【正文】 MPa） 巖石名稱 頂板管理方法 冒落帶最大高度 m 導(dǎo)水裂隙帶（包括冒落帶最大高度） m 0~54 40~60 輝綠巖、石灰?guī)r、硅質(zhì)石英巖、礫巖、砂礫巖、砂質(zhì)頁巖等 全部 陷落 ?cH M)5~4( ?fH 100 ??n M 20~40 砂質(zhì)頁巖、泥質(zhì)砂巖 、頁巖等 全部 陷落 ?cH M)4~3( ?fH 100 ??n M 20 風(fēng)化巖石、頁巖、泥質(zhì)砂巖、粘土巖、第四系和第三系松散層等 全部 陷落 ?cH M)2~1( ?fH 100 ??n M 55~85 40~60 輝綠巖、石灰?guī)r、硅質(zhì)石英巖、礫巖、砂礫巖、砂質(zhì)頁巖等 全部 陷落 ?fH ??h mh 40 砂質(zhì)頁巖、泥質(zhì)砂巖 、頁巖、粘土巖、風(fēng)化巖石、第三系和第四系松散層等 全部 陷落 ?cH ?fH 100 ??h mh 注：①表中： M — 累計采厚， m ； n — 煤分層層數(shù)； m — 煤層厚度， m ； h — 采煤工作面小階段垂高， m 。 注：此種方法雖然簡單，但適合度很差，是否采用，還需要進(jìn)一步考慮認(rèn)證。 不足：需要領(lǐng)域?qū)＜一蛘呙旱V專有工作者，根據(jù)煤礦實(shí)際情況給出經(jīng)驗(yàn)值；如果煤礦沒有這樣的專門性人才，此方法不能實(shí)現(xiàn)。 擬解決的方法： 數(shù)據(jù)來源： 能測量的給測量值，不能測量的請相應(yīng)煤礦給經(jīng)驗(yàn)值； 富水分區(qū)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)： 能找到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時，按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；不能找到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時，按聚類算法，將最終值分成：非常安全、安全、有點(diǎn)危險、危險、非常危險五大類。 軟件實(shí)現(xiàn)： 依據(jù)所選 GIS 軟件提供的功能，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后確定 。 第三步： 煤礦頂板富水性分區(qū)圖的實(shí)現(xiàn) 。 表 31 數(shù)字 19及其倒數(shù)標(biāo)度及涵義 標(biāo)度 含義 1 表示兩個因素相比，具有相同重要性 3 表示兩個因素相比， 前者比后者稍重要 5 表示兩個因素相比， 前者比后者明顯重要 7 表示兩個因素相比， 前者 比后者強(qiáng)烈重要 9 表示兩個因素相比， 前者比后者極端重要 2， 4， 6， 8 表示 上述相鄰判斷的中間值 倒數(shù) 若因素 i 與 j 的重要性之比為 ija ，那么因素 j 與 i 因素重要性之比為ijji aa1? 軟件 用戶頁面 實(shí)現(xiàn)： 領(lǐng)域?qū)＜一蛘呙旱V工作者，通過 頁面文本框 錄入每一層因素 對上一層因素的影響值，系統(tǒng)依據(jù)算法函數(shù)自動生成判斷矩陣，將計算出影響頂板突水各主控因素的權(quán)重。打分標(biāo)準(zhǔn)是依照 創(chuàng)立的 19 標(biāo)度方法 （見表 31） 。 第二步： 建構(gòu)判斷矩陣 。 軟件實(shí)現(xiàn)： 在頁面建立文本框，提示指導(dǎo)用戶自行錄入。 結(jié)構(gòu)圖的主要構(gòu) 成形式如圖 31所示。它是美國運(yùn)籌學(xué)家 教授于 20 世紀(jì) 70年代提出的一種簡便、靈活而實(shí)用的多準(zhǔn)則決策方法，是將半定性、半 定量問題轉(zhuǎn)化為定量問題的有效途徑。因此，礦區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)資料非常重要。再應(yīng)用 GIS的空間復(fù)合疊加功能對 AHP的計算結(jié)果進(jìn)行處理， 以直觀的富水性分區(qū)圖和冒裂安全分區(qū)圖疊加，生成頂板涌突水條件危險性分區(qū)圖。 “三圖”是指 ： 煤層頂板充水含水層富水性分區(qū)圖、頂板冒裂安全性分區(qū)圖和頂板涌 (突 )水條件綜合分區(qū)圖 ； “雙預(yù)測”是指 ： 頂板充水含水層預(yù)處理前、后回采工作面分段和整體工程涌水量預(yù)測 [17]。 頂板 “ 三圖雙預(yù)測 ” 法在盡可能挖掘利用勘探、開采己有基礎(chǔ)資料的前提下，應(yīng)用多源地學(xué)信息復(fù)合研究方法，相互印證，避免了基巖含水層的非均質(zhì)和 各向異性特征以及其他多種因素的干擾影響，和因?yàn)楹畬痈凰詶l件相當(dāng)復(fù)雜，富水程度不同 位置多變，導(dǎo)致所得結(jié)論存在的局限性和片面性。有條件的礦井可以應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)，進(jìn)行導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育 高度、疏干水量和地下水流場變化的模擬和預(yù)測。