矿井断层构造复杂程度的GIS与熵值耦合评价研究

基于GIS与熵值耦合理论的矿井断层构造复杂程度的综合评价方法,建立了断层构造的非线性特征值、断层规模指数、煤层底板倾角指数、断层断距指数等与矿井构造复杂程度相关的评价指标体系。并以河南某矿为例,对矿井断层构造复杂程度进行多因素评价综合分区。结果显示:该矿井构造以中等和简单为主;在构造简单-中等区,构造对煤层开采基本无影响,而在构造复杂区,断层可导致水文地质条件变得较为复杂,影响煤层安全开采。     

基于GIS组件与ANN耦合技术的矿井构造复杂程度评价

矿井构造是影响煤矿安全生产的主要因素,对瓦斯突出、矿井突水有着明显的控制作用。矿井构造具有空间性和非线性等特点,使矿井构造复杂程度评价的难度较大,据此利用MapObjects的空间分析功能和非线性人工神经网络（ANN）耦合技术,对矿井构造复杂程度进行评价。根据前人的研究成果,将突水系数、底板倾角变异系数、底板标高变异系数、断层强度指数、断层密度等5项指标引入评价体系,经过空间分析统计和模型识别,建立了矿井构造复杂程度评价模型。在开滦矿区东欢矿8煤层构造复杂程度的评价中,共训练及评价了研究区的226个评价单元．评价结果表明研究区西部及西北部构造复杂,中部及东南部构造相对简单。     

煤矿断层构造复杂程度的非线性分析

煤矿中断层构造对开采条件、瓦斯突出、矿井突水等都有显著的影响。以陈四楼煤矿为例,利用分形理论计算了深部采区断层构造的分维,对断层构造的复杂程度进行了讨论和划分;分析了不同区域断层构造分维值出现差异的原因;建立了断层构造分维与矿井突水单位涌水量的对应关系,随断层分维的增加,矿井突水的单位涌水量也将随之增大。研究区的断层分维在0.7925～1.4534,断层总体的复杂程度为中等。     

朱仙庄矿断裂分形研究及其对瓦斯赋存的控制

在系统分析断裂构造的基础上,应用分形理论与方法,采用盆维数法对朱仙庄煤矿断裂网络进行复杂程度评价。评价结果表明:矿井断裂构造总体偏于复杂,分维值大于1.2的复杂单元约占总数的66.7%,研究区东南部和中偏北部构造偏于简单。通过对分维值与断裂构造的对比研究,认为分维值是评价朱仙庄矿断裂网络复杂程度较为可靠的指标,8煤层瓦斯含量以F10断裂为界呈现北低南高的趋势,与分维值耦合较好,表明分维值可作为矿井瓦斯突出预测的指标之一。     

淮南煤田丁集煤矿构造特征及成因分析

在系统分析丁集煤矿煤田勘查及开采地质资料的基础上,结合区域构造演化特征,深入探讨了丁集矿井构造特征及其成因机制。研究结果表明丁集煤矿总体构造形态为单斜,地层倾向SSW~E,次级褶曲和断层较发育,大中型断层以逆断层为主,多向南倾,走向主要为NWW和NNE向。丁集矿井可划分为北部潘集背斜区、西部宽缓褶曲挤压区,中部丁集盆状区和南部平缓区。丁集矿井构造成因与区域构造演化密切关联,主要经历了印支、燕山和喜马拉雅三期构造运动的叠加,形成现今构造格局。     

矿井地质动力环境评价方法与冲击地压矿井类型划分研究

冲击地压等矿井动力灾害的发生受多因素影响,是自然地质动力环境条件和开采工程扰动条件耦合作用的结果。冲击地压发生的时间、空间、强度等特征与矿井所处区域地质动力环境有关,由于不同煤田、不同矿区、不同矿井所处的区域地质动力环境存在差异性,致使有些煤矿不具备发生冲击地压的地质动力环境条件,而有些煤矿发生冲击地压的类型也不同。提出矿井地质动力环境评价方法,并构建评价指标体系。在地质动力环境研究中,主要考虑自然地质条件下外部地质体的动力作用对冲击地压的影响效应,确定构造凹地反差强度、矿井区域断块构造运动、断裂构造、构造应力、开采深度、上覆岩层结构特征、本区及邻区判据条件等影响因素为评价指标,根据各因素对矿井的影响程度情况,给出每个因素的不同量化评价值。综合量化评价结果,判定矿井是否具有发生冲击地压的地质动力环境：(1)当综合评价指标值n为0～0.25,表明矿井不具备冲击地压发生的地质动力环境;(2)当综合评价指标值n为>0.25～0.50,矿井具有弱冲击地压发生的地质动力环境;(3)当综合评价指标值n为>0.50～0.75,矿井具有中等冲击地压发生的地质动力环境;(4)当综合评价指标值...     

