层。
由于石炭系下部煤层距奥陶系灰岩近,煤矿受岩溶水威胁底板突水现象尤为突出。
我国对底板突水规律的系统研究开始于20世纪60年代,众多学者在研究底板突水过程中提出多种突水评价理论与方法,主要包括突水系数法、下三带说、P-h临界系数法、岩－水应力关系法、板模型理论和脆弱性指数法等[1]。
其中突水系数法由于其物理概念简单,计算方便,现场易于操作,一直是我国煤层底板突水评价的主要方法[2];而脆弱性指数法由于综合考虑了底板突水的多个主控因子及相对权重,体现出突水过程的非线性,同时也具有概念明确、计算程序简单、操作便利的特点,近年来也得到较为广泛的应用。
下组煤突水危险性评价方法
下组煤突水危险性评价方法[摘要] 下组煤的开采受下部承压水的威胁，经常发生底板突水和渗水事故，因此评价底板突水危险性成为矿山安全生产的重要工作。
本文列举了评价底板突水危险性的四种方法，详述了他们的评价步骤和优缺点，对矿山安全评价具有一定的意义。
[关键词] 下组煤突水危险性危险性评价方法1.前言随着煤炭资源的开采，下组煤资源成为我国后续开采的主要方向，尤其是在我国东部地区，如冀、豫、鲁地区，下组煤资源量占40%以上，部分矿区达70%以上。
但是由于下组煤开采的研究程度不高，水文地质条件复杂，下组煤开采受下部岩溶水威胁严重，经常发生底板突水或渗水事故。
根据部分已开采下组煤的矿区资料统计，截至20世纪90年代末，发生底板突水、渗水事件300次以上，其中比较大的突水点初期突水量达1083~10640m3/h，稳定流量为660~4409m3/h，严重威胁矿井的生产安全[1]。
因此，有必要对下组煤进行突水危险性评价。
突水危险性评价方法种类繁多，下面简要介绍几种方法。
2.突水危险性评价方法2.1 突水系数法突水系数是指煤层底板单位隔水层厚度所承受的水压力，它是带压开采条件下衡量煤层底板突水危险程度的定量指标[2-4]。
突水系数法评价煤层底板突水危险性的步骤如下：首先，选择突水系数公式，采集数据，计算突水系数。
随着人们对突水机理认识的不断加深，突水系数公式也在不断的修正，常见的突水系数公式见表1。
2009年《煤矿防治水规定》中突水系数计算公式为：（1）其次，确定临界突水系数值。
不同的矿区，临界突水系数有所不同（见表2）。
应当注意，表2中的临界突水系数（Ts）是利用式（1）计算的。
根据矿区的不同，现在常用的临界突水系数有0.06 MPa/m、0.1MPa/m或0.15 MPa/m。
最后，生成突水系数等值线图，进行突水危险性评价。
突水系数越大，突水的危险性越高。
突水系数法评价煤层底板突水危险性的优点在于，该方法应用面广，不仅适用于回采工作面，而且适用于掘进巷道；并且简单实用。
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摘 要: 为解决煤层底板突水预测预报评价的难题, 在煤层底板突水主控指标体系建立的基础
上, 应用多源信息集成理论, 论述了地理信息系统与人工神经网络法或证据权法或 Log istic回归
法或层次分析法的耦合方法的基本原理、过程和工作程序, 提出: 底板突水评价; 脆弱性指数法; 多源信息集成; 耦合方法
中图分类号: TD745
文献标识码: A
A new practicalm ethodology of the coal floor water bursting evaluating : the vulnerable index m ethod
信息集成是多源信息或对象主控指标信息的集成, 是以信息集成的应用与处理为目标, 建立一个整体 的、统一的信息集成应用系统, 它是在多源信息平台与应用技术的基础上进行耦合与优化. 1 3 信息集成关键技术
信息集成的目标是多源信息进行集成和耦合, 实现多源信息协调优化、数据和信息共享, 使任务或事
第 11期
脆弱性指数法是可以考虑煤层底板突水众多主控因素相互复杂作用关系和相对 权重 比例并具有 多级分区特点的一种评价方法. 该方法以多源信息集成理论为指导, 以 G IS为操作平台, 在煤层底板突水 主控因素分析确定基础上, 经过数据采集、分析和处理, 建立各主控因素的子专题层图; 应用多源地学数 据复合叠加原理, 采用现代线性或非线性数学方法 ( 如 ANN、证据权重法、 Logistic回归、 AH P 等 ), 通 过模型的反演识别或学习训练, 确定出煤层底板突水的各主控因素对复杂突 水过程的 贡献 或 权 重 , 建立煤层底板突水预测预报评价模型 [ 2, 3] ; 然后根据研究区各单元计算的突水脆弱性指数频率直方 图分析, 合理确定突水脆弱性分区阈值, 最终对煤层底板突水脆弱性做出科学的区划和预测预报评价.
