煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测四双工作法制造技术

技术编号:21142468 阅读:28 留言:0更新日期:2019-05-18 05:33
本发明专利技术公开一种煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测“四双”工作法,属于煤矿开采领域,包括根据待开采煤层顶板的位置分类,计算获取所述待开采煤层顶板的富水性指数和/或突水危险性指数;根据待开采煤层顶板的富水性指数和/或突水危险性指数、以及待开采煤层顶板的采掘获取区域位置信息,获取待开采煤层顶板的突水评价结果。解决目前富水性评价、突水危险性评价预测繁琐不准确的问题。

Evaluation and prediction of water inrush risk in coal seam roof aquifer

【技术实现步骤摘要】
煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测四双工作法
本专利技术涉及煤矿开采
,具体而言,涉及一种煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测四双工作法。
技术介绍
顶板含水层突水问题一直是困扰中国煤矿安全生产和煤矿工业可持续发展的主要原因之一。矿井顶板水的突出不仅恶化了工作面的生产环境,而且给矿井生产带来不安全因素。如果对顶板砂岩富水性评价不到位,且对顶板涌出水量的预测不当,会导致要么过分增加安全系数而极大的增加了防治工程费用,要么安全系数过小,导致采区防排水能力不足,造成淹井淹采区甚至出现人员伤亡的重大事故。可见,在开采过程中,一方面需要对顶板富水性及涌突水危险性进行评估,另一方面也需要预测待开采工作面的疏干水量。但是,现有技术中的顶板砂岩富水性评价方法过于复杂,对于数据的要求高;而传统涌突水危险性评价方法的评价结果差异较大,使用过程会受到一定限制。对于提前疏放水量的预测,目前还没有很好的办法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,针对上述现有技术中的不足,提供一种煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测四双工作法,以解决目前富水性评价、突水危险性评价预测繁琐不准确的问题;以及疏放水量基本无法预测的问题,从而为井下疏放水工程提供目标指导。为实现上述目的,本专利技术实施例采用的技术方案如下:第一方面,本专利技术实施例提供了一种富水性及涌突水性评价方法及疏干水量预测方法,包括:根据待开采煤层顶板的位置分类,计算获取所述待开采煤层顶板的富水性指数和/或突水危险性指数;根据待开采煤层顶板的富水性指数和/或突水危险性指数、以及待开采煤层顶板的采掘获取区域位置信息,获取待开采煤层顶板的突水评价结果。可选地,所述计算获取所述待开采煤层顶板的富水性指数,包括:获取待开采煤层的所有钻孔的钻孔柱状图信息;根据钻孔柱状图信息,获取待开采煤层的相邻裂隙型含水层的煤层厚度;根据煤层厚度获取煤层采高;根据煤层厚度、煤层采高获取理论研究地层厚度;根据煤层的岩性、单层厚度、地板埋深,获取附加层厚度和研究层段砂岩层累加厚度;根据理论研究地层厚度和附加层厚度获取采用研究地层厚度;根据研究层段砂岩层累加厚度和采用研究地层厚度确定待开采煤层顶板的富水性指数。可选地,所述根据所述煤层采高计算导水裂隙带的高度,包括:根据公式HD=100M÷(3.1M+5)+4计算导水裂隙带的高度HD,Hb=4M计算所述保护层厚度Hb,其中M为煤层采高。可选地,根据所述研究层段砂岩层累加厚度和所述采用研究地层厚度确定所述待开采煤层顶板的富水性指数,包括:根据公式计算所述富水性指数Fzhi,其中MC为所述砂岩层的累加厚度,HY为所述采用研究地层厚度。可选地,所述计算获取所述待开采煤层顶板的突水危险性指数,包括:获取待开采煤层的所有钻孔的钻孔柱状图信息;根据所述钻孔柱状图信息,获取所述待开采煤层的相邻裂隙型含水层的煤层厚度、隔水层厚度和防隔水煤岩柱厚度;根据所述煤层厚度获取煤层采高;根据所述煤层采高确定导水裂隙带的厚度以及保护层的厚度;根据导水裂隙带的厚度、隔水层厚度和防隔水煤岩柱厚度以及保护层的厚度,计算所述待开采煤层顶板的突水危险性指数。可选地,所述根据所述导水裂隙带的厚度、所述隔水层厚度和所述防隔水煤岩柱厚度以及所述保护层的厚度,计算所述待开采煤层顶板的突水危险性指数,包括:根据公式计算涌突水危险性指数Ts,其中Hg为所述隔水层厚度,Hf为所述防隔水煤岩柱厚度;Hd为所述导水裂隙带的高度;Hb为所述保护层厚度。可选地,所述根据所述待开采煤层顶板的富水性指数和/或突水危险性指数、以及所述待开采煤层顶板的采掘获取区域位置信息,获取所述待开采煤层顶板的突水评价结果,包括:根据所述富水性指数绘制获取富水性等值线图;根据所述突水危险性指数绘制获取突水危险性等值线图;根据所述富水性等值线图、突水危险性等值线图以及所述待开采煤层顶板的采掘获取区域位置信息,获取所述待开采煤层顶板的突水评价结果。可选地,所述获取所述待开采煤层顶板的突水评价结果之后,还包括:若所述突水评价结果标识突水危险性满足预设条件,则根据待开采煤层的富水性指数、以及预设算法,计算所述待开采煤层的待开采工作面的疏干水量。可选地,所述根据待开采煤层的富水性指数、以及预设算法,计算所述待开采煤层的待开采工作面的疏干水量,包括:获取已开采工作面的疏干水量、开采面积和采高;根据已开采工作面的所有钻孔对应的富水性指数求得已开采工作面的平均富水性指数;确定待开采工作面的开采面积;确定待开采工作面的设计采高;根据待开采工作面的所有钻孔对应的富水性指数求得待开采工作面的平均富水性指数。根据公式预计待开采工作面的疏干水量,其中Q待采表示待开采工作面的疏干水量,Q已采表示已开采工作面的疏干水量,Fzhi待采表示待开采工作面的平均富水性指数,Fzhi已采表示已开采工作面的平均富水性指数,S已采表示已开采工作面的开采面积,S待采表示待开采工作面的开采面积,D已采表示已开采工作面的平均采高,D待采表示待开采工作面的设计采高。本专利技术的有益效果是:本专利技术提供的煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测四双工作法中,包括根据待开采煤层顶板的位置分类,计算获取所述待开采煤层顶板的富水性指数和/或突水危险性指数;根据待开采煤层顶板的富水性指数和/或突水危险性指数、以及待开采煤层顶板的采掘获取区域位置信息,获取待开采煤层顶板的突水评价结果。解决目前富水性评价、突水危险性评价预测繁琐不准确的问题;疏干水量预测方法用以解决目前疏放水量基本无法预测的问题,从而为井下疏放水工程提供目标指导。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术一实施例提供的煤层顶板含水层突水评价方法的流程示意图;图2为本专利技术提供的顶板位置分类示意图之一;图3为本专利技术提供的顶板位置分类示意图之二;图4为本专利技术提供的顶板位置分类示意图之三;图5为本专利技术提供的顶板位置分类示意图之四;图6为本专利技术另一实施例提供的煤层顶板含水层富水性评价方法流程示意图;图7为本专利技术另一实施例提供的煤层顶板含水层涌突水危险性评价方法的流程示意图;图8为本专利技术另一实施例提供的疏干水量预测方法的流程示意图。图标:01-间接顶板;02-直接顶板;03-待采煤层。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围,而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测“四双”工作法,其特征在于,所述煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测“四双”工作法包括:根据待开采煤层顶板的位置分类,计算获取所述待开采煤层顶板的富水性指数和/或突水危险性指数;根据所述待开采煤层顶板的富水性指数和/或突水危险性指数、以及所述待开采煤层顶板的采掘获取区域位置信息,获取所述待开采煤层顶板的突水评价结果。

