裂隙型含水层富水性分析方法及工作面涌水量预计方法_2

文档序号:9506344阅读:来源:国知局
体 地,所述利用所述煤层厚度确定煤层采高可以包括:确定综采支架的最小采高和最大采高, 并将所述煤层厚度与所述最小采高和所述最大采高相比较;当所述煤层厚度小于或等于所 述最小采高时,设定所述最小采高作为所述煤层采高;当所述煤层厚度大于或等于所述最 大采高时,设定所述最大采高作为所述煤层采高;以及当所述煤层厚度介于所述最小采高 与所述最大采高之间时,设定所述煤层厚度作为所述煤层采高。例如,在某矿实际装备的 综采支架可以实现的最小采高为2. 5m、最大采高为3. 8m的情况下,当煤层厚度小于或等于 2. 5m时,煤层采高按2. 5m计算,当煤层厚度大于或等于3. 8m时,煤层采高按3. 8m计算,当 煤层厚度介于2. 5m与3. 8m之间时,可以将煤层厚度设定为煤层采高。
[0026] 关于利用所述煤层采高确定导水裂缝带高度,可以根据国家煤炭工业局《建筑 物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》附表6-2,结合各矿实际情况选择 导水裂缝带高度的计算公式。于本发明的【具体实施方式】中,可以选择公式1= 100*H/ (I. 6*H+3. 6) ±5. 6计算导水裂缝带高度Hu,其中H表示所述煤层采高。
[0027] 于一种【具体实施方式】中,所述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,可以包括:将所述导水裂缝带高度与所述煤层采高相加,之 后再减去所述煤层厚度,得到所述裂隙型含水层中的待考虑层位对应的层位高度。需要注 意的是,由于煤层采高与煤层厚度通常不相等,因此采用上述方式来计算裂隙型含水层中 的待考虑层位对应的层位高度,而非将导水裂缝带高度直接设定为裂隙型含水层中的待考 虑层位对应的层位高度。例如,某一煤层的导水裂缝带高度为30. lm,其煤层厚度和煤层 采高分别为2. 73m和3m,则计算获得的裂隙型含水层中的待考虑层位对应的层位高度为 30. 4m,也就是说,从裂隙型含水层底板起向上30. 4m内的岩层是待考虑的岩层。
[0028] 于一种【具体实施方式】中,从所述相关信息中提取的信息还包括所述裂隙型含水层 包含的各个脆性岩层和塑性岩层的底板标高和厚度,所述利用所述层位高度来计算富水性 指数,包括:根据所述裂隙型含水层包含的各个脆性岩层和塑性岩层的底板标高和厚度,统 计从所述裂隙型含水层的底板起向上所述层位高度内的脆性岩层的总厚度;判断所述裂隙 型含水层中处于所述层位高度处的岩层的相邻岩层是否为塑性岩层,如果是,则通过公式
计算富水性指数Fzh,其中Mc表示所统计的从所述裂隙型含水层的底 板起向上所述层位高度内的脆性岩层的总厚度,Dg表示所述层位高度。例如,在计算获得的 裂隙型含水层中的待考虑层位对应的层位高度为30. 4m的情况下,Dg为30. 4,如果裂隙型 含水层处于第30. 4m处的岩层的上方相邻岩层为塑性岩层,则统计从裂隙型含水层的底板 起向上30. 4m内的脆性岩层的总厚度Mc,之后利用上述富水性计算公式计算富水性指数。
[0029] 进一步地,当判断得出所述裂隙型含水层处于所述层位高度处的岩层的相邻岩层 为脆性岩层时,可以通过公式
计算所述富水性指数Fzh,其中d表示 所述裂隙型含水层处于所述层位高度处的岩层的相邻脆性岩层的厚度。例如,在计算获得 的裂隙型含水层中的待考虑层位对应的层位高度为30. 4m的情况下,Dg为30. 4,如果裂隙 型含水层处于第30. 4m处的岩层的上方相邻岩层为脆性岩层,则统计从裂隙型含水层的底 板起向上30. 4m内的脆性岩层的总厚度Mc以及第30. 4m处的岩层的上方相邻脆性岩层的 厚度d,之后利用上述富水性公式计算富水性指数。富水性等值线图代表的地层富水性是相 对的,指数越高富水性越强,煤层开采时预计涌水量越大。
[0030] 需要注意的是,上述数据的计算和统计均可以在excel表格中进行,然而还可以 借助于其他工具来实现上述数据的计算和统计,本发明【具体实施方式】并不以此为限。
[0031] 在步骤S14中,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。
