煤层底板水危险源区域定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种煤层底板水危险源区域定位方法及装置，涉及矿井水危险源防治的技术领域，该方法包括：获取检测区域内的目标属性数据，其中，目标属性数据至少包括以下一种：煤层内煤岩的镜质体反射率、煤层底板内同一目的含水层的水压、煤层底板内同一目的含水层的水温、煤层底板内同一目的含水层的水质；基于目标属性数据，计算检测区域内目标属性数据的分布场；根据分布场确定检测区域内的水危险源区域。本发明专利技术缓解了现有技术无法探查煤层底板的隐蔽水危险源的技术问题。

Method and device for locating dangerous area of coal seam floor water

The invention provides a method and device for locating dangerous source area of coal seam floor water, which relates to the technical field of prevention and control of mine water dangerous source. The method comprises acquiring target attribute data in the detection area, wherein the target attribute data includes at least one of the following: vitrinite reflectance of coal and rock in the coal seam, vitrinite reflectance of coal seam floor. The water pressure of the same target aquifer, the water temperature of the same target aquifer in the floor of the coal seam and the water quality of the same target aquifer in the floor of the coal seam are analyzed; the distribution field of the target attribute data in the detection area is calculated based on the target attribute data; and the water hazard source area in the detection area is determined according to the distribution field. The invention alleviates the technical problem that the prior art can not detect the hidden water hazard source of the coal seam floor.

