煤矿综放工作面涌水规律的预测方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矿综放工作面涌水规律的预测方法，属井下工作面防治水技术领域。它是将静储量大的a曲线和b曲线进行叠加，得出一条新的c曲线，该c曲线近似正弦曲线：即为顶板水静储量大且具有较强补给水源的条件下综放工作面涌水规律曲线。有益效果是：通过上述正弦曲线法，可以较准确的预测出综放工作面下次涌水高峰期的大致时间及距离，并可以较准确的预测涌水水量的范围，从而可以提前采取科学合理的防治措施，减轻涌水对综放工作面正常回采的影响，保障职工的人身安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属井下工作面防治水
主要适用于顶板水静储量大且具有较强补给水源的条件下综放工作面涌水规律的预测。
技术介绍
近几年来煤矿水害问题越来越明显，严重危害煤矿职工生命及社会财产的安全。例如徐庄煤矿7199综放工作面，该工作面位于井田东深部，工作面顶板砂岩厚度在9.26-29.64m，相对于本矿其它工作面，该工作面的顶板砂岩厚度是其他工作面的2_5倍，在回采过程中从2011年5月至2012年5月期间工作面发生长期高水量涌水，工作面最大涌水量和总涌水量均为本矿历史之最，平均涌水量达到180m3/h，并多次突破300m3/h，最大达到540m3/h，回采期间累计涌水量达到110万立方。为确保工作面安全生产，虽然采取了多种治水措施，如优化排水路线，建立排水基地等，但是由于前期工作面涌水规律性不明确，造成了防治困难，主要体现在:由于该工作面顶板水静储量大，且有浅部水源的强补给，本矿以往的工作面涌水规律对该工作面不适用；不能准确掌握涌水变化规律，就不能提前做好防治水准备工作，导致在工作面回采早期涌水高峰期排水能力不足，造成积水不能及时得到疏排，严重影响了工作面正常生产；工作面防治水工作缺少技术支撑，没有科学依据。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种用于工作面顶板水静储量大且具有较强补给条件下的，准确掌握综放工作面涌水变化规律，科学且具有针对性的采取相应的防治措施，有效的减轻涌水对综放工作面正常回采的影响，为安全生产创造极其有利的条件。本专利技术是以如下技术方案实现的:一种用于顶板水静储量大且具有较强补给水源的，⑴、选择多个已回采结束且发生涌水的工作面为研究对象，通过分析归类得出:a、以静储量顶板水为主且无明显补给水源的工作面涌水规律；b、顶板水静储量小且具有明显补给水源的工作面涌水规律；分别绘制出a、b工作面涌水曲线；⑵、通过步骤⑴:将静储量大的a曲线和b曲线进行叠加，从而得出一条新的c曲线，该c曲线近似正弦曲线:即为顶板水静储量大且具有较强补给水源的条件下综放工作面涌水规律曲线；⑶、通过对工作面压力及其控制理论分析，静储量涌水和补给水源的动态补给均是随着工作面周期来压而同步进行的，因此，理论上涌水周期为I一N个顶板周期来压步距；⑷、通过对水质分析、充水含水层厚度及构造分析、地面长观孔水位变化分析、物探富水性分析，确定工作面涌水情况即为:顶板水静储量大且具有较强补给水源；实时监测工作面涌水变化情况，并绘制出涌水变化曲线，将工作面实际涌水曲线与推理的正弦曲线相比较，从而验证正弦曲线的合理性。本专利技术的有益效果是:通过上述正弦曲线法，可以较准确的预测出综放工作面下次涌水高峰期的大致时间及距离，并可以较准确的预测涌水水量的范围，从而可以提前采取科学合理的防治措施，减轻涌水对综放工作面正常回采的影响，保障职工的人身安全。附图说明 下面结合附图和实施方式对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术正弦曲线曲线推理示意图。图2是7199综放工作面早期涌水周期平均值曲线图。图中:a、静储量大且无明显补给水源涌水曲线，b、静储量小具有明显补给水源时涌水曲线；c、a曲线和b曲线进行叠加后的正弦曲线。