裂隙型含水层富水性分析方法及工作面涌水量预计方法_3

文档序号:9506344阅读:来源:国知局
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。
[0046] 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,处理模块230可以通过公式H u = 100*!V(1. 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。
[0047] 于一种【具体实施方式】中,关于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,处理模块230可以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。 [0048] 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,关于利用所述层位高度来计算富水性 指数,处理模块230可以: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。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。
[0049] 绘制模块240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。
[0050] 于一种【具体实施方式】中,绘制模块240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。
[0051] 分析模块250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。
[0052] 于一种【具体实施方式】中,分析模块250可以: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。
[0053] 以上各模块可以是由软件代码实现,此外,以上各模块同样可以由硬件例如集成 电路芯片实现。
[0054] 本实施例对裂隙型含水层富水性分析系统200的各功能模块实现各自功能的具 体过程,请参见以上方法实施例中描述的具体内容,此处不再赘述。
[0055] 第三实施例
[0056] 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。请参阅图4,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可以包括 步骤S31至步骤S35。
[0057] 在步骤S31中,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。
[0058] 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。此外,还可获取已开采工作面相对应的第一平均富水性指数以及所测量 的所述已开采工作面的第一涌水量。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。
[0059] 在步骤S32中,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。
[0060] 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。
[0061] 在步骤S33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。
[0062] 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。
[0063] 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。
[0064] 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,而非直接将导水裂缝带高度设定为裂隙型含水层中的待考 虑层位对应的层位高度。
[0065] 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。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。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。
[0066] 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。
[0067] 在步骤S34中,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。
[0068] 于一种【具体实施方式】中,在获得与每个钻孔相对应的富水性指数后,还可以利用 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,然后将富水性等值线图 与井田的采掘工程平面图相叠合来确定所述已开采工作面内的所有钻孔,并对所述已开采 工作面内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。于另一种具体实 施方式中,在获得与每个钻孔相对应的富水性指数后,可以根据每个钻孔的开孔坐标确定 所述已开采工作面内的所有钻孔,并对所述已开采工作面内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。
[0069] 在步骤S35中,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^表示所述第二平均富水性指数,Fzhμ表示所 述第一平均富水性指数,Qbx表示所述第一涌水量。
[0070] 于一种【具体实施方式】中,在获得与每个钻孔相对应的富水性指数后,还可以利用 每个钻孔的
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