收稿日期: 2007- 04- 02 责任编辑: 毕永华 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 ( 40572149) ; 教育部重大科学技 术培育研究 资助项目 ( 2004 - 295) ; 国家 重点基础 研究发展 计划 973 资助项目 ( 2006CB202205) ; 十一五 国家科技支撑计划资助项目 ( 2006BAB 16B04) 作者简介: 武 强 ( 1959- ) , 男, 内蒙古呼和浩特人, 教授, 博士生导师. Te:l 010- 62314681, E- m ai:l wuq@ cum tb edu cn
面对量多、复杂、可变的煤层底板突水主控指标体系各因素, 本文应用现代多源信息集成理论, 采用 具有强大空间数据统计分析处理功能的地理信息系统 ( G IS) 与线性或非线性数学方法的耦合技术, 提出 了能够真实反映受控于多因素影响且具有非常复杂机理和演变过程的煤层底板突水评价的脆弱性指数法, 较好地解决了煤层底板突水预测预报难题, 而且最终得出的预测预报评价模型和计算程序能够被现场的广 大工程技术人员方便掌握, 便于普及和推广应用.
第 32卷第 11期 2007年 11月
煤 炭学报 JOURNAL OF CH INA COAL SOC IETY
文章编号: 0253- 9993( 2007) 11- 1121- 06
煤层底板突水评价的新型实用方法 脆弱性指数法
V o.l 32 N o. 11 N ov. 2007
武 强 1, 张志龙 1, 张生元 1, 马积福 2
WU Q iang1, ZHAN G Zhi long1, ZHANG Sheng yuan1, MA Ji fu2
( 1 In stitu te of M ine W ater D isaster Preven ting and C ontroll ing & W a ter R esource s, Ch ina U niversi ty of M ining & Techn ology ( B eijing ), B eijing 100083, Ch ina; 2 D ong shan Coa lM ine C o. L td. in Taiyuan, Ta iyuan 030043, Ch ina )
煤层底板突水是人为采掘工程活动导致煤层围岩体应力场能量释放、煤层底板隔水岩体结构破坏、矿
井局部充水水文地质条件突变的一种地下岩体失稳现象, 是一种受控于多因素影响且具有非常复杂形成机 理的非线性动力现象 [ 1 ~ 4 ] . 由于现代数学还未能用一个确定性数学方程详实地描述这种机理复杂且受控因 素颇多的非线性动力现象, 因而经验、半经验或统计等模型是刻画这种非线性动力现象的主要方法, 如 1964年焦作矿区水文地质大会借鉴匈牙利韦格弗伦斯相对系数概念 (隔水层厚度与水压力之比 ) 提出的 突水系数评价法, 由于该方法物理概念简单, 计算方便, 现场易于操作, 因而一直是我国煤层底板突水评 价的主要方法. 但是, 该方法仅考虑充水含水层水压和煤层底板隔水岩段厚度这 2个控制底板突水的影响
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煤炭学报
2007年第 32卷
因素, 虽经几次修改完善, 但仍未能摆脱仅考虑这 2个控制因素且无影响 权重 概念等重大缺陷. 显 然, 该方法所能考虑的突水控制因素极为有限, 未能描述煤层底板突水这种受控于多因素且具有非常复杂 机理的非线性动力现象, 歪曲了煤层底板十分复杂的突水机理, 已不能适应新的采矿方法和新的地质环境 条件下的煤层底板突水评价.