具体实施例方式⑴、对出水工作面水质进行化验分析，先确定其出水来源；⑵、确定涌水为顶板水后，再通过“两带”分析、物探等方法，判断其直接充水水源的静储量大小(顶板含水砂岩层厚、呈向斜构造、断层发育密集等情况，其顶板水静储量均大)；⑶、通过地面水文观测孔观测相邻含水层在工作面涌水期间的水文变化情况，确定补给水源及其补给程度；⑷、通过步骤⑴、⑵、⑶确定出水工作面是否为:顶板水静储量大且具有较强的补给水源；从而确定其涌水变化情况是否适用“正弦曲线”法；(5)、对出水工作面的涌水变化情况进行实时监测，并绘制出相对应的曲线，将早期的几个周期涌水量值进行对应时间的算数平均，并绘制出新的曲线；(6)、计算工作面的周期来压步距，并通过对矿压监测，标注出矿压显现时涌水变化情况，从而确定每个涌水周期为多少个顶板来压周期； (7)、通过步骤(5)和(6)确定出水工作面的涌水变化周期、水量变化区间、涌水周期的步距等，从而可以提前做好相应的准备工作。以本矿7199综放工作面为例，对该方法的具体实施进行说明。⑴、对7199工作面的涌水水质进行化学分析，通过多种方法证实其直接涌水水源为顶板砂岩水及下石盒子组分界砂岩水；间接水源为第四系砂砾岩水；⑵、通过对7199工作面顶板含水层分析，该工作面顶板呈向斜构造，顶板砂岩含水层的厚度是其他工作面的2-5倍，根据物探成果显示，该处顶板富水性强，砂岩水静储量大；⑶、通过对地面水文观测孔的监测，第四系含水层的水位在7199工作面发生涌水时发生明显的下降趋势，且下降时间快，幅度大；(4)、通过(1)、(2)、(3)步骤，判定7199工作面顶板水静储量大且具有第四系底含水的较强补给，因此，该方法适用于分析7199工作面涌水变化规律；(5)、通过对7199工作面的实时监测，并绘制出早期的四个涌水周期曲线；将各个周期的对应时间涌水量进行算术平均，得出一组新数据，并绘制出新的曲线，见图2 ；(6)、通过对7199工作面的周期来压步距计算及矿压监测，从而得出7199工作面每个涌水周期为两个顶板来压周期；(7)、结合步骤(5)和(6)得出7199工作面涌水变化范围及涌水周期，从而提前做好各种防治水应急措施。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于顶板水静储量大且具有较强补给水源的煤矿综放工作面涌水规律的预测方法，其特征在于：⑴、选择多个已回采结束且发生涌水的工作面为研究对象，通过分析归类得出：a、以静储量顶板水为主且无明显补给水源的工作面涌水规律；b、顶板水静储量小且具有明显补给水源的工作面涌水规律；分别绘制出a、b工作面涌水曲线；⑵、通过步骤⑴：将静储量大的a曲线和b曲线进行叠加，从而得出一条新的c曲线，该c曲线近似正弦曲线：即为顶板水静储量大且具有较强补给水源的条件下综放工作面涌水规律曲线；⑶、通过对工作面压力及其控制理论分析，静储量涌水和补给水源的动态补给均是随着工作面周期来压而同步进行的，因此，理论上涌水周期为1—N个顶板周期来压步距；⑷、通过对水质分析、充水含水层厚度及构造分析、地面长观孔水位变化分析、物探富水性分析，确定工作面涌水情况即为：顶板水静储量大且具有较强补给水源；实时监测工作面涌水变化情况，并绘制出涌水变化曲线，将工作面实际涌水曲线与推理的正弦曲线相比较，从而验证正弦曲线的合理性。

【技术特征摘要】
1.一种用于顶板水静储量大且具有较强补给水源的煤矿综放工作面涌水规律的预测方法，其特征在于: ⑴、选择多个已回采结束且发生涌水的工作面为研究对象，通过分析归类得出:a、以静储量顶板水为主且无明显补给水源的工作面涌水规律；b、顶板水静储量小且具有明显补给水源的工作面涌水规律；分别绘制出a、b工作面涌水曲线； ⑵、通过步骤⑴:将静储量大的a曲线和b曲线进行叠加，从而得出一条新的c曲线，该c曲线近似正弦曲线:即为顶板水静储量大且具有较强补给水源的条...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德平，徐绍际，
申请(专利权)人：上海大屯能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：