水文水害预警方案正文部分(编辑修改稿)内容摘要:

根据 第一步, 领域专家或者煤矿专有工作者,根据本煤矿的实际情况,如众多的突水事故中各个因素所起作用的大小,以及他们在生产实践和科学研究中的亲身体验,依据自己的认识和观点,对影响煤层顶板充水含水层各地质因素中每个因素所起作用的大小进行相对重要性评价, 运用“ 征集专家评分”的方法,来对影响突水的众多因素进行评分。 打分标准是依照 创立的 19 标度方法 (见表 31)。 以给出“ B 层”每一因素对“ A 层”的影响值,如 B1=1, B2=5,, Bn=3 这样的值;“ C 层”每一因素对“ B 层”的影响值,如 C1=1, C2=5, ,Cnn+n=3 这样的值。 表 31 数字 19及其倒数标度及涵义 标度 含义 1 表示两个因素相比,具有相同重要性 3 表示两个因素相比, 前者比后者稍重要 5 表示两个因素相比, 前者比后者明显重要 7 表示两个因素相比, 前者 比后者强烈重要 9 表示两个因素相比, 前者比后者极端重要 2, 4, 6, 8 表示 上述相邻判断的中间值 倒数 若因素 i 与 j 的重要性之比为 ija ,那么因素 j 与 i 因素重要性之比为ijji aa1 软件 用户页面 实现: 领域专家或者煤矿工作者,通过 页面文本框 录入每一层因素 对上一层因素的影响值,系统依据算法函数自动生成判断矩阵,将计算出影响顶板突水各主控因素的权重。 软件算法函数实现:具体计算方法, 我已经在 matlab 环境下实现了核心部分 , 现在没有时间做理论能实现的功能 : 将 matlab 代码生成动态链接库, 实现与 C互调。 第三步: 煤矿顶板富水性分区图的实现。 得出 第 二 步 计算出的各个地质因素对富水性的影响权重后,将这些地质因素叠加,依据煤矿具体分区的划分,得出相应的充水含水层富水性分区图。 软件实现: 依据所选 GIS 软件提供的功能,进行实验后确定。 存在的问题: 图中各因素的数据来 源还没确定,分区的行业标准还没找到。 拟解决的方法: 数据来源: 能测量的给测量值,不能测量的请相应煤矿给经验值; 富水分区行业标准: 能找到行业标准时,按行业标准执行;不能找到行业标准时,按聚类算法,将最终值分成:非常安全、安全、有点危险、危险、非常危险五大类。 优点、 不足与拟解决方案 优点: 基于 GIS 的 AHP 方法的富水性 分区,可以比较准确 地 反映煤矿的 富水性情况。 不足:需要领域专家或者煤矿专有工作者,根据煤矿实际情况给出经验值;如果煤矿没有这样的专门性人才,此方法不能实现。 拟解决方案: 有专家提供经验值时 ,富水性分区图采用基于 GIS 的 AHP 法 没有专家经验值时, 根据各钻孔实时监测的涌水量数据, 按《煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准》附录 C中的 C1 中的方法: 按钻孔单位涌水量( q)富水性 [注 ]分为以下四级 : A、 弱富水性: q•m; B、 中等富水性: •mq≤ L/ s•m; C、 强富水性: L/ s•mq ≤ •m; D、 极强富水性: q L/ s•m。 注:此种方法虽然简单,但适合度很差,是否采用,还需要进一步考虑认证。 顶板冒落安全性分区图 依据《煤 矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准》附录 F 的冒落带导水裂隙带最大高度经验公式表 煤层倾角 ( 176。 ) 岩石抗压强度 ( MPa) 岩石名称 顶板管理方法 冒落带最大高度 m 导水裂隙带(包括冒落带最大高度) m 0~54 40~60 辉绿岩、石灰岩、硅质石英岩、砾岩、砂砾岩、砂质页岩等 全部 陷落 cH M)5~4( fH 100 n M 20~40 砂质页岩、泥质砂岩 、页岩等 全部 陷落 cH M)4~3( fH 100 n M 20 风化岩石、页岩、泥质砂岩、粘土岩、第四系和第三系松散层等 全部 陷落 cH M)2~1( fH 100 n M 55~85 40~60 辉绿岩、石灰岩、硅质石英岩、砾岩、砂砾岩、砂质页岩等 全部 陷落 fH h mh 40 砂质页岩、泥质砂岩 、页岩、粘土岩、风化岩石、第三系和第四系松散层等 全部 陷落 cH fH 100 h mh 注:①表中: M — 累计采厚, m ; n — 煤分层层数; m — 煤层厚度, m ; h — 采煤工作面小阶段垂高, m。 ② 冒落带、导水裂隙最大高度、对于缓倾斜和倾斜煤层,系每日从煤层顶面算起的法向高度;对于急倾斜煤层,系指从开采上限算起的垂向高度。 ③ 岩石抗压强度为 饱和单轴极限强度。 顶板涌(突)水条件综合分区图 顶板涌(突)水双预测实现 3 底板 突水危险性 《矿井水文地质规程》第七十九条明确指出:“有条件的矿井可以采用“脆弱性指数法”或者“五图双系数法”等方法,对 底板突水危险性 进行综合分区评价,可以采用比拟法、解析法和数值模拟法等方法预计最大涌水量。 ” 五图双系数法 概念 及意义 [8] 带压开采:是指在具有承压水压力的含水层上进行的采煤。 “五图双系数”法:是一种煤层底板水害评价方法。 “五图”是指: 底板保护层破坏深度等值线图、底板保护层厚度等值线图、煤层底板以上 水头等值线图、有效保护层厚度等值线图、带压开采评价图。 双系数是指 : 带压系数和突水系数。 1.“ 五图 ” 概念和意义如下: 第一图 : 在工作面回采过程中,由于矿压等因素综合作用的结果,在煤层底板产生一定深度的破坏,这种破坏后的岩层具有导水能力,故称之为 “ 导水破坏深度 ” ,通过实验和计算可以获得该值的分布状况。 据此绘制 “ 底板保护层破坏深度等值线图 ”。 第二图 : 煤层底面至隔水层顶面之间的这段岩层称之为 “ 底板保护层 ”。 它是阻止承压水涌入采掘空间的屏障,需查明其厚度及其变化规律。 据此绘制 “ 底板保护层厚度等值线图 ”。 第三图 : 煤层底板以下含水层的承压水头将分别作用在不同标高的底板上。 根据计算绘制 “ 煤层底板上的水头等值线图 ”。 第四图 : 把导水破坏深度从底板保护层厚度中减去,所剩厚度称之为 “ 有效保护层 ”。 它是真正具有阻抗水头压力能力且起安全保护作用的部分。 据此绘制“ 有效保护层厚度等值线图 ”。 第五图 : 最后根据有效保护层的存在与否和厚度大小,依照 “ 双系数 ” 和 “ 三级判别 ” 综合分析,即可绘制带压开采技术的最重要图件 “ 带水头压力开采评价图 ”。 2.“双系数”的概念和意义 带压系数: 在研究保护层时要同时进行保护层的阻抗水压能力的测试,根据所 获参数计算保护层的总体“带压系数”,它是表示每米岩层可以阻抗多大水压的指标,是双系数之一。 突水系数: 另一系数是“突水系数”,是“有效保护层厚度”与作用其上的水头值之比。 3.“三级判别”的概念 “三级判别” : 是与双系数配合用来判别突水与否、突水形式和突水量变化的三个指标 : I级判别 : 是判别工作面必然发生直通式突水的指标 ; II 级判别 : 是判别工作而发生非直通式突水可能性及其突水形式。
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