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巷道掘进顶板突水危险性预测研究 被引量：7
1
作者 侯恩科 严迎新 +4 位作者 文强 车晓阳 苗彦平 李海宏 路波 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期110-120,共11页
煤层顶板水害是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一,近年来陕北浅埋煤层矿井巷道掘进时顶板突水事故常有发生,其主要原因是侏罗系风化基岩含水层相对松软,富水性较强,在煤层上覆相对隔水层厚度较薄区域,巷道掘进时围岩扰动沟通了风化基岩... 煤层顶板水害是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一,近年来陕北浅埋煤层矿井巷道掘进时顶板突水事故常有发生,其主要原因是侏罗系风化基岩含水层相对松软,富水性较强,在煤层上覆相对隔水层厚度较薄区域,巷道掘进时围岩扰动沟通了风化基岩含水层,或直接揭露风化基岩含水层而引发掘进面突水,甚至突水溃沙(泥)。因此巷道掘进顶板突水危险区的预测十分必要。以红柳林井田4^(-2)煤开采为例,选择风化基岩含水层厚度、风化程度、岩性组合、砂岩层数及古地形标高等5个主控因素,采用随机森林(RF)算法对风化基岩含水层富水性进行了分区预测,编制了富水性分区预测图。同时分析了巷道围岩岩性特征,并结合松动圈厚度实测数据构建了松动圈厚度的多元线性与指数函数回归预测数学模型,得到了围岩松动圈厚度预测结果,以巷道顶板正常基岩厚度与松动圈厚度的差值为主要指标进行了巷道掘进顶板安全性分区预测,编制了巷道掘进顶板安全性分区预测图。在此基础上,利用GIS软件将风化基岩含水层富水性分区预测结果与巷道掘进顶板安全性分区预测结果进行了空间叠加分析,得到了巷道掘进顶板突水危险性分区预测图。结果表明:4^(-2)煤层巷道掘进顶板突水危险区及较大危险区主要位于北一盘区4^(-2)煤层剥蚀边界附近,与实际突水位置基本一致。因此,该预测方法及结果可作为红柳林煤矿矿井防治水的重要依据,也可为其他地质条件类似矿井提供参考。 展开更多
关键词 巷道掘进 顶板突水 风化基岩 富水性 松动圈 随机森林算法 突水危险性预测
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带压开采工作面底板破坏深度研究及突水危险性预测 被引量：5
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作者 赵东 沈浩洋 +1 位作者 陈振亚 王跃伟 《中国煤炭》 北大核心 2017年第11期106-110,共5页
为有效防治采动影响导致的底板突水事故,采用塑性理论及经验公式分析计算了带压开采工作面底板破坏深度,并进行了突水危险性预测。根据平煤股份十矿24130工作面己18煤层的埋藏特征,通过大量的现场实测和理论分析,绘制出了工作面底板破... 为有效防治采动影响导致的底板突水事故,采用塑性理论及经验公式分析计算了带压开采工作面底板破坏深度,并进行了突水危险性预测。根据平煤股份十矿24130工作面己18煤层的埋藏特征,通过大量的现场实测和理论分析,绘制出了工作面底板破坏带的分布形态图,计算出了采动引起的底板最大破坏深度为11.7 m,底板有效隔水层厚度为44.3m,正常地质条件下不会对工作面回采造成影响,但不排除在断裂构造和寒武系灰岩水高水头压力的共同作用下,底板灰岩水可能通过构造破碎带或隔水层相对较薄的地方融入采煤工作面,造成突水事故的发生。提出了区域治理采用疏水降压、局部治理采用物探结合钻探、断裂构造附近采用注浆加固以及回采前完善工作面防排水系统、回采过程中加强水文地质巡查工作等一系列具体的防治水措施,保证了己18煤层的的安全开采。 展开更多
关键词 带压开采 承压水 破坏深度 突水危险性预测 注浆加固
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基于深度学习理论的煤层底板突水危险性预测 被引量：3
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作者 赵晨德 王心义 +2 位作者 任君豪 郝建卿 孟建勇 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期2090-2100,共11页
