裂隙型含水层富水性分析方法及工作面涌水量预计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及矿业开采领域，具体而言，涉及一种裂隙型含水层富水性分析方法及 工作面涌水量预计方法。
【背景技术】
[0002] 砂岩裂隙型含水层中所含的水是我国大多数煤田普遍存在的一种水害，其多为静 储量水，一般特点是"来去均较快"，危害性相对较小，未受到足够的重视，相关的研究工作 也开展地较少。然而，近年来这类含水层涌水量大、持续时间长的实例越来越多，如果对煤 层顶板、底板的砂岩水预先采取疏放措施，则会明显改善这样的含水层引起的水害。
[0003] 由于砂岩裂隙型含水层往往是沙泥岩互层，其富水性强弱及水的联通能力具有无 规律的各向异性特点，因此难以区分哪些工作面处于强富水区或哪些工作面处于弱富水 区，进一步难以预测工作面的涌水量，导致井下疏放水工程设计缺少目标指导并给这样的 疏放水工程设计带来困难。
【发明内容】
[0004] 鉴于此，本发明的目的在于提供一种裂隙型含水层富水性分析方法及工作面涌水 量预计方法，以改善现有技术中井下疏放水工程设计缺少目标指导并因此具有一定设计困 难的问题。
[0005] -方面，本发明第一实施例提供了一种裂隙型含水层富水性分析方法，应用于井 田，所述方法包括：获取所述井田的所有地质钻孔柱状图的相关信息；从所述相关信息中 提取与每个钻孔相关的开孔坐标、相邻于裂隙型含水层的煤层的煤层厚度；针对所述每个 钻孔，利用所述煤层厚度确定导水裂缝带高度，根据所述导水裂缝带高度确定所述裂隙型 含水层中的待考虑层位对应的层位高度，以及利用所述层位高度来计算富水性指数；利用 所述每个钻孔的开孔坐标和相对应的富水性指数绘制富水性等值线图；根据所述富水性等 值线图以及所述井田的采掘工程平面图分析所述井田的各个待开采工作面处裂隙型含水 层的富水性。
[0006] 另一方面，本发明第二实施例提供了一种裂隙型含水层富水性分析系统，包括：获 取模块，用于获取井田的所有地质钻孔柱状图的相关信息；提取模块，用于从所述相关信息 中提取与每个钻孔相关的开孔坐标、相邻于裂隙型含水层的煤层的煤层厚度；处理模块，用 于针对所述每个钻孔，利用所述煤层厚度确定导水裂缝带高度，根据所述导水裂缝带高度 确定所述裂隙型含水层中的待考虑层位对应的层位高度，以及利用所述层位高度来计算富 水性指数；绘制模块，用于利用所述每个钻孔的开孔坐标和相对应的富水性指数绘制富水 性等值线图；分析模块，用于根据所述富水性等值线图以及所述井田的采掘工程平面图分 析所述井田的各个待开采工作面处裂隙型含水层的富水性。
[0007] 又一方面，本发明第三实施例提供了一种井田的待开采工作面涌水量预计方法， 包括：获取所述井田的所有地质钻孔柱状图的相关信息、所测量的所述井田的已开采工作 面的第一涌水量；从所述相关信息中提取与每个钻孔相关的煤层的煤层厚度；针对所述每 个钻孔，利用所述煤层厚度确定导水裂缝带高度，根据所述导水裂缝带高度确定所述裂隙 型含水层中的待考虑层位对应的层位高度，以及利用所述层位高度来计算富水性指数；对 所述已开采工作面中的所有钻孔对应的富水性指数求平均获得第一平均富水性指数；针对 所述井田的每个待开采工作面，对所述待开采工作面中的所有钻孔对应的富水性指数求平 均获得第二平均富水性指数，利用所述第一平均富水性指数和所述第一涌水量、根据公式
预计所述待开采工作面的涌水量，其中％?表示所述待开采工作面 的涌水量，FZH#35表示所述第二平均富水性指数，Fzhss5表示所述第一平均富水性指数，Q es5 表示所述第一涌水量。
[0008] 在本发明实施例提供的裂隙型含水层富水性分析方法中，通过从井田的所有地质 钻孔柱状图的相关信息中提取与每个钻孔相关的开孔坐标、相邻于裂隙型含水层的煤层的 煤层厚度等关键信息，利用所提取的关键信息针对每个钻孔计算裂隙型含水层的富水性指 数，利用所述每个钻孔的开孔坐标以及相对应的富水性指数绘制富水性等值线图，然后利 用井田的采掘工程平面图以及所绘制的富水性等值线图来分析井田的各个待开采工作面 处裂隙型含水层的富水性。利用分析获得的井田的各个待开采工作面处裂隙型含水层的富 水性，可以对井下疏放水工程设计提供目标指导，为实际的防排水系统设计带来便利。
[0009] 为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
