南屯煤礦下組煤西區(qū)煤層底板突水危險性評價

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1、2012年l0月礦業(yè)安全與環(huán)保第39卷第5期南屯煤礦下組煤西區(qū)煤層底板突水危險性評價肖樂樂1,2，魏久傳，尹會永，牛超，謝道雷，趙金靜(1．山東省沉積成礦作用與沉積礦產(chǎn)重點實驗室，山東青島266590；2．山東科技大學地質科學與工程學院，山東青島266590；3．濟南市商河縣實驗中學，山東濟南251600)摘要：以南屯煤礦16煤十一、十三采區(qū)為例，在詳細分析礦區(qū)水文地質條件和突水規(guī)律的基礎上，確定了6個影響煤層底板突水的主控因素；應用層次分析法(AHP)確定了各因素的權重系數(shù)；運用Surfer建立各主控因素的專題層圖；對各專題圖進行疊加處理，建立基于Surfer的．AHP型煤層底板突

2、水脆弱性指數(shù)評價模型；統(tǒng)計得到突水脆弱性指數(shù)頻率直方圖，確定分區(qū)閾值，最后提出煤層底板脆弱性分區(qū)劃分方案。關鍵詞：煤層底板突水；脆弱性指數(shù)；主控因素；評價中圖分類號：TD745；X913．4文獻標志碼：A文章編號：1008-4495(2012)05-0085-04隨著煤礦開采深度增加及強度加大，煤田水文造復雜程度屬于中等類型。井田內(nèi)含水層有：第四地質條件日趨復雜，煤層底板突水的危害日益嚴重。系上組、下組砂及砂礫層，上侏羅統(tǒng)砂巖含水層，二目前，有關煤層底板突水危險性評價形成的理論和疊系山西組3煤層頂部砂巖，石炭一二疊系太原組方法主要包括突水系數(shù)法、“下三帶”理論、原位張裂三、十下灰，本

3、溪組十三、十四灰，奧灰等含水層。筆與零位破壞理論、“四帶”劃分理論、多元信息融合者主要研究的區(qū)域為礦區(qū)西部16煤第十一、十三法、脆弱性指數(shù)法等J。其中，脆弱性指數(shù)法J采區(qū)(見圖1)。是中國礦業(yè)大學武強教授提出的一種新型的煤層底16煤開采所涉及的含水層主要為本溪組灰?guī)r板水害評價方法。筆者在脆弱性指數(shù)法的基礎上，含水層和奧陶系灰?guī)r含水層，16煤至十四灰、奧灰應用基于Surfer的AHP型脆弱性指數(shù)法對南屯煤礦平均間距分別為53．51m：和90．22m，是威脅l6煤底板水害進行評價分析，較好地解決了該區(qū)的煤層安全開采的主要充水含水層。底板突水預測預報難題。2基于Surfer的AHP型脆弱性

4、指數(shù)法的基1研究區(qū)概況本原理南屯煤礦位于山東省鄒城市西部北宿鎮(zhèn)、太平基于Surfer的AHP型脆弱性指數(shù)法的基本原鎮(zhèn)和中心店鎮(zhèn)境內(nèi)。該區(qū)地貌類型為山前沖積平理：利用Sufer對各個主控因素的數(shù)據(jù)資料進行網(wǎng)原，為溫帶半濕潤季風區(qū)，屬大陸一海洋問過渡性氣格剖分量化處理，生成各影響因素的專題層圖；利用候，四季分明。平均降水量720．3mm。層次分析法(AnalyticHierarchyProcess，AHP)構造南屯井田位于兗州向斜南翼，總體呈單斜構造，判斷矩陣，計算出各因素對總目標的影響權重；應用東、西分別被嶧山、馬家樓斷層所截，井田西部發(fā)育Surfer的空間復合疊加功能按照各因素權重貢

5、獻值著次一級褶皺及小斷層，東部斷裂構造發(fā)育，井田構對專題圖進行復合疊加，形成煤層底板突水脆弱性指數(shù)分布圖；對突水脆弱性指數(shù)進行統(tǒng)計分析，確定分區(qū)閾值，最終得出符合實際的煤層底板突水脆弱收稿日期：2012—02—23；2012—08～23修訂性評價分區(qū)方案?；痦椖浚荷綎|省沉積成礦作用與沉積礦產(chǎn)重點實驗室開放課題(DMSM201012)；國家自然科學基金項目(41072212)；3建立基于Surfer的AHP型脆弱性指數(shù)法長江學者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃項目；中國煤炭工業(yè)協(xié)會2011評價模型年度科學技術指導性計劃項目(MTKJ2011—369)作者簡介：肖樂樂(1985一)，女，山東濱州人，

6、碩士研究生，3．1確定主控因素主要從事礦井水害防治的研究。E—mail：sara_xiao@163．corn。主控因素的合理選擇對層次分析法模型的建立·85．2012年1O月礦業(yè)安全與環(huán)保第39卷第5期3．3各主控因素影響權重的層次分析法表3層次總排序3．3．1建立層次結構模型根據(jù)影響底板突水主控因素的分析結果，將研究對象劃分為3個層次。底板突水危險性評價為模型的目標層(A層次)；模型的準則層(B層次)為承壓含水層(B)、地質構造(B)、底板隔水層(B。)；各個具體的主控因素(i=1—6)指標構成了本模型的決策層(c層)。底板突水脆弱性評價層次結構模型見圖3。通過計算，判斷矩陣的隨機

7、一致性比例CR=A層次底板突水危險性指標Al0．09293，滿足完全一致性條件CR