一种基于多变量的太原组灰岩含水层突水风险分类判别方法技术

本发明专利技术提供了一种基于多变量的太原组灰岩含水层突水风险分类判别方法，包括：S1、筛选太原组灰岩突水风险分类判别变量；S2、根据变量划分太原组灰岩突水风险分类，所述太原组灰岩突水风险分类包括：S21、安全型，包括：顶板安全型、底板安全型；S22、顶板太原组灰岩含水层突水危险型，包括：顶板突水危险型‑无补给、顶板突水危险型‑有补给；S23、底板太原组灰岩含水层突水危险型，包括：底板太灰单一突水危险型‑无补给和底板太灰单一突水危险型‑有补给；S24、底板太原组与奥陶系灰岩含水层关联突水危险型；S25、陷落柱与断层贯通突水危险型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多变量的太原组灰岩含水层突水风险分类判别方法
本专利技术涉及煤矿
，尤其是涉及一种基于多变量的太原组灰岩含水层突水风险分类判别方法。
技术介绍
目前，我国北方主要产煤的华北型矿区，东起徐州、淄博、肥城、兖州，西至陕西渭北，北起辽宁南部，南至淮南、平顶山一带几乎都受石炭二叠纪煤系底部的太原组灰岩含水层及奥陶纪灰岩强含水层影响。太原组灰岩含水层为华北型煤田的下组煤开采直接充水含水层，下组煤层开采时，顶底板太原组含水层突水事故时有发生。从全国太原组灰岩含水层分布情况看，主要表现为以下特点：一是太原组灰岩含水层一般位于煤层的顶板或底板；二是太原组灰岩含水层厚度与奥陶纪灰含水层对比，一般厚度偏薄；三是太原组灰岩含水层一般呈多层分布，由几层到十几层组成；四是太原组灰岩含水层富水性变化较大，有的富水性弱，有的富水性强。一般情况下，太原组灰岩含水层的隐患可通过疏干的方法解决，但是，当其与奥陶纪灰岩强含水层、地表水体发生水力联系或被地质构造切割，造成垂向或横向的导水通路对接并发生水力联系时，这些含水层的富水性便大大增强。因此，在具有强水源补给或接近导水通道的部位，常会发生较大的灾害性突水事故。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
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技术人员所公知的现有技术。因此，应筛选太原组灰岩含水层突水风险分类判别变量，对其进行分类研究，并制定针对性的防治措施，以防止太原组灰岩含水层单一型突水，或与奥陶系灰岩含水层联系的复合型突水事故的发生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于多变量的太原组灰岩含水层突水风险分类判别方法，以解决现有技术中存在的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种基于多变量的太原组灰岩含水层突水风险分类判别方法，其包括：S1、筛选太原组灰岩突水风险分类判别变量；S2、根据变量划分太原组灰岩突水风险分类，所述太原组灰岩突水风险分类包括：S21、安全型，包括：顶板安全型、底板安全型；S22、顶板太原组灰岩含水层突水危险型，包括：顶板突水危险型-无补给、顶板突水危险型-有补给；S23、底板太原组灰岩含水层突水危险型，包括：底板太灰单一突水危险型-无补给和底板太灰单一突水危险型-有补给；S24、底板太原组与奥陶系灰岩含水层关联突水危险型；S25、陷落柱与断层贯通突水危险型。作为一种进一步的技术方案，所述筛选太原组灰岩突水风险分类判别变量包括：S11、突水系数，即：式中,T为突水系数，单位MPa/m；P为底板隔水层承受的实际水头值，单位MPa；水压应当从含水层顶界面起算，水位值取近三年含水层观测水位最高值；M为底板隔水层厚度，单位m；S12、太原组灰岩含水层富水性及补给条件，其中，按照钻孔单位涌水量q值大小，将含水层富水性分为四级：弱富水性：q≤0.1L/(s·m)；中等富水性：0.1L/(s·m)＜q≤1.0L/(s·m)；强富水性：1.0L/(s·m)＜q≤5.0L/(s·m)；极强富水性：q＞5.0L/(s·m)；S13、断裂构造是否导通煤层与含水层；S14、煤层与太原组灰岩含水层层位关系。作为一种进一步的技术方案，所述顶板安全型的判别依据于如下变量：太原组灰岩含水层处于煤层的顶板，富水性弱，无含水层补给，太灰与奥灰无水系联系，断裂构造和煤层与含水层之间不导通。作为一种进一步的技术方案，所述底板安全型的判别依据于如下变量：太原组灰岩含水层处于煤层的底板，突水系数大于0.06MPa/m，富水性弱，无含水层补给，太灰与奥灰无水系联系，断裂构造和煤层与含水层之间不导通。作为一种进一步的技术方案，所述顶板突水危险型-无补给的判别依据于如下变量：太原组灰岩含水层处于煤层的顶板，富水性中等及以上，无含水层补给，太灰与奥灰无水系联系，断裂构造和煤层与含水层之间不导通。作为一种进一步的技术方案，所述顶板突水危险型-有补给的判别依据于如下变量：太原组灰岩含水层处于煤层的顶板，富水性中等及以上，有含水层补给，太灰与奥灰无水系联系，断裂构造和煤层与含水层之间不导通。作为一种进一步的技术方案，所述底板太灰单一突水危险型-无补给的判别依据于如下变量：太原组灰岩含水层处于煤层的底板，突水系数大于0.06MPa/m，富水性中等及以上，无含水层补给，太灰与奥灰无水系联系，断裂构造和煤层与含水层之间不导通。作为一种进一步的技术方案，所述底板太灰单一突水危险型-有补给的判别依据于如下变量：太原组灰岩含水层处于煤层的底板，突水系数大于0.06MPa/m，富水性中等及以上，有含水层补给，太灰与奥灰无水系联系，断裂构造和煤层与含水层之间不导通。作为一种进一步的技术方案，所述底板太原组与奥陶系灰岩含水层关联突水危险型的判别依据于如下变量：太原组灰岩含水层处于煤层的底板，突水系数大于0.06MPa/m，富水性中等及以上，无含水层补给，太灰与奥灰有水系联系，断裂构造和煤层与含水层之间不导通。作为一种进一步的技术方案，所述陷落柱与断层贯通突水危险型：太原组灰岩含水层处于煤层的底板，突水系数大于0.06MPa/m，富水性中等及以上，无含水层补给，太灰与奥灰有水系联系，断裂构造和煤层与含水层之间导通。采用上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过筛选太原组灰岩含水层突水风险分类判别变量，对其进行分类研究，从而利于制定针对性的防治措施，以防止太原组灰岩含水层单一型突水，或与奥陶系灰岩含水层联系的复合型突水事故的发生。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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的附图。图1为本专利技术实施例提供的顶板安全型的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的底板安全型的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的顶板突水危险型-无补给的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的顶板突水危险型-无补给的防治路线示意图；图5为本专利技术实施例提供的顶板突水危险型-有补给的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的顶板突水危险型-有补给的防治路线示意图；图7为本专利技术实施例提供的底板太灰单一突水危险型-无补给的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的底板太灰单一突水危险型-无补给的防治路线示意图；图9为本专利技术实施例提供的底板太灰单一突水危险型-有补给的结构示意图；图10为本专利技术实施例提供的底板太灰单一突水危险型-有补给的防治路线示意图；图11为本专利技术实施例提供的底板太灰与奥灰关联突水危险型的结构示意图；图12为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多变量的太原组灰岩含水层突水风险分类判别方法，其特征在于，/nS1、筛选太原组灰岩突水风险分类判别变量；/nS2、根据变量划分太原组灰岩突水风险分类，所述太原组灰岩突水风险分类包括：/nS21、安全型，包括：顶板安全型、底板安全型；/nS22、顶板太原组灰岩含水层突水危险型，包括：顶板突水危险型-无补给、顶板突水危险型-有补给；/nS23、底板太原组灰岩含水层突水危险型，包括：底板太灰单一突水危险型-无补给和底板太灰单一突水危险型-有补给；/nS24、底板太原组与奥陶系灰岩含水层关联突水危险型；/nS25、陷落柱与断层贯通突水危险型。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多变量的太原组灰岩含水层突水风险分类判别方法，其特征在于，
S1、筛选太原组灰岩突水风险分类判别变量；
S2、根据变量划分太原组灰岩突水风险分类，所述太原组灰岩突水风险分类包括：
S21、安全型，包括：顶板安全型、底板安全型；
S22、顶板太原组灰岩含水层突水危险型，包括：顶板突水危险型-无补给、顶板突水危险型-有补给；
S23、底板太原组灰岩含水层突水危险型，包括：底板太灰单一突水危险型-无补给和底板太灰单一突水危险型-有补给；
S24、底板太原组与奥陶系灰岩含水层关联突水危险型；
S25、陷落柱与断层贯通突水危险型。


