Question

研究思路、研究内容与研究原则

Answer 1

本书主要宗旨在详细研究煤层顶板沉积特征及构造的基础上，通过采用不同的数学方法以及不同的思维理念，详细地分析煤层顶板稳定性并对之进行评价与分区，主要研究方法及研究思路如下。

1.4.1 研究方法

岩层受沉积环境的控制，沉积岩体的岩性、岩相及其组合特征在垂向上有旋回变化，在侧向上发生增厚、变薄甚至尖灭，即沉积相变现象; 在后期构造运动作用下沉积岩体发生变形与破坏，使沉积岩体结构进一步复杂化; 煤层顶板稳定性是由煤层顶板岩石 ( 体)本身的力学性质和裂隙发育程度所决定的。岩体结构、岩层组合特征控制着岩体的力学性质，因此，评价煤层顶板稳定性需要考虑沉积岩体组合结构对顶板稳定性的影响，包括顶板岩性变化，断裂构造和采动条件下断裂过程以及地下水、地应力等因素。由于岩体结构力学效应的复杂性，使用单一手段均难以揭示其本质，因此需要采用实验室实验研究、理论分析、现场观测与理论计算等手段相结合，进行综合研究。本书采用沉积 - 构造研究方法对煤层顶板的稳定性问题进行评价，结合计算机技术，实现数据的定量化处理和编图工作。

1.4.2 研究思路流程 ( 图1.6)

研究思路流程见图1.6。

1.4.3 主要研究内容

1) 对地层的沉积环境和沉积相进行分析研究，包括顶板岩性差异、胶结类型、岩层组合方式、层理，以及古河流的冲刷侵蚀作用。

2) 对区域地质构造，如断层、节理和褶皱的发育规律，以及产生的次级小断层、节理、裂隙的分布情况和滑动构造特征等进行分析。把油气勘探中的储层预测方法与煤田地震资料的特点相结合，将地震属性技术、相干/方差技术进行综合并应用到地震资料的构造解释过程中。利用三维地震资料，查明采区内落差 5m 左右的小断层，提高现有的地震解释精度与可靠性，为煤矿的安全生产提供准确的地质资料。

3) 岩体力学性质、强度特性参数表现在岩体的抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、抗弯强度以及岩石的坚固性方面。变形特性参数主要表现在弹性模量、泊松比、流变性等方面。强度高的岩体相对强度低的岩体稳定，变形小的岩体相对变形大的岩体稳定。

4) 运用层次分析法对顶板稳定性进行评价，通过确定影响顶板稳定性的不同因素，分配权值，通过层次分析对不同地区、不同影响因子作出顶板稳定性分区评价。

图1.6 研究思路流程图

5) 运动模糊聚类方法进行顶板稳定性分析。

6) 多源信息预测煤层顶板稳定性的方法研究。从三维地震数据体中提取对断层和裂隙发育带反应灵敏的属性参数，结合相干/方差体技术，对煤层的地质构造和裂隙发育带进行解释。通过地震反演，获得波阻抗数据体，对煤层顶板岩性和裂隙发育带进行解释。利用 GIS 平台，把三维地震、地面钻探、测井和井巷工程等多源信息进行复合、综合分析后建立预测与评价模型。