【技术特征摘要】
1.一种煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测“四双”工作法,其特征在于,所述煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测“四双”工作法包括:根据待开采煤层顶板的位置分类,计算获取所述待开采煤层顶板的富水性指数和/或突水危险性指数;根据所述待开采煤层顶板的富水性指数和/或突水危险性指数、以及所述待开采煤层顶板的采掘获取区域位置信息,获取所述待开采煤层顶板的突水评价结果。2.根据权利要求1所述的煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测“四双”工作法,其特征在于,所述计算获取所述待开采煤层顶板的富水性指数,包括:获取待开采煤层的所有钻孔的钻孔柱状图信息;根据所述钻孔柱状图信息,获取所述待开采煤层的相邻裂隙型含水层的煤层厚度;根据所述煤层厚度获取煤层采高;根据所述煤层厚度、所述煤层采高获取理论研究地层厚度;根据所述煤层的岩性、单层厚度、地板埋深,获取附加层厚度和研究层段砂岩层累加厚度;根据所述理论研究地层厚度和所述附加层厚度获取采用研究地层厚度;根据所述研究层段砂岩层累加厚度和所述采用研究地层厚度确定所述待开采煤层顶板的富水性指数。3.根据权利要求2所述的煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测“四双”工作法,其特征在于,所述根据所述煤层厚度、所述煤层采高获取理论研究地层厚度,包括:根据所述煤层采高计算导水裂隙带的高度以及保护层的厚度;根据所述煤层厚度和所述煤层采高,确定修正值;根据所述修正值、所述煤层采高和所述导水裂隙带的高度确定理论研究地层厚度。4.根据权利要求3所述的煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测“四双”工作法,其特征在于,所述根据所述煤层采高计算导水裂隙带的高度,包括:采用公式HD=100M÷(3.1M+5)+4计算所述导水裂隙带的高度HD,其中M表示所述煤层采高。5.根据权利要求2所述的煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测“四双”工作法,其特征在于,根据所述研究层段砂岩层累加厚度和所述采用研究地层厚度确定所述待开采煤层顶板的富水性指数,包括:根据公式计算所述富水性指数Fzhi,其中MC为所述砂岩层的累加厚度,HY为所述采用研究地层厚度。6.根据权利要求2所述的煤层顶板含水层涌突水危险性评价与预测“四双”工作法,其特征在于,所述计算获取所述待开采煤层顶板的突水危险性指数,包括:获取待开采煤层的所有钻孔的钻孔柱状图信息;根据所述钻孔柱状图信息,获取所述待开采煤层的相邻裂隙型含水层的煤层厚度、隔水层厚度和防隔水煤岩柱厚度;根据所述煤层...

【专利技术属性】
技术研发人员:吕玉广肖庆华夏宇君陈广印文志杰韩港吕文卿
申请(专利权)人:内蒙古上海庙矿业有限责任公司
类型:发明
国别省市:内蒙古,15

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