煤层稳定性定量评价模型探讨.pdf

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1、第19卷第9期中国矿业Vo1．19．No．92O10年9月CHINAMININGMAGAZINESep2010矿业纵横煤层稳定性定量评价模型探讨_苎_^em魏迎春，曹代勇，邓觉梅～一一一～～一～～一一(中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室，～北一京100～083)一一摘要：煤层稳定性分类的正确l台，不仅关系到勘探上程布设的合理性及勘探效果，同时，还关系到矿井建设中工作面的布置及开采方式的选择。本文分析r影响煤层稳定一性的～主～要因一素一，并一对一现有一煤～层稳定性定量评价的数学方法进行分析，指出了它们的优缺点。提出了趋势面分析法和数理统计法

2、相结合的数学模型——趋势变异法对煤层稳定性进行定量评价的新思路。该思路不仅考虑了不同煤层厚度变化的离散程度，而且还考虑了煤厚点的空间分布特征和变化规律关键词：煤层稳定性；定量评价；趋势面分析；数理统计中图分类号：TD163文献标识码：A文章编号：1004—4051(2O10)09—0089—03QuantitativeevaluationmodelofthecoalbedstabilityWEIYingehun，CAODai—yong，DENGJuemei(StateKeyIaboratoryofCoalResourcesandSafeExploitati

3、on(CUM～一一T)一～Be一ijing～一，1～一000一83)一～一～一～一～～№～一m一一吣～煤层稳定性分类的正确与否，直接关系到地实际工作中，对于确定不同煤层的稳定性不易掌质勘探类型的合理确定和煤炭资源开发利用价值握，对勘探类型的划分带来一定的主观随意性。的正确评估，同时，还关系到矿井建设中工作面尤其是综采技术的推广，对煤层稳定性评价研究的布置及开采方式的选择[。五十年来，我国一提出了更高的要求，使其成为综采地质条件评价直沿用苏联“煤及油页岩勘探规范”中提出的划的主要任务。所以，定量研究煤层的稳定性具有分方案，分为四类型：稳定型、较稳定型、不稳重

4、要意义。定型、极不稳定型。现行的《煤、泥炭地质勘查1影响煤层稳定性的主要因素规范(DZ／TO215—2002)》采用三轴理论：经济煤层稳定程度主要是根据勘查区(井田)内的、可行的、地质的划分方案，未对煤层稳定性煤层厚度、结构、煤质、煤类的变化及其可采性做出量化的规定，只限于定性的描述。因此，在来确定的。一般煤层厚度、结构的变化和可采性直接影响勘查工程基本线距的确定和矿井建设的收稿日期：2010—0217规模等。煤质煤类的变化往往小于煤厚的变化，基金项目：国家973计划项目“深层煤矿床快速综合探测体系研究”资助(2006CB202208)；中央高校基本科研业

5、务费资助所以煤层稳定性评价主要需要考虑煤层厚度、结作者简介：魏迎春(1977)，女，山东巨野人，博士研究生，讲构的变化，而煤质的变化一般不致影响勘查工程师，主要从事计算机地学应用和矿产资源勘查与评价方面的教学和科研工作。基本线距的确定。中国矿业第19卷1．1煤层厚度的变化基础上，选取合适的定量指标，采用恰当的数学由于受煤层形成时基底构造、原始成煤环境、模型，以计算机技术为手段，对不同勘查区的煤后期冲刷作用和构造作用的影响，造成不同煤田、层稳定性作出定量化的评价，并划分出相应的煤矿井或同一矿井的不同采区、工作面的煤层厚度层稳定性等级。关于煤层稳定性的定量评价

6、研究，不同，或出现增厚、变薄现象。当煤层厚度小于国外早在20世纪40年代便开始了，我国在这方面实际开采高度时，在工作面煤壁表现为破顶或破的研究是从20世纪50年代开始的，20世纪7O年底，给综采设备维护带来困难；当煤层厚度大于代以来这方面的讨论日益增多，一些单位和个人工作面实际开采高度并放顶煤时，由于煤层松软，提出了一些煤层稳定性定量评价的方法，如即以造成漏顶，给顶板管理造成困难。因此，开数理统计法、地质统计法、模糊综合评判等方法。展煤层厚度及其变化研究，对采区的合理布置、目前，对煤层稳定性的定量研究虽然做了大量工采煤方法的正确选择、储量的准确计算、煤炭资

7、作，但认识还未统一，还没有形成统一的标准作源的充分回收等具有重要意义。。为煤层稳定性划分的依据。国内外煤田地质、矿井地质以及数学地质工2．1数理统计法作者对影响煤厚变化的原因和控制因素进行了长在对煤层稳定程度定量化研究中，目前主要期的研究，将影响到煤层稳定性和厚度变化的地采用数理统计方法，即应用概率论的基本理质因素分为原生(包括同生)和后生的两大类。论，对煤层厚度进行统计，分析其各种特征数，原生控制因素主要包括成煤(沉积)环境、基底从中寻求划分煤层稳定性型别的定量依据。目前，地形和起伏对煤层的控制作用，以及上伏砂岩对多采用平均厚度、标准差、变异系数和可采系

8、数煤层的(同生)冲刷作用等因素；后生影响因素等特征数来确定煤层的稳