南屯煤矿下组煤西区煤层底板突水危险性评价

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1、2012年l0月矿业安全与环保第39卷第5期南屯煤矿下组煤西区煤层底板突水危险性评价肖乐乐1,2，魏久传，尹会永，牛超，谢道雷，赵金静(1．山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室，山东青岛266590；2．山东科技大学地质科学与工程学院，山东青岛266590；3．济南市商河县实验中学，山东济南251600)摘要：以南屯煤矿16煤十一、十三采区为例，在详细分析矿区水文地质条件和突水规律的基础上，确定了6个影响煤层底板突水的主控因素；应用层次分析法(AHP)确定了各因素的权重系数；运用Surfer建立各主控因素的专题层图；对各专题图进行叠加处理，建立基于Surfer的．AHP型煤层底板突

2、水脆弱性指数评价模型；统计得到突水脆弱性指数频率直方图，确定分区阈值，最后提出煤层底板脆弱性分区划分方案。关键词：煤层底板突水；脆弱性指数；主控因素；评价中图分类号：TD745；X913．4文献标志码：A文章编号：1008-4495(2012)05-0085-04随着煤矿开采深度增加及强度加大，煤田水文造复杂程度属于中等类型。井田内含水层有：第四地质条件日趋复杂，煤层底板突水的危害日益严重。系上组、下组砂及砂砾层，上侏罗统砂岩含水层，二目前，有关煤层底板突水危险性评价形成的理论和叠系山西组3煤层顶部砂岩，石炭一二叠系太原组方法主要包括突水系数法、“下三带”理论、原位张裂三、十下灰，本

3、溪组十三、十四灰，奥灰等含水层。笔与零位破坏理论、“四带”划分理论、多元信息融合者主要研究的区域为矿区西部16煤第十一、十三法、脆弱性指数法等J。其中，脆弱性指数法J采区(见图1)。是中国矿业大学武强教授提出的一种新型的煤层底16煤开采所涉及的含水层主要为本溪组灰岩板水害评价方法。笔者在脆弱性指数法的基础上，含水层和奥陶系灰岩含水层，16煤至十四灰、奥灰应用基于Surfer的AHP型脆弱性指数法对南屯煤矿平均间距分别为53．51m：和90．22m，是威胁l6煤底板水害进行评价分析，较好地解决了该区的煤层安全开采的主要充水含水层。底板突水预测预报难题。2基于Surfer的AHP型脆弱性

4、指数法的基1研究区概况本原理南屯煤矿位于山东省邹城市西部北宿镇、太平基于Surfer的AHP型脆弱性指数法的基本原镇和中心店镇境内。该区地貌类型为山前冲积平理：利用Sufer对各个主控因素的数据资料进行网原，为温带半湿润季风区，属大陆一海洋问过渡性气格剖分量化处理，生成各影响因素的专题层图；利用候，四季分明。平均降水量720．3mm。层次分析法(AnalyticHierarchyProcess，AHP)构造南屯井田位于兖州向斜南翼，总体呈单斜构造，判断矩阵，计算出各因素对总目标的影响权重；应用东、西分别被峄山、马家楼断层所截，井田西部发育Surfer的空间复合叠加功能按照各因素权重贡

5、献值着次一级褶皱及小断层，东部断裂构造发育，井田构对专题图进行复合叠加，形成煤层底板突水脆弱性指数分布图；对突水脆弱性指数进行统计分析，确定分区阈值，最终得出符合实际的煤层底板突水脆弱收稿日期：2012—02—23；2012—08～23修订性评价分区方案。基金项目：山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室开放课题(DMSM201012)；国家自然科学基金项目(41072212)；3建立基于Surfer的AHP型脆弱性指数法长江学者和创新团队发展计划项目；中国煤炭工业协会2011评价模型年度科学技术指导性计划项目(MTKJ2011—369)作者简介：肖乐乐(1985一)，女，山东滨州人，

6、硕士研究生，3．1确定主控因素主要从事矿井水害防治的研究。E—mail：sara_xiao@163．corn。主控因素的合理选择对层次分析法模型的建立·85．2012年1O月矿业安全与环保第39卷第5期3．3各主控因素影响权重的层次分析法表3层次总排序3．3．1建立层次结构模型根据影响底板突水主控因素的分析结果，将研究对象划分为3个层次。底板突水危险性评价为模型的目标层(A层次)；模型的准则层(B层次)为承压含水层(B)、地质构造(B)、底板隔水层(B。)；各个具体的主控因素(i=1—6)指标构成了本模型的决策层(c层)。底板突水脆弱性评价层次结构模型见图3。通过计算，判断矩阵的随机

7、一致性比例CR=A层次底板突水危险性指标Al0．09293，满足完全一致性条件CR