[0010] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例，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。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部 附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点 在于示出本发明的主旨。
[0011] 图1示出了本发明第一实施例提供的裂隙型含水层富水性分析方法的流程图；
[0012] 图2示出了富水性等值线图的一种示意图；
[0013] 图3示出了本发明第二实施例提供的裂隙型含水层富水性分析系统的示意性结 构图；
[0014] 图4示出了本发明第三实施例提供的井田的待开采工作面涌水量预计方法的流 程图。
【具体实施方式】
[0015] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016] 煤系地层一般均由砾岩层、粗砂岩层、中砂岩层、细砂岩层、粉砂岩层、泥岩层以及 煤层等组合而成，各种岩层在垂直方向上交替出现复合叠加，并且各种岩层在平面上的展 布也不相同，经常出现无规律的相变。将岩层细分成脆性岩层和塑性岩层两大类，脆性岩层 包括砾岩层、粗砂岩层、中砂岩层、细砂岩层，塑性岩层包括粉砂岩层、泥岩层、煤层等。脆性 岩层受力后容易产生大量面状网络化裂隙，从而形成储存水的空间，使得脆性岩层成为含 水层。然而塑性岩层不具备脆性岩层的上述特点，其为隔水层。此外，脆性的砾岩、砂岩等 岩层的天然孔隙率远远大于塑性岩层的孔隙率，孔隙率越大，则富水性强。沉积作用形成的 煤系地层的富水性强弱由脆性岩层的总厚度决定，由于煤层开采后只有顶板导水裂缝带和 底板扰动带才是直接充水含水层（如果这些地层内有水），因此只需确定煤层顶板或底板 相关范围（厚度）内脆性岩层所占厚度比例即可确定富水性强弱。
[0017] 在本发明实施例提供的裂隙型含水层富水性分析方法中，通过从井田的所有地质 钻孔柱状图的相关信息中提取与每个钻孔相关的开孔坐标、相邻于裂隙型含水层的煤层的 煤层厚度等关键信息，利用所提取的关键信息针对每个钻孔计算裂隙型含水层的富水性指 数，利用所述每个钻孔的开孔坐标以及相对应的富水性指数绘制富水性等值线图，然后利 用井田的采掘工程平面图以及所绘制的富水性等值线图来分析井田的各个待开采工作面 处裂隙型含水层的富水性。利用分析获得的井田的各个待开采工作面处裂隙型含水层的富 水性，可以对井下疏放水工程设计提供目标指导，为实际的防排水系统设计带来便利。
[0018] 第一实施例
[0019] 图1示出了本发明第一实施例提供的裂隙型含水层富水性分析方法的流程图。请 参阅图1，本发明第一实施例提供的裂隙型含水层富水性分析方法可以包括步骤Sll至步 骤 S15〇
[0020] 在步骤Sll中，获取所述井田的所有地质钻孔柱状图的相关信息。
[0021] 根据井田地质勘探时的物理测井资料，可以获取井田内所有钻孔的钻孔柱状图的 相关信息，包括各个地层的名称、岩性、层厚、标志层、层间距、钻孔标高、开孔坐标、含水层 底板埋深、煤层底板埋深等信息。需要注意的是，地层信息应以物理测井资料为准，不宜采 用人工编录资料。于一种【具体实施方式】中，所获取的相关信息可以统计到excel表格中以 得到基础数据表。
[0022] 在步骤S12中，从所述相关信息中提取与每个钻孔相关的开孔坐标、相邻于裂隙 型含水层的煤层的煤层厚度。
[0023] 在获取井田的所有地质钻孔柱状图的相关信息之后，可以从所获取的相关信息中 提取出与每个钻孔相关的开孔坐标、相邻于裂隙型含水层的煤层的煤层厚度等信息，以便 于计算与每个钻孔相关的富水性指数。类似地，所提取出的信息也可以统计到excel表格 中以便于后续计算。
[0024] 在步骤S13中，针对所述每个钻孔，利用所述煤层厚度确定导水裂缝带高度，根据 所述导水裂缝带高度确定所述裂隙型含水层中的待考虑层位对应的层位高度，以及利用所 述层位高度来计算富水性指数。
[0025] 于一种【具体实施方式】中，所述利用所述煤层厚度确定导水裂缝带高度，可以包括： 利用所述煤层厚度确定煤层采高，并且利用所确定的煤层采高计算导水裂缝带高度。具