单侯井田构造发育规律及其对煤层开采的影响

从区域构造入手,对单侯井田构造进行分析,认为井田内断层发育以走向NW—NE、落差≤5m的小型正断层为主,且主要分布于大中型构造的两侧．特别是在其弧形转折带附近往往形成“羽”状雁列的小断层密集带。断层垂向上多分布于4—7号煤层之间的厚煤层发育区,其严重破坏了煤层的连续及完整性,是影响煤层开采的最主要因素之一。井田褶皱构造相对不发育,以短轴小型背、向斜为主,均属缓波状褶曲,对煤层的开采无影响或影响较小。根据井田地质构造发育程度,对其进行预测及分区评价：井田东部为强烈的构造挤压带,以发育走向NW-近EW—NE向的大型逆掩断层为特点,构造最复杂;井田西北部是相对较轻微的构造挤压带,以发育走向NE向的逆断层为特征,构造较复杂;井田南部以发育近SN或NNW向正断层为主,构造相对简单。评价结果对矿井设计及采区与工作面布置有一定的指导作用。     

基于模糊综合评判法的地质构造复杂程度评价——以许厂煤矿330采区为例

矿井地质构造是影响煤矿安全开采的首要地质因素。鉴于许厂煤矿330采区构造特征和发育规律不清,为合理安排生产和正确选择采掘方式,在分析整理现有采掘地质资料的基础上,按照400m×400 m把许厂煤矿330采区划分成44个单元,选取了断层密度、断层强度、平面褶皱强度指数、分维值四个定量评价指标,采用模糊综合评判法对3下煤层的构造复杂程度进行了分析评价。评价结果表明:属于Ⅰ类的有25个单元,Ⅱ类的有7个单元,Ⅲ类的有6个单元,Ⅳ类的有6个单元,开采实际揭露情况与评价结果基本一致,基于模糊综合评判法的地质构造复杂程度评价基本可靠,可为矿井的高效安全生产提供一定的指导依据。     

鲍店井田的层滑构造

层滑构造是影响矿井采掘生产的主要因素之一。笔者根据鲍店煤矿实际揭露资料,系统分析了鲍店井田层滑构造的类型、特征、发育规律和对生产的影响,并对未采区进行了预测。研究成果对掌握煤层赋存规律,地质异常判断和处理都很有帮助      

京西地质构造对矿井动力灾害的影响

研究京西(燕山西段及北京西山地区)区域地质构造及其演化对煤层的赋存控制作用,对揭示京西煤矿矿井动力灾害发生的动力学背景具有重要意义。从京西煤田内矿井动力灾害发生的区域构造背景入手,结合构造应力场分布特征,利用地质动力区划构造凹地反差强度评价方法,对具备发生动力灾害条件的矿井给出量化评价指标。通过分析确定,京西煤田开采矿井具备发生矿井动力灾害的动力环境,这对指导矿井安全开采具有现实意义。      

任楼矿井72煤层断层构造分形特征研究

利用分形理论,对安徽皖北任搂煤矿72煤层断层分形特征进行了研究,计算了不同构造分区的维数。研究发现构造复杂性不同及断裂性质的不同其分形维数也有所不同,构造简单,断层分维数小,而构造复杂区,断层分为数相对较大;剪切断裂带具有较低的分维值,张扭性断裂带分维值较高。     

南屯煤矿构造复杂性分析

矿井构造严重制约着煤矿的建设与生产．对其研究不仅要定性更要定量分析。在分析南屯煤矿地质构造的基础上,利用模糊综合评判方法对井田构造复杂性进行定量分析,其结果与实际基本一致。井田总体构造偏于简单,简单和较简单的单元占总数的70．4％。但在井田东部及东北部构造偏于复杂。因此采区应首先布置在中西部,采用综合机械化开采和普通机械化采煤方法;在矿井东部及东北部宜采用爆破采煤方法,同时要注意煤矿水害的防治。模糊综合评判方法为矿井地质构造定量研究提供了有效途径。     