1 信息集成理论与方法
1 1 信息集成基本理论 信息集成 ( Info rm ation Integration) 具有内部相互联系、融合为一个整体或一体化的含义 [ 5] . 根据美
国信息技术协会 ( ITAA ) 的定义, 信息集成是根据一个复杂的信息系统或子系统的要求把多种产品和技 术验明并连接到一个完整的解决方案的全过程 [ 6] . 信息集成的概念理论在不同的应用领域有着不同的诠 释.
元 ) 连接组成的复杂网络, 模拟人类大脑的学习、记忆、推理和归纳等功能, 它在处理复杂的非线性工 程问题方面具有明显的优越性. 人工神经网络种类很多, 反向传播神经网络 ( BP 模型 ) 是应用最广泛、 效果最好的方法之一, 是一种多层结构的映射网络, 具有更好的持久性和适时预报性 [ 7, 8] . 2 2 G IS与 ANN 耦合方法
Abstract: In order to so lve the difficult evaluation prob lem s on the coal floo rw ater burst ing, on the basis o f estab lishm ent of the m a in contro lling index system o f the coal floorw ater bursting and applicat ion o f the m u lti sources in fo rm ation integration theory, introduced the principle, the process and the research rout ine on the coup ling m eth ods betw een the geograph ic in form at ion system ( G IS) and the artificia l neural netw ork ( ANN ) , or the w e ight o f ev idence, or the log ist ic regression, o r the analytic hierarchy process ( AH P) . The vulnerable index m ethod o f the coa l floor w ater bursting eva luation w as presented. K ey words: floor w ater burst ing eva luation; vu lnerable index; m ult i sources inform a tion integ ration; coupling m ethod
武 强等: 煤层底板突水评价的新型实用方法
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件中的主控元素实现规范化和体系化, 以便于多源数据信息采集、存储、处理、利用和预测评价. 信息集 成的关键技术主要包括多源信息数据库集成技术、应用技术集成耦合技术和信息集成的协调优化技术等.
2 G IS与人工神经网络 ( ANN ) 耦合评价方法
2 1 人工神经网络的基本原理 人工神经网络 ( Artificia l N eural Netw ork) 简称神经网络 ( ANN ) , 是用大量简单的处理单元 ( 神经
信息集成是针对某项目标和任务, 以多源信息的信息化、数字化、系统化和集成耦合为技术基础, 将 相关的多源信息进行管理、有机融合、耦合并优化应用的一种理念. 信息集成是一个信息整体优化集成并 进行评价、预测和指导的过程, 是一种系统的思想、方法和技术的耦合集成, 不是单纯的软硬件技术或纯 理论集合的问题, 是以多源信息的耦合集成为目标, 根据多源信息结构的目标任务和要求, 对分散的多源 信息指标、多种软硬件平台技术、信息优化的关键应用技术和其他基础与条件进行组织、集成、耦合和优 化, 形成一个最佳的信息集成模型和应用指导系统, 为任务的决策和预测、指导提供极佳的信息支持和指 导. 1 2 信息集成特征
为了系统解决煤层底板突水预测预报评价难题, 文献 [ 1] 系统地建立了能够全面真实反映煤层底板 复杂突水机理和演变过程的底板突水的主控指标体系, 详细论述了体系中各突水主控因素在矿井突水过程 中的作用方式与特征. 笔者认为, 详实系统地分析确定控制煤层底板突水的主控因素, 正确建立煤层底板 突水的物理概念模型是解决底板突水预测预报评价难题的第 1步; 而应用现代信息和数学理论、建立能够 真实描述底板突水这种受控于多因素影响且具有非常复杂形成机理的非线性动力现象的数学模型和评价方 法是第 2步; 关键的第 3步就是所提出的现代先进的数学模型和评价方法在现场工程实际应用中能够概念 清晰明确, 计算程序简单实用, 易于现场工程技术人员掌握, 操作便利.