断层影响因子在突水危险性分区中的应用_施龙青
断层分布对水文地质单元划分影响的研究
2013年第1期 东瞧jiI舛技 129
断层分布对水文地质单元划分影响的研究
孙田军,曹青峰
(山东盛泉矿业有限公司,山东新泰2712 ̄)
摘要盛泉公司褶皱构造不发育,仅有一倾伏背斜,对采区划分和采煤方法影响较小,而岩浆侵入现象至今未发现,不产生影响,故应以大中 型断层作为评定构造复杂程度的主要指标。由于大中型断层的发育,导致该矿被分割成不同的水利单元。 关键词地质构造 断层发育 水利单元 中图分类号TD163 .1 文献标识码B doi:10,3969 .issn.1005—2801.2013.O1.77
盛泉煤矿位于新汶煤田向斜北翼,总体形态为一
向南倾伏的宽缓背斜构造。背斜轴走向近南北,煤层
走向成总体向南弯曲的弧形,走向N30。W~N30。E。
井田内断裂构造甚为发育,将背斜切割成许多大小不
等的断块。 只有在局部地段出现次生的压剪应力场,因此拉张性
构造部位是矿井突水发生的最危险地段,这些地段包
括:背斜的轴部、正断层的上盘、断层交汇部位、断层尖
灭端。所有这些部位应当是矿井底板突水防范的重点
部位。
1 断层统计分析对突水部位影响 2 断层落差发育特征及其对突水通道的影响
截止到今,以1:2000采掘工程平面图的经纬线构
成的网格为单元进行统计,盛泉井田11煤层采掘过程
中共揭露断层509条,其中正断层、逆断层分别占85%
和15%;弧形断层、线性断层分别占16%和84%。13
煤层共揭露断层481条,其中正断层、逆断层分别占
76%和24%;弧形断层、线性断层分别占21%和79%。
15煤层共揭露断层342条,其中正断层、逆断层分别占
81%和19%,弧形断层、线性断层分别占22%和78%。
根据以上统计数据可见,井田内煤层的采场断层
性质的分布特征是:以直线形正断层为主。这一特征
符合华北型煤田断层发育的一般规律。形成这一规律
的主要原因有两点:(1)在区域上煤田内的控煤构造
探讨地层断裂构造对某煤矿矿床充水的影响
探讨地层断裂构造对某煤矿矿床充水的影响
摘要:矿区是以裂隙含水层充水为主、间接顶板进水为主,水文地质条件较复杂的裂隙充水型矿床。本区构造复杂程度复杂,断裂构造较发育,水工环地质条件在空间上变化较大,断层及其破碎带与区内地表水体有一定的水力联系,当开采到断层附近地段需要作好防范措施,采掘到钻孔位置应注意孔内地下水突然溃入井巷伤及人员,并做好超前探水,预防坑道突水。建议在建设和生产期进一步加强水环地质工作,对断裂构造加强调查研究以指导生产安全、正常进行。
关键词:水文地质;矿床充水;断裂构造;影响
Abstract:The mining area is the unconfined aquifer of the water-filled mainly
indirect roof water main, more complex hydrogeological conditions of the fissure
filling water-type deposits. The tectonic complexity of the complex fault structure is
developed, hydraulic ring geological conditions change in the space, fault and fracture
zone with the local surface water bodies have a certain hydraulic connection to the
fault near the Lot, when mining need to make prevention measures, mining drilling
location should be noted that groundwater hole suddenly collapse into the roadway
采场底板“四带”划分理论在底板突水评价中的应用
第25卷第4期 山东科技大学学报(自然科学版) Vo1.25 No.4 2006年12月 Journal of Shandong University of Science and Technology(Natural Science)Dec.2006 文章编号:1672—3767(2006)04—0014—04 采场底板“四带"划分理论 在底板突水评价中的应用
