矿井水害预警方法技术

本发明专利技术公开了一种矿井水害预警方法，包括以下步骤：对地面水害和井下水害进行预警；所述地面水害预警包括地表水水害预警：获取矿井地区的降雨量，当所述降雨量大于或等于所述矿井地区的近N1年汛期的最大降雨量时，发出预警信号，N1≥2；所述井下水害预警包括煤层底板水害预警：获取煤层底板上底板突水点的水压P1，当所述水压P1大于预警参数H时，发出预警信号。本发明专利技术由于集成了至少两种水害预警方式，模型简单、操作方便、可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿井水害治理的
，尤其涉及一种矿井水害预警方法。
技术介绍
随着国民经济的飞速发展，煤炭需求在实现工业化、信息化、城镇化和农业现代化的进程中将持续增长，然而我国复杂的煤矿地质条件和自然灾害会造成煤矿事故频发。而水害作为煤矿五大灾害之一，在煤矿建设和生产过程中，经常发生孔隙水、裂隙水、岩溶水、老空水、地表水等各种水体溃入井下，造成矿井突水事故的发生。建立矿井水害监测预警系统为掌握和矿井涌水量等分布特点，为煤矿防治工作和正确的决策提供可靠地基础资料。矿井水害形成的机理非常复杂，具有非线性特征，有多方面、多种影响因素除具有层次性外，各因素对突水的影响程度及相互综合影响程度具有确定和模糊的双面特性。国内外的许多科研单位，都建立了矿井水害监测系统的硬件平台。但是，对于预警系统的预报，通常只采用简单的阈值设置，单一监测某种参数，不能够有效地判断矿井突水。或者采用较为复杂专家系统和人工神经网络系统。因此，有必要设计一种简单、可靠的矿井水害预警方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种简单、可靠的矿井水害预警方法。本专利技术的技术方案提供一种矿井水害预警方法，包括以下步骤：对地面水害和井下水害进行预警；所述地面水害预警包括地表水水害预警：获取矿井地区的降雨量，当所述降雨量大于或等于所述矿井地区的近N1年汛期的最大降雨量时，发出预警信号，N1≥2；所述井下水害预警包括煤层底板水害预警：获取煤层底板上底板突水点的水压P1，当所述水压P1大于预警参数H时，发出预警信号。进一步地，所述预警参数H的计算公式如下： H = KT s = K P M ; ]]>其中，H为预警参数，Mpa/m；K为安全预估值系数；P为开采煤层承压的实际水压值，Mpa；M为开采煤层底板实际查明的隔水厚度，m。进一步地，所述预警参数H的计算公式如下： H = KT s = K P M - M K - M Y ; ]]>其中，H为预警参数，Mpa/m；K为安全预估值系数；P为开采煤层承压的实际水压值，Mpa；M为开采煤层底板实际查明的隔水厚度，m；MK为采动矿压对隔水层的破坏深度，m；MY为承压水原始导升高度，m。进一步地，所述地面水害预警还包括矿井涌水量预警：获取开采期间所排出的矿井涌水量，当所述矿井涌水量大于近N2年汛期的最大涌水量时，发出预警信息，N2≥2。进一步地，所述井下水害预警还包括老空区水害预警：获取钻孔的封孔处的水压P2，当所述水压P2大于预警参数A时，发出预警信号，所述预警参数A为放水后封孔处的水压。进一步地，所述井下水害预警还包括采空区水害预警；所述采空区水害预警包括密闭墙压力预警：获取密闭墙的水压P3，
当所述水压P3大于预警参数B时，发出预警信号。进一步地，所述采空区水害预警还包括壁前涌水量预警：获取出水口的流量，当所述流量大于预警参数Q时，发出预警信号，所述预警参数Q的计算公式如下：Q＝Q涌/1.5；其中，Q为平均涌水量；Q涌为瞬时涌水量。进一步地，所述井下水害预警还包括井下排水系统预警；所述井下排水系统预警包括中央水仓预警：获取中央水仓的水位，当所述水位大于控制水位时，发出预警信号。进一步地，所述井下排水系统预警还包括排水管路预警：获取排水管路的排水量，当所述排水量大于最大排水量时，发出预警信号。采用上述技术方案后，具有如下有益效果：本专利技术由于集成了至少两种水害预警方式，模型简单、操作方便、可靠性高。附图说明图1是本专利技术中矿井水害预警方法的最佳实施例的流程图。具体实施方式下面结合附图来进一步说明本专利技术的具体实施方式。矿井水害预警方法，包括：对地面水害和井下水害进行预警；所述地面水害预警包括了地表水水害预警和矿井涌水量预警；所述井下水害预警包括了煤层底板水害预警、老空区水害预警、采空区水害预警和井下排水系统预警；其中，采空区水害预警又包括了密闭墙压力预警和壁前涌水量预警；井下排水系统预警又包括了中央水仓预警和排水管路预警。各预警方式具体操作如下：1、地表水水害预警：获取矿井地区的降雨量，当所述降雨量大于或
