一种构造对太原组灰岩水运移控制的确定方法技术

一种构造对太原组灰岩水运移控制的确定方法，属于水文地质含水层水动力条件分析技术领域。利用水文孔、地质孔和建井的相关资料，对太原组的灰岩进行了原始水位判别。若非原始水位，利用在开采区建立虚拟井方法，对开采区进行受人为扰动的太原组灰岩水进行降深计算。并利用线性条件下的水位叠加方法，获得开采区的太原组灰岩水的原始水位。最后获取的原始水位叠加构造纲要图，判别深部开采区太原组灰岩的地下水的运移规律。有助于工作人员利用该规律进行深部开采的合理工程布置。本发明专利技术的所利用的资料均是从常规的水文地质工作中获得，且该方法相对简单，易于技术人员学习操作，应用前景广泛。景广泛。景广泛。

A method for determining the control of structure on limestone water transport in Taiyuan Formation

【技术实现步骤摘要】
一种构造对太原组灰岩水运移控制的确定方法


[0001]本专利技术涉及一种构造对太原组灰岩水运移控制的确定方法，特别是一种构造对太原组灰岩含水层运移控制的确定，属于水文地质含水层水动力条件分析


技术介绍

[0002]华北型煤田近几年逐渐过渡到以开采深部煤层为主，开采深部煤层时面临的首要水文地质问题是深部的水文地质条件明显与浅部不一致，其补给、径流和排泄问题需要进一步方法明确。而深部煤层的直接充水含水层为太原组灰岩岩溶水，该含水层受制于少量的工程实践，对其水动力规律的认识极为有限。不利于现场工作人员基于规律认识对该含水层进行探索。
[0003]并且该岩溶含水层的富水规律极不均匀，比如淮北煤田太原组灰岩含水层在闸河矿区属于强
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极强含水层，仅有两个钻孔为极弱含水层。在宿县矿区桃园煤矿属于中等
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强含水层。而在临涣矿区、涡阳矿区属于弱
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极弱含水层。在淮南地区潘二煤矿太原组灰岩含水层属于中等含水层。并且该含水层容易通过构造沟通富水性极强的奥灰水，形成对深部煤层的巨大威胁。如潘二煤矿位于潘集背斜附近，该矿区域受背斜控制区域断层较为发育，水动力条件活跃，在2017年开采深部煤层时，太原组灰岩含水层作为直接充水含水层一直以疏放为主，出水量稳定在11m3/h左右。在开采12123工作面时，由于构造控制导通了太灰和奥灰水。出水量最大14520m3/h，发生了淹井事故。究其本质原因，太灰富水规律本质受到水动力运移的影响。
[0004]但是受近几年人为采矿活动的影响，地下水的运移受人为干扰明显。地下水的运移其实受到了人为采矿和自然构造影响的双重控制。如何剔除人为采矿作用的影响进而重现自然构造对太原组灰岩地下水运移的影响显得尤为重要。综合近几年的研究可以看出，在构造对太原组灰岩含水层运移控制方面的研究鲜见报道。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种构造对太原组灰岩水运移控制的确定方法。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种构造对太原组灰岩水运移控制的确定方法，具体包括：原始水位判别、校正受人为扰动的水位、构造对运移的控制。
[0007]所述的原始水位判别包括以下步骤：
[0008]根据建井时间为T1对所有钻孔资料进行年份分类，分为建井前资料和建井后资料，建井前资料不需要校正，则钻孔揭露的水位为原始水位H0。钻孔施工时间为T2，建井后资料部分需要判断水位资料是否是原始水位，通过查阅最新的水文地质类型划分报告，提取深部煤层的开采时间T3，若T2>T3，说明矿井还未有太原组灰岩出水，说明太灰水位未受到人为开采的扰动，则此时钻孔水位视为原始水位H0。反之，若T2<T3，说明钻孔施工年份之前，已经开采深部煤层，深部煤层的间接充水含水层即太灰水，矿井此时有太原组灰岩出水，说明
太灰水受到人为扰动，即为H1，需要进行校正。
[0009]所述的校正受人为扰动的水位包括以下步骤：
[0010](1)第一步确定某矿井深部煤层开采的面积范围，如果深部煤层开采的范围不确定，可视矿井范围为深部煤层开采的范围。圈定深部煤层开采的面积或矿井开采的面积，并把该范围识别为一个虚拟井。
[0011](2)第二步依据水位叠加原理，太原组灰岩在华北型煤田为高承压含水层，其降深的求解为线性问题，线性问题可以应用叠加原理对水位进行直接叠加。
[0012]所述的构造对运移的控制包括以下步骤：