[0032] 于一种【具体实施方式】中,可以通过surfer软件、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,然而其他合适的地质绘图软件如MPGIS等 也可以用于绘制这样的富水性等值线图,本发明【具体实施方式】并不以此为限。例如,在通 过surfer软件绘制富水性等值线图时,可以在确定好绘图边界之后,将每个钻孔的开孔坐 标和相对应的富水性指数导入surfer软件进行网格化,之后利用经网格化的数据绘制富 水性等值线图,其中可以在绘图过程中设置填充等值线顏色、等值线平滑度、等级、线条、标 注、色标、影线、比例、背景等,以使图形更加直观。图2中示出了一种示意性富水性等值线 图。需要注意的是,图2中示出的富水性等值线图仅出于便于理解本发明的目的,其并不构 成对本发明的限制,不同的井田可以得到不同的富水性等值线图。
[0033] 在步骤S15中,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。
[0034] 于一种【具体实施方式】中,所述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,可以包括:将所述富 水性等值线图与所述井田的采掘工程平面图相叠合,判断所述井田的每个待开采工作面是 否与强富水区相对应,所述强富水区为所述富水性等值线图中所述富水性指数大于第一预 设阈值的区域;如果判断出所述待开采工作面与所述强富水区相对应,则确定所述待开采 工作面处的裂隙型含水层具有强富水性。
[0035] 具体地,针对富水性等值线图,可以将富水性指数大于第一预设阈值的区域设定 为强富水区(如图2中颜色最深的区域),将富水性指数小于第二预设阈值的区域设定为弱 富水区(如图3中颜色最浅的区域),以及将富水性指数介于第一预设阈值与第二预设阈值 之间的区域设定为中等富水区,其中第一预设阈值大于第二预设阈值。第一预设阈值和第 二预设阈值的具体数值可以根据具体情况来设定,并且针对富水性等值线图还可以对富水 区进行进一步划分,本发明【具体实施方式】并不以此为限。
[0036] 将所述富水性等值线图与所述井田的采掘工程平面图相叠合,如果井田的待开采 工作面与强富水区对应,则说明该待开采工作面处的裂隙性含水层具有强富水性,如果井 田的待开采工作面与中等或弱富水区对应,则说明该待开采工作面处裂隙型含水层的富水 性相对较弱,从而可以获得井田的富水性分布状况,以便于优化井下疏放水工程(疏水钻 孔)的密度设计。
[0037] 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,可以预先区分出井田内的强富水区和弱富水区等,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。
[0038] 第二实施例
[0039] 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。请参阅图3,本发明第二实施例提供的裂隙型含水层富水性分析系统200可以包括获 取模块210、提取模块220、处理模块230、绘制模块240以及分析模块250。
[0040] 获取模块210用于获取井田的所有地质钻孔柱状图的相关信息。
[0041] 获取模块210可以根据井田地质勘探时的物理测井资料,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。
[0042] 提取模块220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。
[0043] 在获取模块210获取井田的所有地质钻孔柱状图的相关信息之后,提取模块220 可以从获取模块210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。
[0044] 处理模块230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。
[0045] 于一种【具体实施方式】中,关于利用所述煤层厚度确定导水裂缝带高度,处理模块 230可以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。具体地,关于利用所述煤层厚度确定煤层采高,处理模块230可以:确定综采支架
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