故本方案水文水害預(yù)警中的底板部分采用本方法進(jìn)行制定。 頂板水為疏干對象 ，因來源不同，水量大小不一，通常由每小時幾方到數(shù)百方不等，或更大，對礦井正常開采影響較大。 在《煤礦水文地質(zhì)規(guī)程》中，已經(jīng)明確給出了 安全 隔水層厚度和突水系數(shù)計算公式， 具體公式詳見附錄三； 安全水頭壓力值計算公式， 具體公式詳見附錄四 。因此，認(rèn)清煤礦頂板、底板涌、突水問題的現(xiàn)實(shí)狀況，研究其預(yù)測預(yù)報方法，采取有效的防治措施，對于確保煤礦安全生產(chǎn)，保障我國煤炭工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。第三，機(jī)械化綜采要求的條件較高，需要疏干頂板含水層 。一方面向深部的礦壓增大，承壓水的水頭壓力也越來越大 。礦工缺乏救災(zāi)知識。 礦井防水救護(hù)設(shè)備不足 ,設(shè)計泵房的最大排水量與可能出現(xiàn)的最大涌水量相差太大。采掘生產(chǎn)中 ,發(fā)現(xiàn)透水預(yù)兆不進(jìn)行探水防水等。 違規(guī)生產(chǎn) ——— 如井口位置不當(dāng) 。 礦區(qū)存在廢棄的古洞坑和采空區(qū) ,未經(jīng)詳細(xì)勘測 ,進(jìn)入老采空區(qū)采煤。 開采條件下 ,礦區(qū)地下水雖經(jīng)長期排水疏干 ,但穩(wěn)定的排水降落漏斗始終未完全形成 ,降落漏斗的浸潤曲線陡、水力坡度大 ,因此對礦床開采有嚴(yán)重威脅的主要含水層的地下水 ,基本未受礦山排水影響 ,潛水位或承壓水位基本未變 ,相對于生產(chǎn)巷道 ,仍有很大的水位差、壓力差 ,對采礦井巷仍存在很大威脅。井、巷的空間布置不夠合理 ,礦井及礦坑地面排水、泄洪不暢。 大量地質(zhì)及水文地質(zhì)勘查鉆孔洞穿礦層及其頂?shù)装搴畬优c隔水層后 ,起到人為溝通作用 。尤其是對與礦層 (體 )并無明顯直接關(guān)系的地表水、含水豐富的巖溶含水層水對礦床開采的影響 ,未予充分評價 。 人為條件 目前 ,我國煤礦管理水平、生產(chǎn)技術(shù)和災(zāi)害防治能力還比較差 ,特別是礦業(yè)秩 序比較混亂 ,大量 鄉(xiāng)鎮(zhèn)和個體小煤礦 ,不僅生產(chǎn)技術(shù)水平落后 ,而且無證開采和違規(guī)生產(chǎn)十分嚴(yán)重 ,使突水及其他礦難事故難以得到有效控制 [11,12]。 礦層及其頂?shù)装搴畬又g ,或含水層與地表水體 (包括大氣降水后的片流、暫時徑流及洪水 )之間 ,因沉積間斷、斷層、溶洞、巖溶陷落柱、落水洞、巖溶漏斗、巖溶塌陷等發(fā)生直接或間接溝通 ,而具有較強(qiáng)的水力聯(lián)系。 礦區(qū)位于碳酸鹽巖裸露區(qū)或有薄層第四紀(jì)松散沉積蓋層的隱伏巖溶區(qū) ,有巖溶漏斗、落水洞、落水井和巖溶塌陷坑分布 ,而且與礦層頂?shù)装?巖溶含水層的裂隙、溶孔、溶洞系統(tǒng)相通。滲透性、富水性強(qiáng) ,含水豐富 。 礦體頂?shù)装寤驀鷰r的含水層 ,以碳酸鹽巖的裂隙、巖溶裂隙含水層為主。礦區(qū)和區(qū)域 地下水豐富 。礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜 ,褶皺、斷裂和裂隙發(fā)育 ,礦體和圍巖地層發(fā)育齊全 ,巖石物理力學(xué)性質(zhì)相差懸殊 ,直接頂?shù)装鍘r石強(qiáng)度較低 ,現(xiàn)今構(gòu)造活動較強(qiáng)烈。在地貌上一般位于河谷、山間盆地、大型平原、低山丘陵地帶 ,地形相對切割程度較弱 ,地面相對平坦低洼 ,一般處在當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面上下 ,有利于大氣降水匯集與徑流。大部分煤田開采深度大 ,勢水頭壓力高 ,不僅容易誘發(fā)突水 ,而且一旦發(fā)生突水 ,就非常猛烈 [10]。 突水災(zāi)害形成條件與發(fā)生原因 自然地質(zhì)條件 我國大約有 80%的煤田受暴雨、洪水、江河湖泊、地下水、老窿水等多種水源的嚴(yán)重威脅 。 按照《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》中明確指出的方法，進(jìn)行本煤礦水文預(yù)警系統(tǒng)方案的制定?！? 煤礦 水 害一般分為突水、涌水兩 種情況 。有條件的礦井可以應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)，進(jìn)行導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度、疏干水量和地下水流場變化的模擬和預(yù)測。 表及預(yù)測圖按《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》附錄六制定，制定模式參見附錄 六 ?；疑窠?jīng)串聯(lián)型富水性分區(qū)法 ......... 錯誤 !未定