【摘 要】
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水害是煤矿安全生产的主要灾害,容易造成人员伤亡及财产损失。吴堡矿区某井田S1号主采煤层与下伏含水层距离较近,且水压较高,发生突水的可能性较大,为了确保主采煤层的安全开采,对其进行突水危险性评价工作是很有必要的。本文以该井田先期开采地段为例,结合多种突水主控因素的影响,采用不同组合赋权方式计算每个主控因素的权重,以“脆弱性指数法”为基础,分析探讨主采煤层底板不同区域的突水危险性,利用Morris法对
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水害是煤矿安全生产的主要灾害,容易造成人员伤亡及财产损失。吴堡矿区某井田S1号主采煤层与下伏含水层距离较近,且水压较高,发生突水的可能性较大,为了确保主采煤层的安全开采,对其进行突水危险性评价工作是很有必要的。本文以该井田先期开采地段为例,结合多种突水主控因素的影响,采用不同组合赋权方式计算每个主控因素的权重,以“脆弱性指数法”为基础,分析探讨主采煤层底板不同区域的突水危险性,利用Morris法对突水脆弱性评价模型进行全局灵敏度分析。主要成果如下:(1)通过统计分析研究区钻孔数据、地质及水文地质资料,确定太原组灰岩含水层为影响主采煤层底板突水的目标含水层,将“水压、富水性指数、断层影响因子、断层分维值、褶皱分维值、有效隔水层厚度以及矿压破坏带以下脆性岩厚度”作为突水主控因素,对各因素进行插值分析和无量纲处理,分别生成专题图。采用模糊层次分析法(FAHP)和熵权法(EWM)计算各因素的主客观权重,并利用加法合成法、极差最大化法、博弈论法和最小鉴别信息法分别计算出4种组合权重。(2)根据4种组合权重分别构建脆弱性指数数学模型,利用GIS的信息融合技术得到先期开采地段突水脆弱性评价分区,4种评价结果的分区过渡趋势基本一致,但存在部分区域其评级结果不同。采用Spearman等级相关系数对4种突水脆弱性评价结果进行优选,结果表明:基于最小鉴别信息法得到的脆弱性指数等级排序与“合理排序”的相关系数最高。因此,可以推断,在这4种脆弱性评价结果中,采用最小鉴别信息法组合赋权得到的突水脆弱性评价效果最好。(3)采用突水系数法对先期开采地段进行突水危险性评价,全区均划分为突水危险区。将突水系数法评价与基于最小鉴别信息法组合赋权得到的突水脆弱性评价进行对比,从二者值的变化规律来看,北部比南部的突水危险性更高,中部存在小面积突水危险性较低的区域。从评价结果来看,脆弱性评价的区域划分更加细致,评价结果更加接近实际。利用Morries法对突水脆弱性评价模型进行全局灵敏度分析,结合所计算得出的组合权重,确定对底板突水脆弱性评价模型具有较大影响的主控因素为断层影响因子和含水层富水性指数。
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