深部采区复杂构造煤层顶板砂岩富水性多因素预测研究

发布时间：2017-09-26 04:29

  本文关键词：深部采区复杂构造煤层顶板砂岩富水性多因素预测研究

  更多相关文章： 复杂构造 埋深 砂岩裂隙 导高 层次分析 神经网络

【摘要】：矿井顶板水害是矿井水害之一,严重威胁了煤炭的安全回采。矿井顶板水的涌出,不仅恶化了工作面的生产环境,而且给矿井生产带来不安全因素。六采区位于兖州煤田向斜核部南翼,采深600-1000m,地应力水平高;采区断层多、次级褶皱多,构造复杂。3煤顶板砂岩含水层的富水性分布极不均匀,水文地质开采条件复杂,局部地段存在发生灾害性涌水的可能。本文以采区及邻近采区水文地质钻孔资料为基础,分析了采区的水文地质边界条件和煤层顶板含、隔水层关系,确定了采区以静储量为主的砂岩裂隙水。根据钻孔资料和煤层顶板岩性等资料多因素分析和模拟了采区导水裂隙带发育高度,确定了砂岩累计厚度、冲洗液消耗量统计高度为100m。在前人研究的基础上,研究了应力水平对砂岩裂隙的影响,得到采区随着煤层顶板砂岩埋深的增加,裂隙趋于闭合,富水性相对降低的结论。通过断层的稳定性给采区定性,在构造稳定的基础上,应用体应变公式,得到结论并且结合采区不同深度的抽水试验验证了结论的正确性。应用Arcgis与matlab软件,采用岩性、裂隙率、构造、应力水平因素,建立层次分析(AHP)富水性模型和神经网络(ANN)富水性模型。采用专家经验打分方法,得到影响因子系数,采用加权叠加方式,得到采区相对性富水性分区图;采用十四、四采区突水点再随机加人工微调选择非突水点作为学习训练样本,得到人工神经网络(net),应用神经网络对煤层顶板砂岩富水性分区。对比和研究了六采区层次分析(AHP)富水性分区图与神经网络(ANN)富水性分区图之间的关系。结合采区钻孔抽水资料,以及近年来采区开采情况,验证富水性分区图的分区结果。给予采区涌水量估计和采区防治水方案。
【关键词】：复杂构造 埋深 砂岩裂隙 导高 层次分析 神经网络
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD745;P641.461
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 变量注释表15-16
• 1 绪论16-24
• 1.1 选题背景及研究意义16-18
• 1.2 国内外研究现状18-21
• 1.3 主要研究内容21-22
• 1.4 研究方法及技术路线22-24
• 2 研究区概况24-34
• 2.1 自然地理条件24-26
• 2.2 研究区地质、水文地质条件26-32
• 2.3 矿区突水记录32-34
• 3 断层影响下导水裂隙带高度预计分析34-46
• 3.1 导水裂隙带高度影响因素分析34-36
• 3.2 多因素导水裂隙带高度预计分析36-40
• 3.3 断层影响下导水裂隙带发育高度的数值模拟40-45
• 小结45-46
• 4 地应力场对古构造裂隙的控制分析46-54
• 4.1 采区现今地应力分布情况46-47
• 4.2 矿区地质构造与古应力场的关系47-50
• 4.3 埋深对裂隙的影响50-52
• 4.4 采区富水性与埋深的抽水试验研究52-53
• 小结53-54
• 5 采区顶板砂岩多因素富水性综合评价54-76
• 5.1 评价方法54-57
• 5.2 富水性影响因素分析57-65
• 5.3 顶板砂岩多因素层次分析（AHP）模型及分区评价65-69
• 5.4 神经网络（ANN）评价模型与分区评价69-73
• 5.5 层次分析（AHP）与神经网络（ANN）富水性模型对比分析73-76
• 6 采区涌水量预计及首采面水害防治76-81
• 6.1 采区涌水量预计76-78
• 6.2 首采面探放水孔初步设计78-81
• 结论81-82
• 参考文献82-86
• 附录86-87
• 作者简历87-89
• 学位论文数据集89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 黄存捍;冯涛;王卫军;刘辉;;断层影响下底板隔水层的破坏机理研究[J];采矿与安全工程学报;2010年02期

2 高延法;岩移“四带”模型与动态位移反分析[J];煤炭学报;1996年01期

3 聂宗笙;华北地区的燕山运动[J];地质科学;1985年04期

，

本文编号：921508