【技术实现步骤摘要】
煤层底板水危险源区域定位方法及装置
本专利技术涉及矿井防治
，尤其是涉及一种煤层底板水危险源区域定位方法及装置。
技术介绍
我国煤矿水害频发，每年都造成数以百计的人员死亡，其中，突水量最大、淹井最快、灾害程度最严重的水害是由煤层底板的隐蔽水危险源造成的。煤层底板隐蔽陷落柱属于一种隐蔽水危险源，因煤层底板隐蔽陷落柱而发生过水害的煤矿有许多，例如，徐州矿区青山泉煤矿和三河尖煤矿、井陉矿区三矿、安阳矿区铜冶煤矿、焦作矿区李封煤矿、霍邱矿区圣佛煤矿、开滦矿区范各庄煤矿、汾西矿区三教煤矿、肥城矿区曹庄煤矿、皖北矿区任楼煤矿、禹州矿区梁北煤矿、邢台矿区东庞煤矿、霍邱矿区白龙煤矿、峰峰矿区九龙煤矿、黄沙煤矿和梧桐庄煤矿、乌海矿区骆驼山煤矿、淮北桃园煤矿、淮南矿区的潘集二矿，上述20个煤矿发生了22次陷落柱重大突水淹井灾害。其中，1984年的大型现代化矿井开滦范阁庄煤矿的水量达2053m3/min的陷落柱突水灾害堪称世界地下水突出之最，2010年骆驼山煤矿死亡32人的水害又创造了陷落柱突水死亡记录，2017年潘集二矿约20亿元的经济损失堪称陷落柱突水历史之最。煤层底板隐伏导水断层属于另一种隐蔽水危险源，曾经造成底板突水淹没工作面的灾害，例如，2001年，皖北矿区刘桥一矿煤层底板隐伏断层突水665m3/h，造成工作面被淹；2002年，永城矿区车集煤矿2401工作面发生底板突水620m3/h，造成工作面被淹。然而，无论是煤层底板隐伏陷落柱，还是煤层底板隐伏导水断层，都具有隐蔽性强的特点，现有技术中对这种煤层底板的隐蔽水危险源尚没有有效的探查方法，所以由煤层底板的隐蔽水危险源导致的突水淹井的风险仍然无法控制。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种煤层底板水危险源区域定位方法及装置，以缓解现有技术无法探查煤层底板的隐蔽水危险源的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种煤层底板水危险源区域定位方法，包括：获取检测区域内的目标属性数据，其中，所述目标属性数据至少包括以下一种：煤层内煤岩的镜质体反射率、煤层底板内同一目的含水层的水压、煤层底板内同一目的含水层的水温、煤层底板内同一目的含水层的水质；基于所述目标属性数据，计算所述检测区域内所述目标属性数据的分布场；根据所述分布场确定所述检测区域内的水危险源区域。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，在所述目标属性数据的种类为多种的情况下，根据所述分布场确定所述检测区域内的水危险源区域，包括：根据每种所述目标属性数据的分布场分别确定所述检测区域内的子水危险源区域，其中，多种所述目标属性数据中的一种目标属性数据的分布场确定一个子水危险源区域；基于多个所述子水危险源区域确定目标区域，其中，所述目标区域为所述检测区域中重叠包含所述子水危险源区域数量最多的区域；将所述目标区域确定为所述水危险源区域。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据每种所述目标属性数据的分布场分别确定所述检测区域内的子水危险源区域，包括：基于每种所述目标属性数据的分布场，绘制所述检测区域内每种所述目标属性数据的等值线图；根据所述等值线图，从所述检测区域中提取第一子目标区域，其中，所述第一子目标区域内为所述等值线图中的极大值闭合曲线所对应的区域；将所述第一子目标区域确定为所述子水危险源区域。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，根据每种所述目标属性数据的分布场分别确定所述检测区域内的子水危险源区域，包括：基于每种所述目标属性数据的分布场，计算所述检测区域内每种所述目标属性数据的梯度场；根据所述梯度场，从所述检测区域中提取第二子目标区域，其中，所述第二子目标区域内为所述梯度场中梯度线的交汇区域；将所述第二子目标区域确定为所述子水危险源区域。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，获取检测区域内的目标属性数据，包括：在多个采集位置中的每个采集位置获取所述检测区域内的至少一种目标属性数据，其中，所述采集位置的数量至少为3个，且至少3个所述采集位置位于所述检测区域中同一条直线外，至少3个所述采集位置的数量由所述检测区域的特性确定，所述检测区域的特性包括：煤变质程度、煤层底板内同一目的含水层的水温、煤层底板内同一目的含水层的水压、煤层底板内同一目的含水层的水质、煤层底板内同一目的含水层的排泄点数量和流量、煤层底板内同一目的含水层的水温；基于所述目标属性数据，计算所述检测区域内所述目标属性数据的分布场，包括：根据每个所述采集位置获得的至少一种目标属性数据，通过数值法进行数值模拟，得到所述检测区域内所述至少一种目标属性数据的分布场，其中，所述数值法包括以下任意一种：有限差分算法、有限单元法。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，在所述目标属性数据包括煤层内煤岩的镜质体反射率的情况下，所述采集位置包括：矿井的巷道，和/或，钻孔，其中，位于所述矿井的巷道，和/或，钻孔内的采集位置属于同一个煤层；在所述采集位置采集煤岩样本后，所述获取检测区域内的目标属性的多个数据，还包括：对所述煤岩样本进行镜质体反射率测试，以便获取所述煤岩样本的镜质体反射率。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，在所述目标属性包括以下任意一种属性数据的情况下：煤层底板内同一目的含水层的水压、煤层底板内同一目的含水层的水温、煤层底板内同一目的含水层的水质，所述采集位置包括：钻孔，其中，所述钻孔穿过所述检测区域中的煤层底板内同一目的含水层，其中，所述目的含水层包括：薄层灰岩含水层，和/或，砂岩含水层。结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，在所述目标属性数据包括煤层底板内同一目的含水层的水压的情况下，所述获取检测区域内的目标属性数据，还包括：在所述钻孔成孔后，在所述钻孔的孔口或所述钻孔内的含水层部位进行水压测试；将所述水压测试中的目标测试值作为所述煤层底板内目的含水层的水压，其中，所述目标测试值为水压稳定时长首次大于预设时长时的测试值。结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，在所述目标属性数据包括煤层底板内同一目的含水层的水质的情况下，所述获取检测区域内的目标属性数据，还包括：在满足水质测试的条件下，在所述钻孔外进行水质测试，其中，所述水质测试的条件包括：所述钻孔成孔后且从所述钻孔流出的水的体积大于所述钻孔的容积。第二方面，本专利技术实施例还提供一种煤层底板水危险源区域定位装置，包括：获取模块，用于获取检测区域内的目标属性数据，其中，所述目标属性数据至少包括以下一种：煤层内煤岩的镜质体反射率、煤层底板内同一目的含水层的水压、煤层底板内同一目的含水层的水温、煤层底板内同一目的含水层的水质；计算模块，用于基于所述目标属性数据，计算所述检测区域内所述目标属性数据的分布场；确定模块，用于根据所述分布场确定所述检测区域内的水危险源区域。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤层底板水危险源区域定位方法，其特征在于，包括：获取检测区域内的目标属性数据，其中，所述目标属性数据至少包括以下一种：煤层内煤岩的镜质体反射率、煤层底板内同一目的含水层的水压、煤层底板内同一目的含水层的水温、煤层底板内同一目的含水层的水质；基于所述目标属性数据，计算所述检测区域内所述目标属性数据的分布场；根据所述分布场确定所述检测区域内的水危险源区域。

