1.4.1 研究内容及研究方法
1)建立采动覆岩破坏研究的工程地质模型
分析研究区所处的区域水文地质条件,研究其新近系的水文地质、工程地质特征,分析含水层的富水性以及隔水层稳定性等,并对其工程地质类型进行划分,建立研究区采动覆岩破坏研究的工程地质模型。
2)采动覆岩应力的时空演化研究
从系统科学的观点出发,基于信息熵理论以及时空可视化分析模型,首先通过相似材料模型试验监测覆岩采动过程中的应力变化特征,获得采动覆岩应力演化的时间序列与空间序列;然后建立采动覆岩应力熵,对采动覆岩应力时空演化进行研究;最终获得采动覆岩应力的时空立方体分析模型,并对采动覆岩应力的时空演化特征及趋势等进行分析。
3)采动覆岩裂隙的时空演化研究
基于分形几何理论以及数字图像处理技术,通过模型试验,对采动裂隙岩体裂隙的时空演化特征进行研究,对采动过程中的覆岩裂隙发育几何特征的时空演化规律进行分析,基于信息熵理论,提出采动裂隙覆岩裂隙熵,并结合裂隙的分形特征,通过时空可视化分析方法,建立覆岩裂隙时空演化状态的判断准则,对裂隙的产生、贯通、闭合以及开张等进行判别。(https://www.daowen.com)
当两层被采煤层间的夹层较厚,而无法进行联合开采时,需要作为近距离煤层,此时需要采用上行或下行开采的顺序方法。无论是上行开采还是下行开采,岩体会受到重复采动的作用,采动覆岩裂隙由于重复采动作用,其时空演化特征受到煤层层间距以及煤层厚度等的影响,覆岩裂隙的时空演化特征会发生变异。以两个不同开采顺序的近距离煤层工作面开采为例,通过相似模型试验,对近距离煤层上行和下行重复采动覆岩裂隙的时空演化特征进行讨论研究,从而可揭示出近距离煤层开采过程中重复采动导致的覆岩裂隙的时空变化机理。
4)基于熵的采动覆岩突水溃砂危险性空间多准则决策
基于熵理论,根据覆岩采动过程中影响突水溃砂发生的各个准则的空间变异特征,结合空间决策理论,应用地质统计、空间统计分析等方法,构建突水溃砂空间多准则决策体系,并结合工程实例,对影响采动覆岩突水溃砂的各个准则进行量化分析,建立采动裂隙覆岩突水溃砂危险性空间决策模型,对近松散层采动覆岩突水溃砂危险性进行空间多准则决策分区。
5)基于熵的采动覆岩突水溃砂危险性决策系统的开发与应用
开发基于熵的采动覆岩突水溃砂危险性决策系统,可实现采动覆岩突水溃砂危险性的快速决策评价与预报,及时更新突水溃砂灾害防治的技术措施或方案。并通过不同案例的应用,对系统的推广应用进行检验,例如薄基岩松散含水层下厚煤层分层充填开采危险性的空间多准则决策和承压含水层上煤层开采突水危险性的空间多准则决策应用,并通过对比其他决策方法,突出该模型方法的优越性与先进性。