于小鸽 。施龙青 。魏久传 。李述才 ・ (1.山东科技大学地球信息科学与工程学院.山东青岛266510;2.山东省岩土与结构工程技术研究中心,山东济南250061) 摘 要:基于断裂力学理论、矿山压力控制理论和开采煤层底板“四带”划分理论,推导了煤矿工作面底板 破坏深度计算公式,应用突水系数法,评价了新汶矿业集团良庄煤矿51302工作面底板突水的可能性,结果 表明该工作面开采13煤层产生底板突水的可能性很大。 关键词:“四带”理论;底板破坏深度;底板突水 中图分类号:TD325 文献标识码:A Application of‘‘Four Zone”Theory in Face Floor on Evaluation of Floor Water Inrush YU Xiao.ge ,SHI Long—qing ,WEI Jiu.chuan ,LI Shu.cai2 (1.CoUpe of Geo-info Sci.&Eng..SUST,Qingdao,Shandong 266510,China; 2.Shandong Research Center of Geotechnical&Structural Engineering Technology,Jinan,Shandong 250061,CIlirIa) Abstract:Based on theory of fracture mechanics,mining pressure control theory and the“four zone”divid・ ing theory of coal floor,the calculating formula of flor—broken depth is derived.The possibility of flor water inrush in Coalface No.51302 of Liangzhuang Coalmine,Xinwen Mining Group is evaluated with wa・ ter inrush coefficient method and the results show that there is a big possibility of water inrush when the Seam No.13 is mined by the Coalface No.51302. Key words:“four—zone”theory;flor.broken depth;flor water inrush 早在20世纪初,国外对底板突水的研究中就 注意到底板隔水层的作用,并从若干次底板突水 资料中获知,只要煤层底板有隔水层,突水次数就 少,突水量也小,隔水层越厚则突水次数及突水量 越少。40年代至50年代,匈牙利韦格弗伦斯第 一次提出底板相对隔水层的概念。60年代至70 年代,匈牙利国家矿业技术鉴定委员会将相对隔 水层厚度的概念列入《矿业安全规程》。 我国在底板突水规律研究方面起始于60年 代,提出突水系数概念。7O年代后期,修改了原 突水系数概念,并应用于实践。80年代开始,以 煤炭科学研究总院西安分院、山东矿业学院及煤 炭科学研究总院特采所为代表,在该方面的研究 具有各自独特的理论,如“下三带”理论、原位张裂 与零位破坏理论、板模型理论、关键层理论、底板 “四带”划分理论等。目前,我国防治水的研究工 作处于世界领先地位 川。 l 基本理论 开采煤层底板“下三带”理论把底板划分 为【2】:I底板破坏带或“导水裂隙带”(h1);II完 整岩层带或“阻水带”(h2);HI承压水导高带或原 始导高带(h ),如图1所示。该理论是基于弹性 力学理论推导出底板破坏带的理论计算公式。而 弹性力学是建立在一些列基本假定基础上的,所 有这些假定是不适合岩体的力学特征。另外,“下
再论煤层顶板涌(突)水危险性预测评价的“三图-双预测法”
再论煤层顶板涌(突)水危险性预测评价的“三图-双预测法”
武强;许珂;张维
【摘 要】针对煤层直接顶板隔水层缺失或沉积较薄、且上覆充水含水层富水性较弱条件下的顶板水害评价预测,在“三图-双预测法”理论与方法指导下,分别从顶板冒裂程度和含水层富水性强度2个方面入手再次讨论了顶板含水层涌(突)水危险性评价方法.顶板冒裂程度以导水裂缝带扰动破坏上覆含水层距离作为评价指标;含水层富水性评价方法则进一步提升,以富水性指数法为依托,一方面充分挖掘地质和水文地质勘查数据中与含水层富水性相关的信息,包括渗透系数、砂岩厚度、冲洗液消耗量、岩芯采取率和脆塑性岩厚度比等,并将其作为主控地质因素,另一方面将数量有限的单位涌水量作为含水层富水性的实测指标对富水性指数法的评价结果进行校正,解决了在水文地质勘查程度较低情况下含水层富水性合理准确评价与分区难题.在此基础上运用Visual Modflow的DRN边界子模块对天然状态下和采取防治水措施状态下工作面的涌水量进行了动态预测.最后以台格庙矿区为例,说明了特殊水文地质结构条件下煤层顶板涌(突)水危险性评价和涌水量预测方法的具体实施步骤.
