煤層氣開采后底板突水危險性評價——以成莊煤礦為例.pdf

1、我國八大成煤期中有四個成煤期形成的煤層是煤層氣富集的重要層位。其中華北型石炭—二疊系煤田煤層下伏奧陶系灰?guī)r含水層（簡稱奧灰含水層），如果煤層到奧灰含水層之間層間距小，煤層氣開采對地下隔水層很容易產(chǎn)生擾動破壞，在煤層氣開發(fā)后煤炭開采存在底板突水危險性。目前，我國學(xué)者對于煤層底板突水危險性的相關(guān)研究成果較為豐富，但對于煤層氣開采后底板突水規(guī)律的研究相對薄弱。分析煤層氣開發(fā)后地下水與采掘的關(guān)系，揭示其對未來煤炭開采突水危險性影響機制，并采取相

2、應(yīng)措施，對于未來煤炭安全開采具有重要的理論和實際意義。
　　本文選取山西成莊煤礦為研究區(qū)域，針對煤層氣開發(fā)后15號煤煤層底板，采用基于AHP的脆弱性指數(shù)法進行突水危險性評價。通過對礦區(qū)地形地貌、氣象水文、地層、構(gòu)造、煤層煤質(zhì)等資料的分析和研究，確定煤層氣開采后底板突水危險性的主控因素為：奧灰含水層水壓力、奧灰含水層富水性、底板隔水層有效厚度、斷層分維、最小水平主應(yīng)力和巖石破裂壓力，生成相應(yīng)的專題圖。然后，利用AHP構(gòu)建判斷矩陣計算

3、不同影響因子的權(quán)重分別為0.3417、0.1709、0.1807、0.1279、0.0894、0.0894，并對專題圖進行賦值和加權(quán)疊加，生成煤層底板突水危險性分區(qū)圖。最后將其與未考慮煤層氣開采相關(guān)主控因素的普通脆弱性指數(shù)法進行對比分析。
　　結(jié)果表明:脆弱區(qū)和較脆弱區(qū)主要分布于研究區(qū)的西部，該區(qū)域含水層水壓較大，而起主要阻水作用的隔水層有效厚度較小，有的地方底板破壞帶甚至已發(fā)育至含水層，開采時需制定詳細(xì)的水害防范方案；過渡區(qū)及較