基于超熵理论的泥石流危险性模糊综合评判

泥石流灾害往往造成巨大经济损失,但由于其影响因素众多,如何合理进行危险性评判一直是研究的焦点问题.本文以研究项目为依托,选择泥石流流域沟谷的纵剖面形态指数作为流域的地貌特征指标,用超熵理论量化泥石流流域地貌系统的稳定性与演化趋势,并借助于模糊综合评判手段,对泥石流危险性进行评价.评判结果表明:该方法的评价结果与实际较为接近,为泥石流流域系统的演化趋势预测以及危险性等级划分提供了良好的分析方法.     

煤层底板突水突变模型

本文建立了煤层底板突水的一个尖点突变 (cusp)模型 ,并分析了煤层底板失稳破坏发生突水的机制。基于定态曲面方程 ,可求得煤层底板水压应力比 Ip。当 Ip 1时 ,发生突水 ;当 Ip 1时 ,不会发生突水。基于分支曲线方程 ,可求得煤层底板突水临界采动导水裂隙带深度 h1l,当 h1 h1l 时 ,发生突水 ;当 h1 h1l 时 ,不会发生突水。     

聚类分析模糊综合评判法在矿井突水危险性评价预测中的应用

为了准确评价矿井突水危险性,根据聚类分析和模糊综合评判法的原理,以大同矿区同地永财坡煤矿为例,针对现有9个钻孔的煤层底板破坏深度、底板保护层深度、奥灰静水水压、底板有效保护层深度、带压系数、突水系数6个影响矿井突水的关键因子,在采用聚类分析法对该煤矿4#煤层底板突水进行分区的基础上,再利用模糊综合评判法对各突水分区进行等级划分,将突水分区划分成"安全"、"较安全"、"较危险"、"危险"和"极危险"5个等级。经计算,该矿4#煤层底板北部及中部划分为安全区,仅南部和东南部为突水较危险和极危险区。     

滑坡危险性的模糊综合评判

本文以江西省上饶县一山体滑坡为例,介绍了模糊综合评判法在滑坡的危险性评判中的应用,利用该方法对滑坡的危险性进行评判,对今后的地质灾害调查具有指导意义。     

基于多方法的煤层底板突水危险性评价

选择平顶山煤田二矿、十矿和十二矿51个钻孔的隔水层厚度、断层复杂程度、含水层水压、含水层单位涌水量、采高5个因素为评价因子,以层次分析法和灰色关联分析法计算的常权权重为基础,应用变权理论确定各指标因子的变权权重;分别利用物元可拓法、模糊可变集理论、突变理论、模糊综合评价法,对煤层底板突水危险性进行评价并确定突水危险性等级。与实际开采情况的对比分析证明,模糊可变集理论是最适宜研究区的底板突水危险性评价方法,评价结果与开采实际较为吻合。模糊可变集理论的评价表明,二矿、十矿、十二矿带压区内安全区占比分别为4.08%、14.30%、0,低威胁区占比分别为76.91%、83.14%、85.78%,高威胁区占比分别为19.01%、2.56%、14.22%,研究区内暂无危险区。      

基于岩性-结构的煤层底板突水危险性评价

煤层顶底板突水危险性预测与评价是煤矿突水灾害防治的基础和依据。针对煤层底板隔水介质条件,分析了煤系岩石力学性质,煤层底板突水的岩性、结构和厚度特征,建立了煤层底板突水危险性评价理论和方法。研究表明：煤层底板隔水介质条件取决于隔水层岩性和断裂构造,随着底板泥岩含量增加,煤层底板隔水性能增高,但抗水压能力降低;随着断裂发育程度的增加,底板隔水层由完整结构、块裂结构到碎裂结构和松散结构,煤层底板抗水压能力和隔水性能均降低,突水危险性增大。煤层底板抗水压能力与煤层底板隔水层厚度密切相关,统计表明,煤层底板受的极限水压p与底板隔水层厚度h之间为2次幂函数关系。在传统突水系数的基础上考虑了隔水层的岩性和结构特征,提出了煤层底板突水危险评价分类;进一步根据水压P_w与岩体破裂压力P_c关系和水压P_w与最小主应力σ_hmin关系判断是否突水。     

基于区间变权和未知测度理论的煤层底板突水危险性评价

随着华北型煤田开采深度不断增加,煤炭开采过程中的水文地质条件及突水主控因素日趋复杂多变,各主控因素与评价结果之间相互联系的模糊性和不确定性更加难以刻画,致使底板突水预测的难度精度不断增加。本文以某典型华北型煤田矿井为例,基于实际水文地质资料及钻探数据,充分考虑含水层水文地质特征、隔水层工程地质特征及软弱结构面发育特征,遴选含水层水压、单位涌水量、隔水层厚度、泥岩占比、岩体质量指数、层理面数量、构造复杂程度7个因子构建综合评价体系。利用组合赋权法及区间变权理论确定指标变权权重,并基于未知测度理论构建综合评价模型,对煤层底板突水危险性进行精细评价。与常权-未知测度理论、区间变权-物元可拓两种模型的评价结果对比显示,区间变权-未知测度理论的权重确定、隶属度计算更加合理,评价结果更加符合矿井地质条件及开采实际。井田范围内底板突水危险性为弱、较弱、较强、强的区域面积占比分别为2.26%,54.81%,38.05%,4.88%,底板突水危险性总体上较弱,危险性较强的区域集中在断层密集发育地带及隔水层薄弱区域。     

