基于多源信息复合的底板突水预测

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1、基于多源信息复合的底板突水预测——以翟镇煤矿为例山东科技大学翟镇煤矿上组煤已开采多年，且其可采储量较少，后续将开采下组煤，但下组煤距底板奥灰含水层较近，而且相邻矿井—良庄煤矿开采下组煤时，曾多次发生奥灰突水事故。本矿井也受其威胁，且下组煤水文地质条件比上组煤开采复杂。因此，对下组煤开采底板突水危险性评价，对保障矿井安全生产、持续发展具有重要的实际意义。本文在分析各种影响因素的基础上，利用地理信息软件（Surfer）的信息处理、分析、建模功能，建立合适的模型，形成底板突水危险性评价分区图。山东科技大学1矿井概况翟镇煤矿位于新汶向斜

2、中段轴部，新汶煤田北部边缘，属于山东省新汶境内。于1993年投产，开采2、4、6、11、13、15煤，其中11、13、15煤属于下组煤。现正开采2、4、11煤。对下组煤开采影响的含水层是四灰、徐灰、草灰和奥灰。四灰属于富水性极弱的含水层；徐灰富水性具有明显的不均一性，目前观测水位为-266m；草灰富水性不均一，对下组煤开采影响均较小。奥灰含水层单位涌水量0.072～0.444L/s.m，富水性弱至中等，9号孔平均渗透系数2.149m/d，350号孔平均36.25m/d，目前，奥灰水位变化较大，最深为-313.7m，最高为-6.6

3、m。厚度大，面积广，是矿井下组煤开采威胁最严重的含水层。山东科技大学2下组煤开采底板突水影响因素分析矿井底板突水受含水层的富水性、地质构造、底板水压、隔水层、采动矿压等多方面因素影响，是各因素综合作用的结果[6]。2.1含水层富水性是底板突水的基础因素2.2地质构造对煤层底板突水起着控制作用2.3水压力是煤层底板突水的动力条件2.4隔水岩层厚度及其特征对煤层底板突水起着制约作用2.5采动矿压对煤层底板突水产生触发和诱导作用山东科技大学3煤层底板突水危险性评价3.1多因素复合本次预测的复合处理采用合并方式，即根据单因素分析的结果，

4、确定影响矿井水害的主要因素。在Surfer软件中，每个突水因素形成一个信息层，即一个信息层一般只包含一个因素的信息，将井田范围按照50×50m格网大小分成95行×147列，共计13965个格网，每个格网利用克里格进行赋值，每个因素形成一个grd格网文件存储。翟镇煤矿底板突水主要因素有构造、含水层富水性、水压、隔水层厚度、底板破坏深度5个因素，在进行复合处理时必须把这5个因素的信息层复合为一个信息层。由于每次复合只能复合两个信息层，所以复合时先复合两个，再将其复合结果与第三个复合，直到与第五个复合，将复合后的数据存在格网文件中。山

5、东科技大学3.2建立突水模型对突水系数公式（式1）进行修改，综合考虑采动矿压、奥灰含水层水压、富水性、隔水层阻水能力、构造复杂程度等因素，构建了底板突水危险性新的评价模型（式2）。山东科技大学3.3下组煤开采底板突水危险性评价根据上述突水模式，以11煤为例对翟镇煤矿下组煤开采进行底板奥灰危险性评价。计算获得井田范围内突水指数变化于0.10～0.58之间，根据突水指数的取值大小及实际突水情况，将全井田划分为突水危险区、较危险区和安全区。山东科技大学（1）危险区突水指数n＞0.40，主要分布矿井中部和东部很小一部分，此区域断层复杂，

6、富水性较强，奥灰突水危险性较高。（2）较危险区突水指数n＝0.25～0.4，分布于矿井中、东部，此区域奥灰富水性中等，断层较为复杂。（3）安全区突水指数n<0.25，主要分布在非富水区，主要位于矿井的西部和东北部，此区域奥灰富水性较弱，构造较为简单。山东科技大学在井田中西部区域11煤已实现了安全开采，说明所建模型能够较好地评价下组煤开采底板突水危险性。山东科技大学