基于多因素模糊聚类的底板突水危险性预测研究

论文摘要

本文针对济阳煤矿六采区10煤层的开采；对采区内10煤层底板水文地质特征及突水危险性进行了详细的分析研究。通过收集采区已有的地质、水文地质勘探资料,分析了采区内10煤层顶底板的地质及水文地质条件,研究了10煤层底板的岩性构成及其组合特征,分析了影响10煤开采的直接、间接充水含水层及含水层之间的水力联系,并得出影响10煤层开采的含水层主要是四五灰,徐奥灰主要通过对四五灰的补给影响煤层开采的结论。本文研究了底板四五灰水压分布特证及10煤层埋藏规律；结合六采区瞬变电磁勘探成果进行含水层富水性分析及断层的含导水性分析；根据10煤层底板至四五灰间距及其岩性组合特征计算了有效隔水层厚度；利用断层分维值采用箱型覆盖法量化了采区的断裂构造指标,合理的评价了采区的断裂构造复杂程度；综合考虑含水层水压、含水层富水性、隔水层阻水性能、煤层埋深及地质构造复杂程度五种因素,采用模糊聚类分析法对研究区10煤层底板突水危险性进行了预测,并对研究区进行了突水危险性分区。对采区内的李家断层及其分支断层、DF3及DF5含导水断层采用《煤矿防治水规定》中断层煤柱的留设、考虑采动矿压作用的煤柱留设及通过RFPA数值模拟得到煤柱留设宽度三种方法分别进行了研究,确定了合理的断层煤柱留设尺寸。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文选题及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容及研究思路
• 2 研究区地质及水文地质概况
• 2.1 研究区位置和范围
• 2.2 研究区地质概况
• 2.3 研究区水文地质条件分析
• 3 煤层底板含水层水文地质特征分析
• 3.1 煤层充水含水层分析
• 3.2 四五灰含水层综合分析
• 3.3 徐奥灰含水层综合分析
• 3.4 10煤层底板充水含水层间的水力联系
• 4 煤层底板突水危险性影响因素分析
• 4.1 充水含水层水压分析
• 4.2 突水含水层富水性分析
• 4.3 煤层埋深影响分析
• 4.4 煤层底板隔水层阻水性能分析
• 4.5 地质构造影响分析
• 4.6 本章小结
• 5 基于多因素模糊聚类的底板突水危险性预测
• 5.1 聚类因素的选取及量化
• 5.2 数据标准化
• 5.3 聚类因素集的权重
• 5.4 建立模糊相似矩阵
• 5.5 基于模糊等价关系传递闭包法的突水危险性评价
• 6 断层煤柱的综合留设
• 6.1 按《规定》中计算方法的断层煤柱留设
• 6.2 考虑采动矿压作用的煤柱留设
• 6.3 利用数值模拟方法的煤柱留设
• 6.4 断层煤柱尺寸的综合留设
• 7 结论
• 致谢
• 硕士学习期间主要成果
• 参考文献