两带高度的测试方法技术

本发明专利技术公开了一种两带高度的测试方法。该测试方法包括以下步骤：首先，通过两带高度公式计算得出两带高度的预测结果；其次，应用电磁法、三维地震法、微震监测法或地震波CT法初步确定研究区两带高度的范围；再次，应用注水测压系统、钻孔电视系统或钻孔冲洗液观测系统进一步确定定点两带高度的范围；最后，通过物理相似模拟或数值模拟验证两带高度的范围。该两带高度的测试方法属于一种高效的探测组合方案，能够从整体上确定冒落带和导水裂缝带范围后，应用具有针对性的探测方法确定分界线，验证小范围中分界线的精确位置，提高预测精度，避免了技术资源的冗余和浪费。

【技术实现步骤摘要】
两带高度的测试方法
本专利技术涉及矿山安全开采领域，特别涉及一种两带高度的测试方法。
技术介绍
目前，多数学者在研究覆岩破坏高度时是采用原煤炭工业部“三下”开采规程中，提出的“两带”发育高度预计公式,通过相应的计算，得出覆岩最大破坏高度。“两带”(两带指冒落带及导水裂缝带)高度计算公式如下：1)冒落带高度考虑到煤层顶板物理力学性质的差异，不同岩性可按不同公式进行计算(表1)。表1冒落带高度计算的经验公式上表各公式中的∑M为累计厚度，单层开采厚度不超过1～3m，累计厚度不超过15m。2)导水裂缝带高度若煤层顶板为坚硬、中硬、软弱和极软弱岩层或互层时，导水裂缝带最大高度可按统计表2中经验公式进行估算。表2水平、缓倾斜及中倾斜煤层导水裂缝带高度的计算公式还有根据全国最新统计的两带高度的经验值，中硬覆岩可以参考中硬覆岩导水裂缝带高度倒数与采厚倒数回归方程：但是现有的计算方法有一定的不足，因为工程现场的地质条件复杂，各地岩性差别很大，原煤炭部给出的公式通过简单的分类并不能普遍精确的得到两带高度数据。而且现阶段的两带高度预测方法只有公式计算方法写入了规程，新兴的其他方法如物探，模拟和钻探等只是作为辅助手段进行使用，并没有一个整体的规划。各种方法中有的可以达到相同的探测目的，重复使用的结果不仅浪费人力物力，还会影响预测精度，给安全生产带来隐患。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单合理的两带高度的测试方法，该两带高度的测试方法属于一种高效的探测组合方案，能够从整体上确定冒落带和导水裂缝带范围后，应用具有针对性的探测方法确定分界线，验证小范围中分界线的精确位置，提高预测精度，避免了技术资源的冗余和浪费。为实现上述目的，本专利技术提供了一种两带高度的测试方法，包括以下步骤：首先，通过两带高度公式计算得出两带高度的预测结果；其次，应用电磁法、三维地震法、微震监测法或地震波CT法初步确定研究区两带高度的范围；再次，应用注水测压系统、钻孔电视系统或钻孔冲洗液观测系统进一步确定定点两带高度的范围；最后，通过物理相似模拟或数值模拟验证两带高度的范围。优选地，上述技术方案中，电磁法包括：高密度电阻率法、EH4大地电磁法和瞬变电磁法。优选地，上述技术方案中，电磁法通过采动覆岩视电阻率的变化来确定导水断裂带高度。优选地，上述技术方案中，地球物理探测方法需要以两带高度公式的计算结果为基础重点观测临界区的变化。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：该两带高度的测试方法属于一种高效的探测组合方案，能够从整体上确定冒落带和导水裂缝带范围后，应用具有针对性的探测方法确定分界线，验证小范围中分界线的精确位置，提高预测精度，避免了技术资源的冗余和浪费。附图说明图1是本专利技术的两带高度的测试方法的流程图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。如图1所示，根据本专利技术具体实施方式的两带高度的测试方法具体包括以下步骤：首先，通过两带高度公式计算得出两带高度的预测结果；收集数据，进行工程现场的地质条件的定性分析，对所得结果整理归类，并将对应参数根据不同条件代入两带高度计算公式，得出两带高度的预测结果。其次，应用地球物理探测方法初步确定研究区两带高度的范围；其中，地球物理探测方法包括：电磁法、三维地震法、微震监测法和地震波CT法，以公式计算结果为基础重点观测临界区的变化。电磁法主要通过采动覆岩视电阻率的变化来确定导水断裂带高度，主要包括：高密度电阻率法、EH4大地电磁法和瞬变电磁法。应用地球物理探测方法时：电磁法探测具有较大的体积效应，因此较难准确地确定导水断裂带临界顶点，地震波CT法不存在体积效应，只要检波器距离布设合理，提高纵向分辨率，其探测结果比电磁法准确。