【期刊名称】《煤炭学报》
【年(卷),期】2016(041)006
【总页数】7页(P1341-1347)
【关键词】顶板水害;薄隔水层;导水裂隙带;富水性;DRN边界
【作 者】武强;许珂;张维 【作者单位】中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;国家煤矿水害防治工程技术研究中心,北京100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083
【正文语种】中 文
【中图分类】TD745
武强,许珂,张维.再论煤层顶板涌(突)水危险性预测评价的“三图-双预测法”[J].煤炭学报,2016,41(6):1341-1347.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2015.1210
基于支持向量机的赵官矿小断层预测
基于支持向量机的赵官矿小断层预测
谭希鹏;施龙青;邱梅;徐东晶;季小凯;王娟
【摘 要】针对支持向量机(SVM)适合小样本数据建模这一特点,提出利用SVM进行煤矿小断层预测.以小断层广泛发育的赵官矿实测数据为基础,选取断层倾向、落差、倾角以及断层性质作为特征影响因子,以Matlab中的libsvm工具箱为平台,总结了SVM建模过程,并建立了赵官矿井小断层水平延展长度的SVM预测模型,验证了该模型在该井田内具有一定泛化性.为验证SVM小样本建模的优越性及该模型在相似地质条件下工程实例的应用,利用该模型及传统的多元回归模型对赵官矿以及邻矿——邱集矿采掘工程中新揭露的小断层进行预测,并将两种方法计算结果与实际结果进行对比,发现SVM预测结果更精确.
【期刊名称】《煤田地质与勘探》
【年(卷),期】2015(043)005
【总页数】4页(P11-14)
【关键词】支持向量机;赵官井田;小断层预测
【作 者】谭希鹏;施龙青;邱梅;徐东晶;季小凯;王娟
【作者单位】山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室,山东科技大学地质科学与工程学院,山东青岛266590;山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室,山东科技大学地质科学与工程学院,山东青岛266590;山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室,山东科技大学地质科学与工程学院,山东青岛266590;山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室,山东科技大学地质科学与工程学院,山东青岛266590;山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室,山东科技大学地质科学与工程学院,山东青岛266590;山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室,山东科技大学地质科学与工程学院,山东青岛266590
【正文语种】中 文
【中图分类】P618.1102
赵官井田位于山东省西北部,属于黄河北煤田的一部分。煤田位于华北地台山东台背斜西缘,处在台背斜向河淮台向斜延伸的转折部位。赵官井田内,断层构造错综复杂,许多工作面内小断层发育,这些断裂构造不仅影响煤层的可采性,增加巷道掘进量,而且严重影响煤矿开采安全。另外,矿井构造一直也是制约我国煤矿综采机械化和采煤高效化的重要因素。因此,矿井小构造预测显得尤为重要。
底板突水影响因素评价新方法——无量纲信息融合法
底板突水影响因素评价新方法——无量纲信息融合法
李忠建;魏久传;尹会永;徐建国;施龙青;张彬
【摘 要】为解决煤层底板突水影响因素影响程度的定量评价问题,在多源信息复合的基础上,提出评价突水影响因素影响程度的新方法--无量纲信息融合法.以南屯煤矿为例,在详细分析矿区水文地质资料的基础上,评价了底板突水影响因素,并进行了下组煤开采突水危险性分区评价;应用无量纲信息融合法,对影响因素给出了定量评价,确定了其影响程度.评价结果,为矿区下组煤开采底板突水评价提供有力依据,并对其他各矿区底板突水评价具有重要的指导意义.