煤层底板突水是下伏承压含水层与隔水层岩体相互作用的结果,其危险程度受到含水层特征、隔水层特征、结构面发育特征等因素的复合影响。选择含水层水压、单位涌水量、隔水层厚度、隔水层岩体质量、层理面数量、泥岩占比、构造复杂程度... 煤层底板突水是下伏承压含水层与隔水层岩体相互作用的结果,其危险程度受到含水层特征、隔水层特征、结构面发育特征等因素的复合影响。选择含水层水压、单位涌水量、隔水层厚度、隔水层岩体质量、层理面数量、泥岩占比、构造复杂程度量化值7个指标因子构建综合评价体系,结合模糊可变集理论及实际涌水情况表征已采区域实际突水危险性等级;以已采区域评价结果构建数据集,对卷积神经网络(CNN)模型进行训练,并与BP神经网络模型进行对比,验证CNN模型的可靠性与准确性;最终利用CNN模型对未采区域煤层底板突水危险性进行精细化预测。结果表明:CNN模型较BP模型具有更高的准确度,未采区域内安全区、低威胁区、中威胁区及高威胁区面积占比分别为21.48%、45.78%、24.11%、8.63%。 展开更多
关键词 突水危险性预测 构造复杂程度 模糊可变集理论 卷积神经网络
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多指标灰色模糊理论在煤层底板突水分区评价中的应用 被引量：3
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作者 许继影 夏青森 《煤炭工程》 北大核心 2016年第B11期125-127,共3页
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... 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。 展开更多
关键词 灰色模糊理论 模糊数学 突水危险性 突水预测
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特厚煤层开采顶板突水危险性预测及防治措施 被引量：2
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作者 王有建 涂敏 《中国矿业》 2021年第4期109-114,共6页
在分析朱仙庄矿水文地质条件的基础上,采用经验公式、数值分析、相似模拟等方法,分析了8105特厚煤层工作面覆岩顶板的裂隙发育过程,考虑采动应力与渗流的耦合作用,研究了随工作面的推进上部含水层的渗流演变规律,进而对顶板突水危险性... 在分析朱仙庄矿水文地质条件的基础上,采用经验公式、数值分析、相似模拟等方法,分析了8105特厚煤层工作面覆岩顶板的裂隙发育过程,考虑采动应力与渗流的耦合作用,研究了随工作面的推进上部含水层的渗流演变规律,进而对顶板突水危险性预测。结果表明:随工作面不断推进,8105回采工作面采空区裂隙发育高度为72m,与经验公式法的计算结果基本一致;通过数值模拟分析得到含水层受采动影响发生渗流现象,孔隙水未进入到回采工作面采空区;对相似模拟、数值模拟所得结果进行综合分析,裂隙最大发育高度与岩层孔隙水之间的距离为15m。为保证8105工作面的正常回采,本文提出了"预先打孔监测钻孔涌水量""留设合理防水煤柱""不良钻孔及时封堵"等防治措施,研究结果对类似工程条件下的煤层开采具有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 特厚煤层 突水危险性预测 渗流演变 数值模拟 相似模拟
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基于数值模拟的厚黄土煤炭开采区冒裂带高度研究 被引量：1
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作者 董震雨 王双明 侯恩科 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期186-192,共7页
陕北黄土高原煤矿区覆盖着厚黄土层且水资源短缺,为了指导其安全生产和水资源保护,以黄陵二号矿为例,应用多种方法研究冒裂带发育高度,以期得出较优的预测方法,并得出黄陵矿区适合的裂采比.研究主要利用有限差分软件(FLAC3D)进行数值模... 陕北黄土高原煤矿区覆盖着厚黄土层且水资源短缺,为了指导其安全生产和水资源保护,以黄陵二号矿为例,应用多种方法研究冒裂带发育高度,以期得出较优的预测方法,并得出黄陵矿区适合的裂采比.研究主要利用有限差分软件(FLAC3D)进行数值模拟,由于厚黄土自重影响基岩开采沉陷,计算中使用了厚黄土有效载荷对应的等效开采宽度.研究还应用了经验公式计算法和实际钻探测量法,对比实际钻探测量数据,数值模拟结果与其较为一致,而经验公式计算结果则小得多.因此在黄陵厚黄土层煤矿区,经验公式并不适用,而数值模拟则较为准确.通过综合分析计算结果,得出黄陵二号矿适合的裂采比为28,并应用裂采比对黄陵二号矿首采区顶板突水危险性进行了分区预测,为其水害的预防和控制提供了参考. 展开更多
关键词 黄土高原 厚黄土层 冒裂带 FLAC3D 经验公式 突水危险性 分区预测
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