一种煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理效果评价方法技术

本发明专利技术公开了一种煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理效果评价方法，包括：对地面长距离定向钻进施工过程中的钻孔轨迹进行评价，并根据评价标准对各二级指标进行打分；根据钻进地层是否有构造发育，对应选择正常地层或非正常地层的评价标准，对钻孔探查结果进行评价，并根据评价标准对各二级指标进行打分；对注浆治理效果进行评价，并根据评价标准对各二级指标进行打分；根据前述3个分项的评分结果，按照评价指标计算标准，计算各个评价项目指标对应的权重值的加和得到治理效果综合得分，根据综合得分和评价等级表确定底板灰岩水害地面超前区域探查治理工程效果的质量等级。本发明专利技术适用范围广，能够全面反映实际治理工程效果。

【技术实现步骤摘要】
一种煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理效果评价方法
本专利技术属于煤层底板灰岩水害评价领域，具体涉及一种煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理效果评价方法。
技术介绍
煤层底板灰岩含水层具有水压高、水量大、突水迅猛等特点。为了安全开采底板灰岩含水层之上的煤层，需要采取超前治理的措施。利用地面定向钻进技术进行灰岩水超前区域治理是保障煤矿安全开采的有效措施。但目前对于煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理缺乏公认可靠的评价方法，已有的评价方法多为针对某个特定矿井某个特定地段的定性描述式评价，缺乏定量化评价指标，主观因素影响大，评价结果可靠性较差，使用范围较窄，不能全面、真实反映实际治理效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用范围广，能够全面反映实际治理工程效果，并且可以定量表征的煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理效果的评价方法，以解决煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理效果缺乏有效评价方法的问题。为达到实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理效果评价方法，包括以下步骤：(1)对地面长距离定向钻进施工过程中的钻孔轨迹进行评价，并根据评价标准对各二级指标进行打分；(2)根据钻进地层是否有构造发育，对应选择正常地层或非正常地层的评价标准，对钻孔探查结果进行评价，并根据评价标准对各二级指标进行打分；(3)对注浆治理效果进行评价，并根据评价标准对各二级指标进行打分；(4)根据前述3个分项的评分结果，按照评价指标计算标准，计算各个评价项目指标对应的权重值的加和得到治理效果综合得分，根据综合得分和评价等级表确定底板灰岩水害地面超前区域探查治理工程效果的质量等级。本专利技术进一步的改进在于，针对钻孔轨迹的评价，包括2个一级评价指标，分别为钻孔间平面间距和目标层钻遇率。本专利技术进一步的改进在于，针对钻孔轨迹的评价，主要的二级指标有6项，在施工过程中，对每一项指标的实际施工参数进行采集分析；①分支孔间距：分支孔间距是依据底板注浆扩散半径试验实测数据确定的，目的是保证浆液扩散范围可以覆盖整个治理区域，分支孔间距的测量，采用MWD无线随钻测斜系统，记录钻孔钻进轨迹的空间三维坐标，后将记录到的钻孔空间坐标投影到治理区域的实际坐标网上，在图中量取各分支钻孔的间距；②随钻轨迹监测点间距：随钻轨迹监测点间距指标用以表明对钻孔轨迹控制的精度，即每间隔一定间距对钻孔轨迹取一次三维坐标数据，随钻轨迹监测点间距采用MWD无线随钻测斜系统，记录钻孔钻进轨迹的记录空间三维坐标，然后将记录到的钻孔空间坐标投影到治理区域的实际坐标网上，在图中量取监测点的间距；③治理区内水平投影与设计轨迹偏差：对与钻孔实际轨迹与设计路线的偏差，采用MWD无线随钻测斜系统，记录钻孔钻进轨迹的空间三维坐标，然后将记录到的钻孔空间坐标投影到治理区域的实际坐标网上，将设计钻孔轨迹也投影到实际坐标网上，顺着钻孔轨迹量取偏差值，将钻孔轨迹偏差大于标准值的钻孔轨迹长度相加，然后和钻孔水平段投影长度相比，占比大于75％即为不合格；④施工终孔点坐标与设计靶点位置偏差：施工终孔点指的是各分支钻孔终孔位置的三维坐标，采用MWD无线随钻测斜系统，记录钻孔终孔位置空间三维坐标，然后与设计钻孔的终孔位置进行对比，利用三维坐标位置计算设计钻孔终孔位置和设计靶点位置之间的距离；⑤随钻伽玛值：利用钻探目标层位和其他层位随钻伽马值的不同，判定钻孔钻进的层位，MWD无线随钻测斜系统可以直接读取记录随钻伽马值，钻孔施工完成后由系统导出；⑥目标层位实际钻遇率：结合岩屑录井数据、随钻伽玛值和钻时录井资料，判定水平分支钻孔轨迹中位于目标层位段的长度，然后计算其和分支钻孔总长度的比值，即为目标层位实际钻遇率。