[0013]最后校正后的天然水位H0、钻孔的位置等数据，利用suffer软件对获取的钻孔的天然水位呈现水位等值线图，在水位等值线图上再叠加研究区的构造纲要图，从叠加后的区域图上可以明确构造对太原组灰岩水的赋存控制，一般在向斜核部位置层间裂隙和滑脱裂隙发育较多的，并且古地势较低，在该位置形成地下水的汇集排泄区，水流在该处为收敛流。在背斜核部位置处于古地势较高的位置，易形成分水岭，地下水的补给区，水流在该处为发散流。
[0014]进一步的，所述虚拟井的计算过程包括以下步骤：利用公式(1)计算出虚拟井的半径，即r0。利用公式(2)计算虚拟井的影响半径，即R。利用公式(3)计算出虚拟井的引用半径，即R0。利用公式(4)，计算出由于人为开采所引起的降深，即s。
[0015][0016][0017]R0＝r0+R
ꢀꢀꢀ
(3)
[0018][0019]式中，K为太原组C3
‑Ⅰ
组灰岩渗透系数(m/d)；M为太原组C3
‑Ⅰ
组灰岩厚度(m)；S为人为开采引起的水位降深(m)；a为灰岩水采区走向长(m)；b为灰岩水采区倾向长(m)；η为经验系数；r0为虚拟井半径(m)；R为虚拟井影响半径(m)；R0为虚拟井引用半径(m)。
[0020]进一步的，所述水位叠加原理具体表述为，原始水位H0为现阶段的钻孔水位H1叠加由于人为干扰形成的降深s，具体见公式(5)。
[0021]H0＝H1+s
ꢀꢀꢀ
(5)
[0022]式中，H0为原始水位；H1为受人为扰动的水位；s为人为扰动后引起的降深。
[0023]本专利技术的有益效果：使得现场的工作人员掌握深部的太原组灰岩的水动力规律和富水规律，有助于工作人员利用该规律进行深部开采的合理工程布置。本专利技术的所利用的资料均是从常规的水文地质工作中获得，且该方法相对简单，易于技术人员学习操作，应用前景广泛
附图说明
[0024]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0025]图1本专利技术构造对太原组灰岩运移控制的流程图；
[0026]图2本专利技术虚拟井的水位叠加示意图；
[0027]图3本专利技术潘二矿虚拟井影响范围图；
[0028]图4本专利技术构造对太原组灰岩运移控制图。
具体实施方式
[0029]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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]一种构造对太原组灰岩水运移控制的确定方法，具体包括：原始水位判别、校正受人为扰动的水位、构造对运移的控制。
[0031]所述的原始水位判别包括以下步骤：
[0032]根据建井时间为T1对所有钻孔资料进行年份分类，分为建井前资料和建井后资料，建井前资料不需要校正，则钻孔揭露的水位为原始水位H0。钻孔施工时间为T2，建井后资料部分需要判断水位资料是否是原始水位，通过查阅最新的水文地质类型划分报告，提取深部煤层的开采时间T3，若T2>T3，说明矿井还未有太原组灰岩出水，说明太灰水位未受到人为开采的扰动，则此时钻孔水位视为原始水位H0。反之，若T2<T3，说明钻孔施工年份之前，已经开采深部煤层，深部煤层的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构造对太原组灰岩水运移控制的确定方法，其特征在于，包括原始水位判别、校正受人为扰动的水位与构造对运移的控制；所述的原始水位判别包括以下步骤：根据建井时间为T1对所有钻孔资料进行年份分类，分为建井前资料和建井后资料，建井前资料不需要校正，则钻孔揭露的水位为原始水位H0；钻孔施工时间为T2，建井后资料部分需要判断水位资料是否是原始水位，通过查阅最新的水文地质类型划分报告，提取深部煤层的开采时间T3，若T2>T3，则此时钻孔水位判定为原始水位H0；反之，若T2<T3，则此时钻孔水位判定为H1，需要进行校正；所述的校正受人为扰动的水位包括以下步骤：(1)第一步确定某矿井深部煤层开采的面积范围，如果深部煤层开采的范围不确定，可视矿井范围为深部煤层开采的范围；圈定深部煤层开采的面积或矿井开采的面积，并把该范围识别为一个虚拟井；(2)第二步依据水位叠加原理，太原组灰岩在华北型煤田为高承压含水层，其降深的求解为线性问题，线性问题可以应用叠加原理对水位进行直接叠加；所述的构造对运移的控制包括以下步骤：最后校正后的天然水位H0、钻孔的位置等数据，利用suffer软件对获取的钻孔的天然水位呈现水位等值线图，在水位等值线图上再叠加研究区的构造纲要图，从...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴辉婵，段中稳，刘启蒙，汪玉泉，吴家峰，童世杰，王锟，王道坤，赵保新，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：