煤礦底板突水預測的突變理論研究.pdf

1、我國華北型煤田的煤炭儲量雖然巨大,但其下組煤受奧陶系巖溶承壓水威脅很難開采。而隨著煤層開采深度的增加,底板突水事故日趨頻繁,給國家和人民的生命財產(chǎn)造成的損失越來越大。因此,開展煤層底板突水預測方法的研究是實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的重要保證,對指導礦山防治水、解放下部煤炭資源都具有十分重要的理論與現(xiàn)實意義。
　　煤層底板突水預測是一個受多種因素綜合影響的非線性問題。結(jié)合萬年礦地質(zhì)及水文地質(zhì)特征,運用協(xié)同學理論、突變理論提出煤層底板突水預測方

2、法,為解決礦井突水預測問題提供了一條新途徑。主要工作如下:(1)分析了煤層底板突水的影響因素:如水壓、隔水層等對底板突水的影響。(2)運用協(xié)同學理論分析了煤層底板系統(tǒng)間的相互協(xié)同關(guān)系;根據(jù)支配原理對萬年礦10個突水實例進行了計算驗證,驗證結(jié)果和實際一致。(3)突變試驗設計,首先,根據(jù)試驗要求,在2＃煤13268工作面底板按不同深度設計埋設應力、應變、水壓傳感器,運用監(jiān)測數(shù)據(jù)建立的底板突水預測的突變模型為單變量序列尖點突變模。然后,根據(jù)礦

3、壓、水壓等實際監(jiān)測數(shù)據(jù)進行底板突水預測,結(jié)果表明該工作面不發(fā)生突水的可能性較大。(4)運用突變理論建立力學突變模型,并對萬年礦2＃-9＃六個煤層進行底板突水預測。結(jié)果表明不考慮斷層時,上組煤2＃、4＃、6＃均不突水,而考慮斷層時,這三個煤層的一水平均不突水,二、三水平均突水;下組煤8＃、9＃均突水,而7＃煤層的一水平不突水,二、三水平均突水。(5)運用支配原理和力學突變模型這兩種預測方法,并根據(jù)萬年礦127個鉆孔資料分別對2＃、4＃、6