【期刊名称】《中国矿业》
【年(卷),期】2010(019)001
【总页数】4页(P95-97,113)
【关键词】无量纲信息融合法;突水影响因素;底板突水;多源信息复合
【作 者】李忠建;魏久传;尹会永;徐建国;施龙青;张彬
【作者单位】山东科技大学地质科学与工程学院,山东,青岛,266510;山东科技大学地质科学与工程学院,山东,青岛,266510;山东科技大学地质科学与工程学院,山东,青岛,266510;兖矿集团有限公司,山东,济宁,272100;山东科技大学地质科学与工程学院,山东,青岛,266510;山东科技大学信息科学与工程学院,山东,青岛,266510
【正文语种】中 文
【中图分类】TD745
随着煤田开发范围的扩大、煤矿开采深度的增加,以及煤田水文地质条件的复杂化,煤层底板突水事故时有发生,严重制约了矿井的安全生产。因此,急需对煤层底板突水危险性进行正确评价,而影响底板突水的影响因素众多,如何评价各影响因素的影响程度,是合理评价突水危险性的关键。目前,评价煤层底板突水危险性的理论和方法众多,形成的主要理论和方法有:突水系数法[1]、“下三带”理论[2]、多源信息融合法[3]、神经网络法[4]、“四带”划分理论[5]、脆弱性指数法[6]]等,但均未给出底板突水影响因素的影响程度评价。
断层分形信息维及在底板突水预测中的应用
断层分形信息维及在底板突水预测中的应用
施龙青;刘磊;周娇;邢同菊;牛超;王莹
【摘 要】In order to solve the difficult problem of geological tectonic
quantification evaluation , applying fault fractal theory to making
information fractal dimension for floor fault in 3rd mining zone of 15 coal-seam in Liangzhuang minefield .The influence factors of fault area fractal
dimension and the relationship of tectonic and floor water -burst was
analyzed .Results showed that the main influence factor were fault
complexity degree , fault throw and fault quality .The more complex the
fault was , the higher the fault area fractal dimension was.The strip
distribution of fault′s high area information fractal dimension and its trend
was the same .Without runoff belt , Ordovician limestone aquifer existed as
crack water and fault was one of the main factors controlling floor water -burst.Floor water pressure, water inflow, water-burst coefficient and area
基于断裂构造分维与突水系数法的底板突水预测
2015年第7期 童媳蕉斜技 157
基于断裂构造分维与突水系数法的底板突水预测
徐柔石 ,于小鸽 ,施龙青
(1.山东科技大学地球科学与工程学院,山东青岛266590; 2.山东科技大学资源与土木工程系,山东泰安271019)
摘要该文选取滕南矿区为研究对象,运用分形理论对矿井的断裂构造的复杂程度进行了定量评价,得到了研究区的断 裂分维特征并分析了其对突水危险性的影响。运用信息融合的方法将断裂构造分维与突水系数法相融合,对煤层底板突水 进行危险性评价,并对矿井底板突水的危险区域进行分区与预测。得到了更加符合实际的突水危险性综合分区图,对制定
煤层开采时的底板水防治措施具有一定指导意义。 关键词构造分维 突水系数法底板突水危险}生评价 中图分类号P641.4 61 文献标识码B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2015.07.75
Prediction ofwater inrush from floor based on tectonic dimension and water inrush coemdent method
Abstract:TakingTengnan coalmine as example,thispaperquantitatively evaluatesthe complexityofthemine structure by fractaltheory.This papergetthefractal characteristicsin study area andthe characteristics’impact on ofwaterinrush risk are analyzed.To evaluatewaterinrushriskofcoal seamfloorinTenguancoalmille,tectonicfractaldimensionandthewater inrush coe伍cientmethod areme ̄edbythemethod ofinformationfusion.Andthemethod are usedforthe partition and prediction ofwaterinrushrisk region.Finally,we get awaterinrushrisk zonesmapwhichismore appropriatetopractical applicationandthe resultprovidesguidancefortheprevention andcontrolofwaterinrushinminefloorwhenmining. Key words:tectonic dimension water inrush coefficient method floor water inrush risk evaluation
断层影响下底板突水危险性预测
断层影响下底板突水危险性预测
刘伟韬;刘士亮;李留洋;张勤
【摘 要】采动底板断层突水危险性预测与评价是煤矿底板突水灾害防治的基础和依据.针对断层诱发底板突水问题,基于岩体极限平衡理论,综合考虑断层本身性质和矿山压力中应力降低区的作用,得出底板隔水层的极限水压解析式,提出突水力学判据.结合工程背景,基于多物理场软件COMSOL Multiphysics建立数值模型,计算了隔水层中承受的实际水压.基于突水力学判据,该矿底板隔水层所承受的极限水压大于隔水层中承受的实际水压,底板隔水层完整,不发生突水.结果表明:底板断层突水危险性预测结果与实际开采过程中结果相吻合.