本专利技术进一步的改进在于，对于探查结果的评价，首先区分目标层段是否为正常地层，然后根据是否为正常地层选择对应评价指标；针对正常地层的评价指标有4项：①钻时录井变化率：钻时录井变化率根据钻时录井曲线进行计算；在钻孔钻进时，利用随钻录井仪记录随钻录井数据，然后导出钻时录井曲线，根据在目标层内钻进时的钻时录井数据，确定目标层的标准钻时录井数据，对偏离标准钻时录井值的钻进距离进行统计，计算偏离标准钻时录井值的钻进段与分支孔总长度的比值，即为钻时录井变化率；②钻井液消耗量：钻井液消耗量指的是钻井时泥浆的漏失量；钻井液漏失量通过泥浆池内泥浆的减少量统计计算，计算统计时段内泥浆的减少量和时间的比值，即为钻井液消耗量；③压水试验透水率：根据目标层所在位置标高，计算目标层位置注入水的水压，选择压水测试段，测量测试段长度，然后从地面压水进入钻孔测试段，记录单位时间内注入测试段的水量，按照渗透率公式即可计算处压水试验透水率；④分孔/分段注浆单米注浆量：统计分支钻孔或某段的水泥浆注入量，用注入水泥浆的数量和分支钻孔段长度或某注入段长度相比，所得数据即为分孔/分段注浆单米注浆量；针对正常地层的评价指标有5项：①钻进异常：钻进异常指的是在钻孔钻进过程中出现的异常情况；钻进异常包括掉钻、卡钻及孔钻，钻进异常依靠现场施工人员判别，并及时做好记录，结合MWD无线随钻测斜系统确定钻进异常段的坐标位置，钻进过程中出现钻进异常该项指标即判定为不合格；②钻井液消耗量：参数获取方法同正常地层；③钻孔泥浆进出口平均温差：对分支钻孔钻的泥浆温度利用电子温度计进行监测，以分支钻孔水平投影方向前进方向为横轴，以温度观测数据为纵轴，绘制温度变化曲线，平均温差大于3℃即为不合格；④孔内水位观测：水位的测定用导线电测深的方法，或者用测绳和浮筒来测量，当水位突然测不到或异常升高时，即为不合格；⑤压水试验透水率：参数获取方法同正常地层。本专利技术进一步的改进在于，针对探查过程的评价，首先区分正常地层和非正常地层，然后选择对应的评价指标。本专利技术进一步的改进在于，针对注浆治理效果的评价，分为单孔注浆结束标准和注浆验证结果评价2个一级指标。本专利技术进一步的改进在于，对于注浆治理结果的评价，主要的二级指标有4项，在施工过程中，对每一项指标的实际施工参数进行采集分析；①单孔注浆稳压稳流时间：注浆压力通过注浆泵压力表观测，注浆流量通过流量计观测，稳压时间通过秒表或手表计时工具进行观测记录，将观测到的注浆压力、流量和稳定时间与标准对比，稳压和稳流30min以上即为合格，否则为不合格，稳压即1.5倍奥灰水静压以上，稳流即小于35L/min；②相邻分支钻井液消耗量对比：一个探查主孔有多个分支钻孔，对每一个分支钻孔钻进过程的钻井液进行统计，计算单位长度分支孔的钻井液消耗量，然后与和其相邻的钻孔进行对比，相邻分支钻孔钻井液消耗量相差大于20％即为不合格；③注浆后压水透水率：压水透水率的观测方法与探查评价时压水试验透水率指标的探测方法相同，注浆后的压水透水率≤0.01lu方为合格，否则为不合格；④相邻分支孔注浆量对比验证：一个探查主孔有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)对地面长距离定向钻进施工过程中的钻孔轨迹进行评价，并根据评价标准对各二级指标进行打分；/n(2)根据钻进地层是否有构造发育，对应选择正常地层或非正常地层的评价标准，对钻孔探查结果进行评价，并根据评价标准对各二级指标进行打分；/n(3)对注浆治理效果进行评价，并根据评价标准对各二级指标进行打分；/n(4)根据前述3个分项的评分结果，按照评价指标计算标准，计算各个评价项目指标对应的权重值的加和得到治理效果综合得分，根据综合得分和评价等级表确定底板灰岩水害地面超前区域探查治理工程效果的质量等级。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理效果评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对地面长距离定向钻进施工过程中的钻孔轨迹进行评价，并根据评价标准对各二级指标进行打分；
(2)根据钻进地层是否有构造发育，对应选择正常地层或非正常地层的评价标准，对钻孔探查结果进行评价，并根据评价标准对各二级指标进行打分；
(3)对注浆治理效果进行评价，并根据评价标准对各二级指标进行打分；
(4)根据前述3个分项的评分结果，按照评价指标计算标准，计算各个评价项目指标对应的权重值的加和得到治理效果综合得分，根据综合得分和评价等级表确定底板灰岩水害地面超前区域探查治理工程效果的质量等级。


