基于地质构造的煤与瓦斯突出预测研究

论文摘要

国内外开采实践表明,煤与瓦斯突出的发生呈区域性分布。因此,区域预测在煤ij瓦斯突出防治工作占有重要的地位。由丁煤与瓦斯突出现象的复杂性,目前普遍承认煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯、煤体结构等诸因素综合作用的结果,且地质构造起主导控制作用。事实上地应力是突出的主要动力来源,高压瓦斯及破碎的煤体结构是突出的物质基础,而工程采掘活动则为突出提供了适宜的边界条件。本文基于地质动力区划确定的活动构造信息、区域地应力场测量和模拟研究成果、瓦斯地质研究成果、分形研究成果、地质勘探成果提取有关地质构造信息进行综合智能分析,在空间数据管理的基础上,应用概率预测的方法对影响突出的诸因素进行模式分析和度量,对区域煤与瓦斯突出的危险性做出分类,划分煤与瓦斯突出危险区、突出威胁区和无突出危险区,及其与煤与瓦斯突出点的空问关系,显示井田范围内活动构造、构造应力分布、瓦斯涌出量和瓦斯含量,尽可能多地考虑了较多因素,分析各种影响因素之间的相互联系及其在突出过程中的作用或影响程度,得出包括影响因素的评价煤与瓦斯突出危险性的定量综合判据,从而使定量综合指标供定性使用。本文所做的研究工作如下:（1）确定了鹤壁煤田构造是典型的人字型和弧形构造形式。在经度方向处在构造凹地区域,在纬度方向处于平原和河南西部山区的交界处,纬度方向具有台阶式的结构,鹤壁矿区处于凹地与阶地的相交区域,处在断裂带的变形影响区内。这决定了鹤壁煤田的高应力和高瓦斯含量的地质背景。（2）利用地质动力区划方法,查明I级活动断裂9条、1I级活动断裂8条、IIl级活动断裂9条、Ⅳ级活动断裂19条、V级活动断裂32条。查明的各级活动断裂,特别是I、II级活动断裂与我国地质界、地震界所确定的活动构造大多有明显的联系。（3）查明矿井的煤与瓦斯突出事件以某种方式与地质动力区划查明的活动断裂相联系,煤与瓦斯突出显现与活动构造和构造应力密切相关。在井m内,约85.2%的煤与瓦斯突出显现点位于断裂带影Ⅱ向区或断裂带交汇部位,并受III一2、lV～7、V-3和V一6四条活动断裂的控制,规律十分明显。这四条活动断裂从时间上和空间上制约着六矿煤与瓦斯突出显现的发生。（4）地应力测量得出鹤壁六矿的地应力场属于水平应力场,地应力足以水平压应力

论文目录

• 摘 要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 论题的研究意义
• 1.3 国内外煤与瓦斯突出概况
• 1.4 国内外现有研究成果综述
• 1.5 存在问题
• 1.6 本文的主要研究工作
• 2 地质动力区划理论及研究方法
• 2.1 地质动力区划的理论基础——板块构造学说
• 2.2 地质动力区划的基本原理
• 2.3 地质动力区划
• 2.4 构造断块划分方法
• 2.5 断裂活动性和断块相互动力作用评估
• 3 区域地质构造形式划分
• 3.1 地质动力区划工作流程
• 3.2 区域构造特点
• 3.3 区域地质地貌的一般特点
• 3.4 I 级断块构造划分
• 3.5 II 级断块构造划分
• 3.6 III 级断块构造划分
• 3.7 Ⅳ级断块构造划分
• 3.8 V 级断块构造划分
• 3.9 鹤壁六矿井田地质动力状态野外考察
• 3.10 建立区域地质构造模型
• 3.11 活动断裂对煤与瓦斯突出影响分析
• 4 区域构造应力场分析
• 4.1 构造应力场的概念和研究意义
• 4.2 中国现今构造应力场与现今地壳运动
• 4.3 构造应力场的主要影响因素
• 4.4 区域构造应力场分析
• 5 瓦斯参数的影响因素及分布规律研究
• 5.1 瓦斯参数的影响因素
• 5.2 鹤壁六矿瓦斯参数的分布规律
• 6 鹤壁六矿井田断裂构造的分形评价
• 6.1 分形理论的诞生
• 6.2 分形的定义
• 6.3 分维数和分维数的定量计算
• 6.4 分形理论在地貌学和地质学中的应用
• 6.5 分形理论在矿井断裂复杂程度评价中的应用
• 6.6 鹤壁六矿井田断裂构造复杂程度分形评价
• 7 基于模式识别的煤与瓦斯突出区域预测信息系统
• 7.1 煤与瓦斯突出预测模式识别原理
• 7.2 模式识别系统设计
• 7.3 鹤壁六矿煤与瓦斯突出模式识别
• 7.4 单元概率值的分析
• 7.5 模式识别预测方法与《煤与瓦斯突出细则》中综合指标法的对比
• 7.6 煤与瓦斯突出区域预测信息系统
• 7.7 鹤壁六矿煤与瓦斯突出区域信息系统
• 8 结论与展望
• 8.1 主要结论
• 8.2 今后工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介