【期刊名称】《中州煤炭》
【年(卷),期】2016(000)006
【总页数】5页(P1-5)
【关键词】断层;隔水层;水压;数值模拟;突水危险性预测
【作 者】刘伟韬;刘士亮;李留洋;张勤
【作者单位】山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590;河南省煤炭科学研究院有限公司,河南郑州
450001;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590
【正文语种】中 文
【中图分类】TD745.21 随着煤矿开采深度的增加,矿井水文地质条件复杂,矿井底板突水事故发生频繁[1]。工程实践表明,地质构造尤其断层,是造成煤层底板突水的主要原因之一。这是由于断层的存在破坏了底板岩层的完整性,降低了岩体的强度,且断层破碎带具有良好的导水性和贮水性[2]。据不完全统计,煤矿中因断裂构造而引发的底板突水次数占总突水次数的75%以上[3],而工作面80%的突水事故与断层有关[4-5]。针对断层影响下底板突水预测与评价,我国学者进行了大量的研究工作。宋振骐院士[6]以“实用矿山压力控制”理论为指导,建立了跨断层开采的预测控制力学模型,制订了相应的控制准则。孟召平等[7]针对煤层底板隔水介质条件,分析了煤系岩石力学性质,煤层底板突水的岩性、结构和厚度特征,建立了煤层底板突水危险性评价理论和方法。郭信山等[8]针对断层诱发突水问题,在系统总结新汶煤田矿井断层构造分布特征基础上,建立了断层对奥灰岩溶突水影响定量化分析体系。黄存捍等[9-10]在采动断层突水机理研究中对底板隔水层进行力学分析,得到了断层倾角、内聚力和断层煤柱宽度对底板隔水层破坏的影响规律。
断层影响因子及分形理论危险性评价综合应用
174 毒媳Jj;斜技 2013年第5期
断层影响因子及分形理论危险性评价综合应用
王虹,徐东晶,付青
(山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室/山东科技大学地质科学与工程学院,山东青岛266590)
摘要通过断层影响因子和断裂构造分维方法,将万福井田3煤层开采突水危险性分区图进行了综合叠加,结合其岩体破碎、复杂程度及导
水性等特征,得到了更加符合实际的突水危险性综合分区图,不仅在可信度上有了很大提高,而且可以适当地降低煤矿生产中的危险系数,提
高了安全生产的意识。
关键词 断层影响因子分形构造分维 突水危险
中图分类号TD163 ~ 文献标识码A doi;10.3969/j.issn.1005—2801.2013.05.102
Integrated applications in the evaluation of danger by impact factor
of fault and fractal theory
.Wang Hong,Xu Dong—jing,Fu Qing
(Shandong Provincial Key Laboratory of Depositional Mineralization&,Sedimentary Minerals,College of Geological
Sciences&Engineering,Shandong University of Science and Technology,Shandong:Qingdao 266590,China)
Abstract Wanfu minefield 3 coal seam water inrush danger zoning maps are comprehensive superimposed by impact factor of fault and fault structure
fractal method,combining minefield rock crushing,complexity and water conductivity characteristics,more realistic water inrush danger zoning maps can