等于所述矿井地区的近N1年汛期的最大降雨量时，发出预警信号，N1≥2。具体为，充分利用当地的气象预报，来获取矿井地区的降雨量。N1可根据当地气候条件及降雨规律来确定。一方面，由于地面水会补给含水层，可能影响到井下水害；另一方面，如果地面水与井下直接导通，直接灌入到井下通道中，可能出现井口被淹的危险。因此，有必要对地面水水害进行预警。2、煤层底板水害预警：获取煤层底板上底板突水点的水压P1，当所述水压P1大于预警参数H时，发出预警信号。由于煤层与含水层顶面之间的隔水层在采煤扰动或构造影响时，会遭到破坏而破碎。因此，在煤层底板上会形成底板突水点。因此，有必要对煤层底板水害进行预警。较佳地，一般煤矿可采用以下简易公式，所述预警参数H的计算公式如下： H = KT s = K P M ; ]]>其中，H为预警参数，Mpa/m；K为安全预估值系数，是通过实验模拟分析得到的。其中需要考虑煤矿的采集深度、水文、地质、煤层、采矿条件，与该煤矿同类型的以往煤矿的情况来综合考量；P为开采煤层承压的实际水压值，Mpa；M为开采煤层底板实际查明的隔水厚度，m。优选地，所述预警参数H的计算公式如下： H = KT s = K P M - M K - M Y ; ]]>其中，H为预警参数，Mpa/m；K为安全预估值系数；P为开采煤层承压的实际水压值，Mpa；M为开采煤层底板实际查明的隔水厚度，m；MK为采动矿压对隔水层的破坏深度，m；MY为承压水原始导升高度，m。3、矿井涌水量预警：获取开采期间所排出的矿井涌水量，当所述矿井涌水量大于近N2年汛期的最大涌水量时，发出预警信息，N2≥2。其中，N2可根据各煤矿的水量规律确定。4、老空区水害预警：获取钻孔的封孔处的水压P2，当所述水压P2大于预警参数A时，发出预警信号，所述预警参数A为放水后封孔处的水压。其中，主要采用探放水试验进行防治，由于钻孔的封孔质量不好，可能会引起水害。通常可在钻孔的封孔处安装压力表，来获取钻孔的封孔处的水压P2。预警参数可设置为：放水后封孔的压力值。5、密闭墙压力预警：获取密闭墙的水压P3，当所述水压P3大于预警参数B时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿井水害预警方法，其特征在于，包括以下步骤：对地面水害和井下水害进行预警；所述地面水害预警包括地表水水害预警：获取矿井地区的降雨量，当所述降雨量大于或等于所述矿井地区的近N1年汛期的最大降雨量时，发出预警信号，N1≥2；所述井下水害预警包括煤层底板水害预警：获取煤层底板上底板突水点的水压P1，当所述水压P1大于预警参数H时，发出预警信号。

【技术特征摘要】
1.一种矿井水害预警方法，其特征在于，包括以下步骤：对地面水害和井下水害进行预警；所述地面水害预警包括地表水水害预警：获取矿井地区的降雨量，当所述降雨量大于或等于所述矿井地区的近N1年汛期的最大降雨量时，发出预警信号，N1≥2；所述井下水害预警包括煤层底板水害预警：获取煤层底板上底板突水点的水压P1，当所述水压P1大于预警参数H时，发出预警信号。2.根据权利要求1所述的矿井水害预警方法，其特征在于，所述预警参数H的计算公式如下： H = KT s = K P M ; ]]>其中，H为预警参数，Mpa/m；K为安全预估值系数；P为开采煤层承压的实际水压值，Mpa；M为开采煤层底板实际查明的隔水厚度，m。3.根据权利要求1所述的矿井水害预警方法，其特征在于，所述预警参数H的计算公式如下： H = KT s = K P M - M K - M Y ; ]]>其中，H为预警参数，Mpa/m；K为安全预估值系数；P为开采煤层承压的实际水压值，Mpa；M为开采煤层底板实际查明的隔水厚度，m...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈万胜，李鹏，宋桂军，郑纲，燕斌，宫浩，刘永军，李鹏，王昊星，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，神华神东煤炭集团有限责任公司，中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11