2.根据权利要求1所述的基于多变量的太原组灰岩含水层突水风险分类判别方法，其特征在于，所述筛选太原组灰岩突水风险分类判别变量包括：
S11、突水系数，即：



式中,T为突水系数，单位MPa/m；
P为底板隔水层承受的实际水头值，单位MPa；水压应当从含水层顶界面起算，水位值取近三年含水层观测水位最高值；
M为底板隔水层厚度，单位m；
S12、太原组灰岩含水层富水性及补给条件，
其中，按照钻孔单位涌水量q值大小，将含水层富水性分为四级：
弱富水性：q≤0.1L/(s·m)；
中等富水性：0.1L/(s·m)＜q≤1.0L/(s·m)；
强富水性：1.0L/(s·m)＜q≤5.0L/(s·m)；
极强富水性：q＞5.0L/(s·m)；
S13、断裂构造是否导通煤层与含水层；
S14、煤层与太原组灰岩含水层层位关系。


3.根据权利要求1所述的基于多变量的太原组灰岩含水层突水风险分类判别方法，其特征在于，所述顶板安全型的判别依据于如下变量：太原组灰岩含水层处于煤层的顶板，富水性弱，无含水层补给，太灰与奥灰无水系联系，断裂构造和煤层与含水层之间不导通。


4.根据权利要求1所述的基于多变量的太原组灰岩含水层突水风险分类判别方法，其特征在于，所述底板安全型的判别依据于如下变量：太原组灰岩含水层处于煤层的底板，突水系数大于0.06MPa/m，富水...

【专利技术属性】
技术研发人员：许海涛，尹尚先，冯吉成，石建军，师皓宇，
申请(专利权)人：华北科技学院，
类型：发明
国别省市：河北;13