基于灰色聚类方法对深部煤层顶板稳定性研究

摘要

现今，浅部煤炭开采殆尽，大力开采深部煤炭是必然趋势，发掘越深，各种灾害越多，其中由顶板引发的也愈发频繁，如何准确评价深部煤层顶板稳定性就值得深思。本文以朱集煤矿东井田13-1这一主采煤层为研究对象，以钻孔详勘资料和实验室试验数据为基础，探讨了岩石的力学性质随赋存深度加深的变化规律，并从直接顶板的特征、顶板沉积特征和岩体结构特征这三个大方面，对岩层组合强度、砂泥比特征、层理发育等12个重要因素做了详尽的分析研究。
　　在确定的12个指标的基础上，运用灰色变权聚类方法来评价13-1煤层顶板的稳定性，首先将各指标的真实数值和4个灰类的数据无量纲化，再确定白化权函数，由此计算出相应的聚类权重，最终通过公式运算获得各评价单元的聚类系数。根据聚类系数不同，将所分析区域13-1煤层顶板划分为四种稳定性不同的区域。
　　结果表明:13-1煤层顶板在分析区域内大多属于中等稳定区，大概占据分析区域的40％，主要位于分析区域的中部和东部;稳定顶板和不稳定顶板所占据区域相差不大，约各占25％，非常稳定区分布最少，约占10％。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 选题背景和意义

1．2 研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

2 研究区概况

2．1 自然地理

2．2 地层

2．2．1 区域地层

2．2．2 井田地层

2．3 地质构造

2．3．1 区域构造

2．3．2 井田构造

2．4 本章小结

3 深部岩石的力学性质

3．1 力学试验结果与分析

3．1．1 单轴强度试验

3．1．2 抗拉强度试验

3．1．3 抗剪强度指标试验

3．2 13-1煤层直接顶板特征研究

3．3 本章小结

4 13-1煤层顶板的沉积特征研究

4．1 13-1煤层顶板沉积特征结果统计

4．2 13-1煤层顶板主体岩性分区

4．3 13-1煤层顶板沉积组合特征

4．3．1 顶板沉积层序特征

4．3．2 顶板岩性组合类型

4．4 13-1煤层项板砂泥比分布特征

4．5 本章小结

5 13-1煤层顶板的岩体结构特征研究

5．1 13-1煤层顶板的岩体性质研究

5．2 13-1煤层顶板岩体结构面的特征

5．2．1 沉积结构面特征

5．2．2 构造结构面特征

5．2．3 工程结构面特征

5．3 本章小结

6 灰色系统理论在煤层顶板稳定性评价中的应用

6．1 灰色聚类法

6．2 灰色变权聚类法分区评价基本原理

6．3 建立分区评价数学模型

6．3．1 评价指标体系

6．3．2 各评价指标分类

6．3．3 数学模型运算

6．4 项板稳定性分区

6．5 本章小结

7 结论与建议

7．1 主要结论

7．2 建议

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果