但该方法难以从整体上推断冒落带高度及裂隙发育情况。瞬变电磁法反应灵敏，勘探设备对于工作环境的要求较高，对较小的十扰源反应强烈，无法大规模的广泛的应用于井下物探，但是对于两带高度的预测，效果良好。以上提出的各种方法各有优缺点，对不同的环境条件适应性不同，可根据不同的情况替换使用，应用范围较广的是瞬变电磁法。再次，应用注水测压系统、钻孔电视系统或钻孔冲洗液观测系统进一步确定定点两带高度的范围；其中，钻孔冲洗液观测系统观测钻孔漏失液、压力随时间的变化，在水压致裂应力测量过程中的一些特征压力点，如破裂压力Pb、重张压力Pr、关闭压力Ps等与岩石应力有关。在两带(冒落带和导水裂缝带)钻孔漏失液必然不同，压裂压力也会有变化，以此判断两带高度的大致范围。该方法测试针对性强，但有时钻孔选择的参数并没有代表性，所有不能从整体上得出区域的结论。这是该方法的缺点。而钻孔电视系统是把一自带光源的防水摄像探头放入地下钻孔中，可现场对钻孔中地质体的各种特征及细微变化实时观测、监控和记录。应用通过地面钻孔，通过观测钻孔内煤层顶板覆岩岩层的完整性、原生裂隙的发育特征、受采动岩体裂缝带内岩层的裂缝发育宽度、连通情况，岩体破碎状况和垮落岩块情况，可为覆岩破坏分带提供最直接依据，该方法是最直观的观测方法。分析覆岩破坏高度所分布范围的大致数据的真实性。该方法可作为小范围内提高探测精度的方法。同样该方法测试针对性强，但有时钻孔选择的参数并没有代表性，所有不能从整体上得出区域的结论。这是该方法的缺点。最后，通过物理相似模拟或数值模拟验证两带高度的范围。物理相似模拟指通过室内的物理相似模拟进行研究补充，此方法很难模拟地下水环境情况，所以作为岩性运移规律探讨的补充方法，验证结果。可从全局观测采动后覆岩的变化规律，来确定两带高度在不同条件下的变化特征。具有直观性，对规律的提取具有意义。数值模拟指通过参数的设定，选择一种数值软件进行模拟如FLAC、UDEC、PFC、RFPA等进行采动条件下覆岩规律模拟。优点是该方法操作简便，易于模拟不同条件下的规律，缺点是认为因素太多，难以以确定的结论指导生产。在生产矿区的两带预测时，研究人员往往可以通过自身的区域经验，来判断覆岩破坏高度，对比公式计算结果，对于参数的大致范围做到心中有数，缩小物探和钻探的范围，提高探测精度。现有的所有覆岩破坏最大高度的预测手段中，在规程计算公式为基础的方法指导下，应用最新出现的钻探、物探和模拟等手段优化组合，得出一套更加精确的探测方法，整合成一套预测系统，是非常有意义而且必要的。综上，该两带高度的测试方法属于一种高效的探测组合方案，能够从整体上确定冒落带和导水裂缝带范围后，应用具有针对性的探测方法确定分界线，验证小范围中分界线的精确位置，提高预测精度，避免了技术资源的冗余和浪费。前述对本专利技术的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本专利技术限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本专利技术的特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两带高度的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，通过两带高度公式计算得出两带高度的预测结果；其次，应用电磁法、三维地震法、微震监测法或地震波CT法初步确定研究区两带高度的范围；再次，应用注水测压系统、钻孔电视系统或钻孔冲洗液观测系统进一步确定定点两带高度的范围；最后，通过物理相似模拟或数值模拟验证两带高度的范围。

【技术特征摘要】
1.一种两带高度的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，通过两带高度公式计算得出两带高度的预测结果；其次，应用电磁法、三维地震法、微震监测法或地震波CT法初步确定研究区两带高度的范围；再次，应用注水测压系统、钻孔电视系统或钻孔冲洗液观测系统进一步确定定点两带高度的范围；最后，通过物理相似模拟或数值模拟验证两带高度的范围。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹尚先，刘德明，李见波，连会青，段晓平，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：河北,13