基于分形理论的杨柳矿10煤底板岩体结构类型划分

根据分形理论对杨柳矿10煤层底板断裂构造复杂程度进行评价,利用岩体结构和断裂发育程度之间的关系,以分维值为基本特征量,将10煤底板隔水层段岩体结构划分为完整结构、块裂结构、碎裂结构和松散结构。分析认为在矿井的西南部,即F7断层与F11断层之间区域,底板岩体结构处于松散状态,对煤矿开采不利。     

雅店煤矿水文地质条件及防治水研究

雅店煤矿位于彬长矿区北部,地质构造简单,主要可采煤层为延安组的4#煤层。通过对矿井水文地质条件的分析研究,认为对矿井安全生产有影响的含水层主要为富水性中等且水头压力较高的洛河组含水层,导水通道主要为煤层开采形成的导水裂隙带。提出了矿井井筒施工和煤层开采过程中,在防治水工作中应借鉴临近矿井的经验,加强首采工作面煤层采动前、后含水层变化规律及导水裂隙带发育规律的研究,采用超前探水、疏水降压、合理留设防水煤岩柱等防治水建议。     

贵州省黔西县官寨井田地质构造特征及力学分析

黔西官寨井田主体构造为一背斜,位于关寨向斜与黔西向斜之间的隆起部位,走向NE-EW,井田受三条大断层（F1、F2、F3）切割,自然划分为三个区块：北区块（F2以北）为向N倾的单斜,地层倾角缓,断层稀少,构造简单;西南块区（F2以南、F12以西）断层发育,为构造复杂地段;南东区块（F2以南、F12以东）构造中等。通过对井田构造特征及应力场分析,认为官寨井田构造主要形成于燕山期,早期产生反时针NW-SE向的挤压,形成关寨向斜和F12等断层,从中期到晚期转为顺时针扭动,产生NE-SW向挤压,形变加剧,形成沙井背斜和F1断层,喜山期使井田内NE、NW向构造进一步演化,导致沙井背斜轴和F2断层产生弧形弯曲。根据井田构造发育特征,建议矿井开采首选地段应为沙井背斜的北翼,南翼西部构造复杂,需进一步研究断层分布规律,以正确指导煤矿的安全生产。     

青龙煤矿采探对比及构造分析

通过对青龙井田两次勘查进行采探对比分析,认为存在工程量不足、构造和煤层控制程度低、高级资源量比例低、地质规律研究不足等问题。青龙井田构造以断层为主、褶曲为辅,小断层、小型紧闭褶曲极为发育,断层具有落差大、密度大、延展长度大、相互切割、下盘牵引破坏明显等特点,断层总体以NE向为主,可分为NE向正、逆断层组,NW向正、逆断层组4组。井田F4、F22断层附近及F4断层以南、F22断层东南为构造复杂区,升田深部为构造较复杂区,综合评价井田构造复杂程度为较复杂一复杂类型。目前矿井生产被动局面是由于地质构造复杂、煤层稳定性差和前期勘查程度低造成,通过分析构造和煤层对采区和工作面设计、工作面回采等影响,提出了今后井田勘查、矿井生产和地质丁作建议,对贵州煤矿地质工作具有一定的借鉴作用。     

基于GIS的地质构造复杂程度综合评价——以皖北任楼煤矿7煤层为例

根据皖北任楼矿区的实际情况,选择了构造位置、顶底板岩石、煤层厚度变化、断层分维数等作为评价因子。运用GIS的缓冲区、叠加、空间分析功能,采用多层次模糊分析方法,评价了任楼煤矿7煤层构造复杂程度,其结果与断层密度有较好的对应关系。      

淮北煤田五沟煤矿构造特征及其演化

淮北煤田五沟煤矿位于童亭背斜西翼中段,为一向斜为主的复式褶皱构造组合,向斜的轴部呈反S形且被断层切割。在系统分析煤矿地质资料的基础上,结合区域构造演化,探讨了构造发育特征、构造演化历史及其形成机制。结果认为:①五沟矿区可以划分为北部断裂构造复杂区、中部褶皱叠加区和南部构造复杂区3个构造分区,断裂构造的组合形式主要有"入"字型、"Y"型、堑垒式及阶梯式。②矿区构造的形成及演化受区域构造控制明显,印支期NS向构造挤压作用形成了近EW向的五沟断层,末期形成五沟复向斜构造;燕山期NW—SE向强烈的挤压作用形成了区内最为显著的NE向断裂及褶皱构造;喜马拉雅期的构造伸展作用造成拉张性构造发育,同时也使区内大、中型主控断裂转变为正断层性质。