2.根据权利要求1所述的一种煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理效果评价方法，其特征在于，针对钻孔轨迹的评价，包括2个一级评价指标，分别为钻孔间平面间距和目标层钻遇率。


3.根据权利要求1所述的一种煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理效果评价方法，其特征在于，针对钻孔轨迹的评价，主要的二级指标有6项，在施工过程中，对每一项指标的实际施工参数进行采集分析；
①分支孔间距：分支孔间距是依据底板注浆扩散半径试验实测数据确定的，目的是保证浆液扩散范围可以覆盖整个治理区域，分支孔间距的测量，采用MWD无线随钻测斜系统，记录钻孔钻进轨迹的空间三维坐标，后将记录到的钻孔空间坐标投影到治理区域的实际坐标网上，在图中量取各分支钻孔的间距；
②随钻轨迹监测点间距：随钻轨迹监测点间距指标用以表明对钻孔轨迹控制的精度，即每间隔一定间距对钻孔轨迹取一次三维坐标数据，随钻轨迹监测点间距采用MWD无线随钻测斜系统，记录钻孔钻进轨迹的记录空间三维坐标，然后将记录到的钻孔空间坐标投影到治理区域的实际坐标网上，在图中量取监测点的间距；
③治理区内水平投影与设计轨迹偏差：对与钻孔实际轨迹与设计路线的偏差，采用MWD无线随钻测斜系统，记录钻孔钻进轨迹的空间三维坐标，然后将记录到的钻孔空间坐标投影到治理区域的实际坐标网上，将设计钻孔轨迹也投影到实际坐标网上，顺着钻孔轨迹量取偏差值，将钻孔轨迹偏差大于标准值的钻孔轨迹长度相加，然后和钻孔水平段投影长度相比，占比大于75％即为不合格；
④施工终孔点坐标与设计靶点位置偏差：施工终孔点指的是各分支钻孔终孔位置的三维坐标，采用MWD无线随钻测斜系统，记录钻孔终孔位置空间三维坐标，然后与设计钻孔的终孔位置进行对比，利用三维坐标位置计算设计钻孔终孔位置和设计靶点位置之间的距离；
⑤随钻伽玛值：利用钻探目标层位和其他层位随钻伽马值的不同，判定钻孔钻进的层位，MWD无线随钻测斜系统可以直接读取记录随钻伽马值，钻孔施工完成后由系统导出；
⑥目标层位实际钻遇率：结合岩屑录井数据、随钻伽玛值和钻时录井资料，判定水平分支钻孔轨迹中位于目标层位段的长度，然后计算其和分支钻孔总长度的比值，即为目标层位实际钻遇率。


4.根据权利要求1所述的一种煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理效果评价方法，其特征在于，对于探查结果的评价，首先区分目标层段是否为正常地层，然后根据是否为正常地层选择对应评价指标；
针对正常地层的评价指标有4项：
①钻时录井变化率：钻时录井变化率根据钻时录井曲线进行计算；在钻孔钻进时，利用随钻录井仪记录随钻录井数据，然后导出钻时录井曲线，根据在目标层内钻进时的钻时录井数据，确定目标层的标准钻时录井数据，对偏离标准钻时录井值的钻进距离进行统计，计算偏离标准钻时录井值的钻进段与分支孔总长度的比值，即为钻时录井变化率；
②钻井液消耗量：钻井液消耗量指的是钻井时泥浆的漏失量；钻井液漏失量通过泥浆池内泥浆的减少量统计计算，计算统计时段内泥浆的...

【专利技术属性】
技术研发人员：廉法宪，傅先杰，程世贵，周学年，岳喜占，金吕锋，张爱华，高生保，张鸣，夏辉，丁湘，蒲治国，闫鑫，张坤，
申请(专利权)人：中煤能源研究院有限责任公司，中煤新集能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61