巷道掘进顶板突水危险性预测研究
侯恩科1
严迎新1
文强2
车晓阳1
苗彦平3
李海宏3
路波3
1.西安科技大学 地质与环境学院, 陕西 西安 710054;陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室,陕西 西安 7100542.中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西 西安 7100773.陕煤集团神木红柳林矿业有限公司,陕西 神木 719316
摘要：煤层顶板水害是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一,近年来陕北浅埋煤层矿井巷道掘进时顶板突水事故常有发生,其主要原因是侏罗系风化基岩含水层相对松软,富水性较强,在煤层上覆相对隔水层厚度较薄区域,巷道掘进时围岩扰动沟通了风化基岩含水层,或直接揭露风化基岩含水层而引发掘进面突水,甚至突水溃沙(泥).因此巷道掘进顶板突水危险区的预测十分必要.以红柳林井田4-2煤开采为例,选择风化基岩含水层厚度、风化程度、岩性组合、砂岩层数及古地形标高等5个主控因素,采用随机森林(RF)算法对风化基岩含水层富水性进行了分区预测,编制了富水性分区预测图.同时分析了巷道围岩岩性特征,并结合松动圈厚度实测数据构建了松动圈厚度的多元线性与指数函数回归预测数学模型,得到了围岩松动圈厚度预测结果,以巷道顶板正常基岩厚度与松动圈厚度的差值为主要指标进行了巷道掘进顶板安全性分区预测,编制了巷道掘进顶板安全性分区预测图.在此基础上,利用GIS软件将风化基岩含水层富水性分区预测结果与巷道掘进顶板安全性分区预测结果进行了空间叠加分析,得到了巷道掘进顶板突水危险性分区预测图.结果表明:4-2煤层巷道掘进顶板突水危险区及较大危险区主要位于北一盘区4-2煤层剥蚀边界附近,与实际突水位置基本一致.因此,该预测方法及结果可作为红柳林煤矿矿井防治水的重要依据,也可为其他地质条件类似矿井提供参考.
关键词：巷道掘进顶板突水风化基岩富水性松动圈随机森林算法突水危险性预测
分类号：TD745(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(41472234)陕西省中央引导地方科技创新专项资金计划资助项目(2020ZY-JC-03)陕煤集团科研计划资助项目(2019SMHKJ-C-24)
论文发表日期：2022-10-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 110-120 )
英文信息