赵官井田10煤层底板突水危险性评价

从地质构造、含水层、隔水层、开采条件等方面详细分析了赵官井田10煤层底板突水的影响因素,确定了断层强度指数、褶皱分维值、\     

基于AHP-模糊综合评判的岩溶塌陷危险性评价

我国1/3以上的国土面积有可溶岩分布,尤其是我国南方各地经常发生岩溶塌陷,且塌陷的数量多、规模大,严重影响国民经济建设;目前,用于岩溶塌陷危险性评价的方法很多,但普适性有限。在大量实地调研资料的基础上,选取15个因素并分成4个类别,运用层次分析法确定评价因子权重,以模糊数学理论为基础建立岩溶塌陷危险性评价两级综合评判模型,以岭形分布函数作为定量影响因素的隶属函数,并给出了确定岭形隶属函数的定量表达式;以某重大工程岩溶地基作为算例,评价结果与经验公式法评判结果吻合较好,表明评价结果真实可靠,可为工程设计、施工提供一定依据。     

基于改进变权模型的煤层底板突水危险性评价

在目前煤层底板突水评价模型中,变权模型解决了常权模型中权重不变所导致的主控因素指标值被其他指标中和的问题,凸显了主控因素指标值突变的控制作用特征。但变权模型中状态变权函数区间划分不符合正态分布规律,同时,调权参数的确定过于繁琐。针对此,对现有变权模型进行改进,首先将状态变权函数区间由四段式,调整为符合正态分布的三段式,即惩罚区间、不惩罚不激励区间、激励区间。其次,通过分析主控因素指标值归一化累积频率确定变权区间阈值,并分别选取累积频率界限值25%、75%对应值作为各区间的阈值d_j1、d_j2。最后,通过对调权参数赋初值、微调整,确定最终调权参数,从而构建煤层底板突水的变权评价模型。以三交煤矿5号煤层为例,应用改进的分区变权评价模型对目标煤层底板突水脆弱性进行评价,并与常权评价模型评价结果进行对比分析,发现突水危险区整体分布趋势一致,但局部断层突变处存在明显差异,表明变权模型有效凸显了断层对突水的控制作用,较好地刻画区域底板突水情况,较符合实际。     

井陉矿区煤层底板突水综合分析

井陉煤矿开采80多年来,深受煤系底板岩溶承压水突水之害。其突水规律的探讨将有益于今后矿井安全生产和对突水问题的深入研究。实践证明,这种底板突水是一种多因素的随机矿井水文地质现象。本文拟从综合分析实际资料入手,采用经验统计方法提取有效信息,进而揭示其内在规律,探索突水预测的可能途径,以促进在综合防治条件下,利用隔水层“带压”开采深部煤层的顺利开展。     

GIS在煤矿底板突水危险性预测中的应用

本文在系统介绍ＧＩＳ应用于煤矿底板突水预测基本流程的基础上，通过三个不同的实例，建立了有、无突水资料情况下煤矿（矿区）底板突水模式，为煤矿底板突水预测预报提供了一条新的有效的途径。     

煤层底板原位综合测试及突水危险性评估

在实施井下钻孔水压致裂地应力测量的同时,评价岩层阻水性能,确定导升带高度,做到一孔多用。测试区实际观测表明,泥岩、粉砂岩、中砂岩、灰岩阻水性能由大到小,导升高度则由小变大,平均导升高度约32m; 地应力测量表明,该测试区原始地应力状态为SH＞Sv＞Sh,最大水平主应力方向NE至NEE。突水临界指数评价表明,-550m水平采煤工作面掘进时突水的可能性较大,应当采取防范措施。     

京西矿区地面塌陷危险性模糊综合评判

京西矿区地貌上属中低山,发育石炭系和侏罗系2套煤系地层,采用平硐和斜井开采方式回采煤层,经过多年开采地表塌陷普遍、现象独特。通过野外调查和实测,研究了京西矿区地面塌陷灾害的类型与分布特征,依据两级模糊综合评判的理论与方法,建立了矿区地面塌陷危险性评判模型及评判指标,运用GIS空间分析功能进行京西矿区地面塌陷危险性区划,将矿区地面塌陷划分为危险区、较危险区和稳定区。综合评判结果表明,区内地面塌陷危险程度有明显的分区性,地面塌陷危险区与矿区采空区的分布基本一致。     

