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近几年来,由于我国煤炭工业继续迅速发展,煤炭资源的开发强度明显增加,煤矿水害发生次数和人员伤亡数量居高不下。百色煤田右江矿务局目前是广西最大的褐煤生产基地,在有效杜绝发生重大突水事故的前提下,加快各矿区开发建设,已成为广西煤炭工业发展的当务之急。
为了对研究区内矿井所受突水威胁作出科学合理的预测评价,使生产单位能够根据评价预测结果制定行之有效的防治水措施,本课题分析了研究区水文地质特征,确定了影响矿井突水的主控因素,运用层次分析法在处理存在不确定因素或一些主观信息问题方面的优势并利用GIS的强大空间信息处理和分析功能,采用基于GIS的AHP型脆弱性指数法对研究区内矿井突水脆弱性进行评价预测。研究取得以下主要成果:
(1)研究了地质背景,从前拉分、拉分和后拉分三个时期对百色盆地的演化历史进行了阐述,统计了研究区内切割破坏煤层的38条断层的位置和有关性质;查明了研究区内含、隔水层水文地质特征,确定含煤地层内砂岩透镜体是对井巷造成影响的最直接含水层,分析了其中裂隙水的补、径、排特征;在此基础上将各矿区划分为三类矿床水文地质类型;
(2)通过对历史突水事故原因的分析,确定了影响矿井突水的八个主要控制因素:含煤地层砂岩透镜体厚度、富水性、导水性、断层密度、断层交点端点密度、断层规模指数、周边老窑分布以及右江分布;
(3)运用层次分析法得出八个主控因素相对于矿井突水的权重值并建立了矿井突水脆弱性评价模型;运用GIS软件绘制主控因素专题图,建立属性数据库,叠加拓扑归一化专题图;通过拟合点的不断拟合调参最终生成研究区矿井突水脆弱性评价分区图;将矿井突水脆弱性程度分为四类:脆弱区、较脆弱区、过渡区以及安全区;针对不同区域分析了造成其矿井突水脆弱性的主导因素;
(4)统计了多个矿区的矿井涌水量情况,将最大涌水量与该矿区的最高突水脆弱级别进行对比,得出矿区内突水脆弱性级别高,其涌水量也就较大的结论,使生产单位对突水脆弱性有一个定量的认识。分别对不同的矿井突水脆弱性分区提出了有针对性的矿井防治水建议,为生产单位提供借鉴。
将矿床水文地质类型划分情况和多个矿区涌水量统计数据分别与矿井突水脆弱性评价分区结果进行对比,验证了基于GIS的AHP型脆弱性指数法在本课题研究中取得了科学合理的评价效果。