根据《煤矿防治水细则》,承压水体上开采时,判定煤层底板危险性的一个经验系数为突水系数T。
式中,T为突水系数,P为煤层底板下承压含水层的水压,M为煤层底板与承压含水层间隔水层的厚度。在实际中,由于隔水层的厚度,特别是注浆后,隔水层的有效性无法准确确定。因此,突水系数不能用于预测注浆加固后2517工作面是否可能发生突水。为了验证评价结果的有效性,采用瞬变电磁法对2517工作面煤层底板注浆后降低渗透率的岩层电阻率进行了测试,如图8-8所示。本次瞬变电磁法勘探采用重叠回线装置,发射和接收线框采用多匝2m×2m矩形回线。采样时窗为:1~34,叠加次数为64,时间采用标准时间序列。在2517工作面上顺槽内设计106个测点,每个测点向分别沿工作面底板下60°、工作面底板下45°两个方向进行探测。2517工作面下顺槽内设计111个测点,每个测点向分别沿工作面底板下-120°、工作面底板下-150°两个方向进行探测。
图8-8 2517工作面瞬变电磁法探测布置图(www.xing528.com)
2517工作面视电阻率等值线图如图8-9所示,在上、下顺槽一侧探测范围内,40m深度范围内煤层底板的视电阻率等值线连续性较好,地层电性变化不大,没有明显的低阻出现。这说明40m深度范围内没有明显存含水地质构造异常或隐伏导含水通道。在40m深度以下,总体上探测范围内电性横向较均匀,局部存在相对低阻异常,说明该范围内整体上注浆效果较好,但局部富水性仍较强。
图8-9 2517工作面视电阻率等值线图(h为煤层底板深度)
由于隶属函数有不同的形式,确定和选择隶属函数的过程是主观的。因此,地理信息系统可以用来确定无量纲专题地图的隶属度,而无量纲专题地图采用自然间断法进行分类,指标具有空间属性。使用地理信息系统来确定隶属度比使用传统的隶属函数更适用。因此,2014年11月至2016年4月的实际生产数据证实,2517工作面没有导致煤层底板突水的严重扰动。因此,应用瞬变电磁法进行突水危险性评价的结果表明,基于GIS的模糊综合空间多准则决策模型对矿井突水危险性的综合评价是可靠的。
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