间接充水含水层突水危险性综合评价方法及系统的制作方法_3

文档序号:9598002阅读:来源:国知局
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。
[0039] 将所述突水危险性等值线图、所述富水性等值线图以及所述井田的采掘工程平面 图三者叠合,如果待开采工作面不与突水危险区相对应即对应于非突水危险区,则说明在 该待开采工作面进行开采不会发生突水事故,是安全的。如果待开采工作面与突水危险区 相对应(该待开采工作面位于突水危险区内或部分位于突水危险区内),则说明对该待开 采工作面进行开采具有突水危险性,但实际上不一定会发生突水事故,需结合富水性等值 线图进行进一步分析。如果与突水危险区相对应的待开采工作面处于中等或弱富水区,则 说明可以安全地在该待开采工作面进行回采(不会发生突水事故或涌水量很小),但为了 确保安全,应当在进行回采前应设计探放水钻孔以提前探放顶板水。如果与突水危险区相 对应的待开采工作面同时与强富水区相对应,则说明在该待开采工作面进行开采工作必然 发生突水事故。也就是说,如果待开采工作面仅与突水危险区和强富水区中的一者相对应 (包括待开采工作面对应于突水危险区和中等或弱富水区二者的情况和待开采工作面对应 于强富水区和非突水危险区二者的情况),则在对该待开采工作面进行实际开采时不会发 生突水事故,仅在待开采工作面与突水危险区和强富水区二者相对应时,在对该待开采工 作面进行实际开采时才会发生突水事故。
[0040] 在上述实施例中,富水性等值线图适用于各类含水层,富水性等值线图仅适用于 砂岩裂隙型含水层。此外,在本发明实施例提供的方法中,是通过对原有地质资料进行深入 研究达到评价目的,并不需要投入新的费用。
[0041] 在本发明第一实施例提供的间接充水含水层突水危险性综合评价方法中,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、煤层的煤层厚 度和煤层底板标高、以及在煤层上方的间接充水含水层的含水层底板标高等关键信息,利 用所提取的关键信息针对每个钻孔计算突水危险性指数和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突水危险性指数和富水性指数分别绘制突水危险性等 值线图和富水性等值线图,然后利用井田的采掘工程平面图以及所绘制的突水危险性等值 线图和富水性等值线图三者来评价所述井田的待开采工作面的突水危险性。根据本发明提 供的方案,可以通过利用井田地质勘探时的物理测井资料来获得与井田相关的突水危险性 等值线图和富水性等值线图即将突水危险性和富水性分别量化,再结合井田的采掘工程平 面图即可以分析获得井田的各个待开采工作面在开采时是否会发生突水事故。由于这样的 评价方法针对整个井田工作区既考虑到突水危险性又考虑到富水性,所以可以显著增加间 接充水含水层突水危险性评价的准确度。
[0042] 第二实施例
[0043] 图4示出了本发明第二实施例提供的间接充水含水层突水危险性综合评价系统 的示意性结构图。请参阅图4,本发明第二实施例提供的间接充水含水层突水危险性综合评 价系统200可以包括获取模块210、提取模块220、第一处理模块230、第一绘制模块240、第 二处理模块250、第二绘制模块260以及评价模块270。
[0044] 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。
[0045] 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。
[0046] 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、煤层的煤 层厚度和煤层底板标高、以及在所述煤层上方的间接充水含水层的含水层底板标高。
[0047] 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、煤层的煤层 厚度和煤层底板标高、以及在所述煤层上方的间接充水含水层的含水层底板标高。
[0048] 第一处理模块230用于针对所述每个钻孔,利用所述煤层厚度确定煤层采高,利 用所述煤层采高、所述煤层底板标高和所述含水层底板标高计算采空区的顶界至所述含水 层的底板的第一距离,以及利用所述防水安全煤岩柱高度和所述第一距离计算突水危险性 指数。
[0049] 于一种【具体实施方式】中,关于利用所述煤层厚度确定煤层采高,第一处理模块230 可以: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。
[0050] 于一种【具体实施方式】中,关于利用所述煤层采高确定防水安全煤岩柱高度,第一 处理模块230可以:利用所述煤层采高确定导水裂缝带高度;将所述煤层采高乘以预设倍 数获得防水安全煤岩柱保护层厚度;将所述导水裂缝带高度与所述防水安全煤岩柱保护层 厚度相加获得防水安全煤岩柱高度。具体地,关于所述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Hu= 10(WV(1. 6*H+3. 6) ±5. 6计算导水裂缝带高度Hu,其中Η表示所 述煤层采高。此外,在防水安全煤岩柱保护层厚度的计算中,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6-4选取防水安全煤岩柱保护 层厚度计算公式,也就是说,可以结合各矿实际情况选择与煤层采高相乘的预设倍数以得 到相应的防水安全煤岩柱保护层厚度。之后,将所计算的导水裂缝带高度与防水安全煤岩 柱保护层厚度相加即可获得防水安全煤岩柱高度。
[0051] 于一种【具体实施方式】中,关于利用所述煤层采高、所述煤层底板标高和所述含水 层底板标高计算采空区的顶界至所述含水层的底板的第一距离,第一处理模块230可以将 所述含水层底板标高减去所述煤层底板标高和所述煤层采高获得采空区的顶界至所述含 水层的底板的第一距离。
[0052] 于一种【具体实施方式】中,关于利用所述防水安全煤岩柱高度和所述第一距离计算 突水危险性指数,第一处理模块230可以利用公式
计算突水危险性指数Tzh, 其中Hg表示所述第一距离,Hfs表示所述防水安全煤岩柱高度。突水危险性指数为正数时表 明开采对应钻孔相关的煤层不具有引起上部含水层发生突水事故的风险,突水危险性指数 为负值时表明开采对应钻孔相关的煤层具有引起上部含水层发生突水事故的风险,并且为 负值的突水危险性指数的绝对值越大,则表明发生突水事故的可能性越高。
[0053] 第一绘制模块240用于利用所述每个钻孔的开孔坐标和相对应的突水危险性指 数绘制突水危险性等值线图。
[0054] 于一种【具体实施方式】中,第一绘制模块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突水危险性指数绘制突水危险性等值线图,然而其他合适的地 质绘图软件如MAPGIS等也可以用于绘制这样的突水危险性等值线图,本发明具体实施方 式并不以此为限。
[0055] 第二处理模块250用于针对所述每个钻孔,计算所述含水层的富水性指数。
[0056] 于一种【具体实施方式】中,第二处理模块250可以根据所述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,统计从所述含水层的底板起向上预设高度内的脆性岩 层的总厚度;判断所述含水层处于所述预设高度处的岩层的上方相邻岩层是否为塑性岩 层,如果是,则通过公式
计算所述含水层的富水性指数FZH,其中Me表 示所统计的从所述含水层的底板起向上预设高度内的脆性岩层的总厚度,Μ表示所述预设 高度。所述预设高度可以根据具体情况设定,其通常不大于防水安全煤岩柱高度的值。
[0057] 进一步地,当判断得出所述含水层处于所述预设高度处的岩层的上方相邻岩层为 脆性岩层时,第二处理模块250可以通过公式:
计算所述含水层的富 水性指数FZH,其中d表示所述含水层处于所述预设高度处的岩层的上方相邻脆性岩层的厚 度。计算获得的富水性指数的值越高,表明富水性越强。
[0058] 第二绘制模块260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。
[0059] 于一种【具体实施方式】中,第二绘制模块260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M
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