【技术特征摘要】
1.一种煤层底板水危险源区域定位方法，其特征在于，包括：获取检测区域内的目标属性数据，其中，所述目标属性数据至少包括以下一种：煤层内煤岩的镜质体反射率、煤层底板内同一目的含水层的水压、煤层底板内同一目的含水层的水温、煤层底板内同一目的含水层的水质；基于所述目标属性数据，计算所述检测区域内所述目标属性数据的分布场；根据所述分布场确定所述检测区域内的水危险源区域。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述目标属性数据的种类为多种的情况下，根据所述分布场确定所述检测区域内的水危险源区域，包括：根据每种所述目标属性数据的分布场分别确定所述检测区域内的子水危险源区域，其中，多种所述目标属性数据中的一种目标属性数据的分布场确定一个子水危险源区域；基于多个所述子水危险源区域确定目标区域，其中，所述目标区域为所述检测区域中重叠包含所述子水危险源区域数量最多的区域；将所述目标区域确定为所述水危险源区域。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据每种所述目标属性数据的分布场分别确定所述检测区域内的子水危险源区域，包括：基于每种所述目标属性数据的分布场，绘制所述检测区域内每种所述目标属性数据的等值线图；根据所述等值线图，从所述检测区域中提取第一子目标区域，其中，所述第一子目标区域为所述等值线图中的极大值闭合曲线所对应的区域；将所述第一子目标区域确定为所述子水危险源区域。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据每种所述目标属性数据的分布场分别确定所述检测区域内的子水危险源区域，包括：基于每种所述目标属性数据的分布场，计算所述检测区域内每种所述目标属性数据的梯度场；根据所述梯度场，从所述检测区域中提取第二子目标区域，其中，所述第二子目标区域为所述梯度场中梯度线的交汇区域；将所述第二子目标区域确定为所述子水危险源区域。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于获取检测区域内的目标属性数据，包括：在多个采集位置中的每个采集位置获取所述检测区域内的至少一种目标属性数据，其中，所述采集位置的数量至少为3个，且至少3个所述采集位置位于所述检测区域中同一条直线外，至少3个所述采集位置的数量通过所述检测区域的特性确定，所述检测区域的特性包括：煤变质程度、煤层底板内同一目的含水层的水温、煤层底板内同一目的含水层的水压、煤层底板内同一目的含水层的水质、煤层底板内同一目的含水层的排泄点...

【专利技术属性】
技术研发人员：王经明，赵亚飞，韩永，张健琛，高宇，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：北京,11