淮北袁店煤矿101、102采区煤层底板突水危险性综合评价

为有效控制煤层底板带压开采突水发生,同时解决突水系数法评价底板突水的局限性,引入灰色模糊聚类法综合评价煤层底板突水危险性。以袁店煤矿101、102采区为例,通过对10煤层水文地质条件、底板充水水源和充水通道深入分析,提取评价煤层底板突水危险性关键指标,综合考虑岩溶裂隙发育、地质构造、隔水层厚度、裂隙含水层富水性、灰岩含水层厚度5个突水主控因素,并进行底板突水危险性分区。结果表明：101采区底板突水危险性较小,102采区危险性较大。建议对102采区局部富水地段进行注浆加固,以达到防治突水的目的。     

新义煤矿底板采动破坏规律及突水危险性研究

为了研究新义煤矿煤层底板的突水危险性,分析了矿区的水文地质条件,设计了底板采动破坏的测试方案,结合FLAC数值模拟软件和经验公式对底板采动破坏深度进行了分析,采用考虑矿压影响的斯列萨列夫公式对底板突水危险性进行了评价,为新义煤矿的安全合理开采提供了科学依据。     

高地应力条件下近断层开采底板突水危险性研究

兖州煤田各矿区目前已相继开始下组煤开采工作,深部下组煤开采受高地应力、高奥灰水压力影响,开采难度远大于浅部煤层。本文以兴隆庄煤矿开采下组煤中的16上煤和17煤两层煤为例,利用有限差分软件FLAC3D模拟了高地应力条件下近断层煤层反复采动过程,获得了采煤工作面距断层不同距离时的采场围岩竖向位移、竖向应力和塑性区分布图;对比分析了初次采动和第二次采动时围岩竖向位移、竖向应力和塑性区分布规律;利用塑性区分布范围是否与含水断层接触判断煤层底板是否突水,并得到了工作面发生底板突水时的临界突水距离,与规范计算结果进行对比,两者基本一致。研究成果对指导煤矿防治水害工作和确定防隔水煤岩柱留设宽度具有一定参考意义。     

煤层底板突水综合监测技术及其应用

底板岩溶水害是华北型煤田较为普遍存在的问题,因其具有隐蔽性、突发性的特点,防治水工作面临巨大的问题和挑战,因此,底板突水监测预警已成为煤矿安全生产过程中的必要措施。底板水害的形成和发生都有一个从孕育、发展到发生的演变过程,在此过程的不同阶段,底板裂隙、岩层视电阻率等均会释放出对应的突水征兆,及时、准确、有效地采集这些信息,根据这些信息判别突水过程中的具体水文地质特征,为建立突水监测系统奠定了基础。根据突水三要素,在葛泉煤矿东井11916工作面,利用井-地-孔微震监测技术和视电阻率监测技术构建了底板突水综合监测系统,对引起突水的导水通道和水源2个要素进行实时监测。监测结果表明：正常情况下,11916工作面回采过程中底板破坏深度为20~25 m,但是在2019年9月14日工作面推进到中间巷道时,运料巷和中间巷来自顶板的压力对底板破坏的叠加作用,以及附近的陷落柱原有破裂,致使该位置底板破坏深度加大,达到30~35 m,底板本溪灰岩水通过导水通道进入运料巷,底板出水2 m³/h,从视电阻率监测结果中不难发现1个低阻异常体从底板下逐步向上发育的过程。利用井-地-孔微震监测技术和视电阻率监测技术构建的底板突水综合监测系统能够捕捉到底板突水征兆,对于预测重特大水害事故的发生具有重要意义和实用价值。     

基于组合赋权的加权秩和比法的底板突水危险性评价

煤层深部开采使得煤矿底板水害事故频发,传统突水危险性评价方法评价指标单一、评价结果偏离实际的弊端逐渐显露,造成众多新型评价方法涌现。以河北省华北型煤田东欢坨矿为研究对象,选取含水层性能、隔水层性能、地质条件、煤层条件的评价因素集,综合考虑10个评价因素,建立适用于东欢坨矿的底板突水危险性评价指标体系;利用层次分析法确定各指标主观权重,利用CRITIC法确定各指标客观权重,将2者耦合得到综合权重,兼顾专家主观经验与数据客观信息,保证权重确定的全面性;引入加权秩和比法,构建评价矩阵,依据指标对评价对象所产生的优劣性影响将其分为高优型指标和低优型指标,编秩计算WRSR值,对数据进行分档排序,确定安全、较安全、较危险、危险4个评价等级区间,形成评价模型;利用GIS强大的空间管理及信息处理功能,完成结果的信息展示;将评价结果与实际工程出水位置相比较,发现突水位置都在底板突水较危险区域,并与传统评价方法突水系数法相对比,证明评价模型有效。研究成果形成了煤层底板突水危险性评价新方法,丰富煤层底板突水危险性评价方法的种类,为煤矿防治水工作者提供新思路。      

基于AHP的模糊综合评判在公路地质灾害的危险性评价

以自贡市省道S305线一级公路地质灾害为研究对象,分析了公路复杂的地质环境条件—地质构造特征、地形地貌特征、水文气象特征地层岩性、断裂与地震等因素。采用改进的层次分析法,建构省道S305线一级公路的各类地质灾害评判模型,再结合经济损失,运用模糊综合评价数学模型,得出其地质灾害的危险性分区结论,为公路地质灾害的防治提供了科学的参考依据。