一种帷幕截流后全区域疏降效果评价方法技术

本发明专利技术公开了一种帷幕截流后全区域疏降效果评价方法，该方法在帷幕内进行疏放水时，利用井上下观测系统获取含水层水位、水量数据，根据数据分析得到含水层残余水位等值线，并分区计算疏放水条件下的水文地质参数，对含水层进行分区，分为疏干区和未疏干区；对于疏干区利用井下验证钻孔获取参与水量评价疏放水效果，对于未疏干区利用水位与煤层底板等值线评价疏放水效果。本发明专利技术方法针对帷幕内含水层疏放效果，提供了精确、可靠的评价方法，实现了帷幕内含水层疏降效果的精准评价，保障了煤层实现零涌水开采。层实现零涌水开采。层实现零涌水开采。

【技术实现步骤摘要】
一种帷幕截流后全区域疏降效果评价方法


[0001]本专利技术属于矿井水害防治
，特别涉及一种帷幕截流后全区域疏降效果评价方法。

技术介绍

[0002]煤炭作为我国主体能源，对我国能源保障具有举足轻重的作用，作为五大伴生灾害之一的煤矿水害，是严重制约煤炭工业可持续发展，造成重大经济损失的原因之一。针对强富水、强补给顶板水害防治，我国矿山防治水工作者开创性的开发了矿山帷幕注浆技术，提出帷幕截流、疏干开采的防治水综合技术，根治了煤矿顶板水害的同时实现了保水采煤。
[0003]阻水帷幕建造完成后，在帷幕内对顶板含水层进行疏放，疏放过程中需对疏放效果进行评价，满足安全要求方可进行煤层开采。针对帷幕内开采区含水层疏放效果的评价，现一般采用常规的水量评价或水位评价，单一方法无法真实放映含水层的疏放效果。目前对于矿井水害防治提出了零涌水的要求，当治理含水层储水介质较复杂时，常规的评价方法无法确保含水层完全疏干，不能满足煤层安全开采的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种地下帷幕内开采区疏放水效果评价方法，解决现有技术中疏放水效果评价方法无法真实放映含水层的疏放效果，无法确保含水层完全疏干，无法满足煤层安全开采要求等问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出的技术方案是：
[0006]一种帷幕截流后全区域疏降效果评价方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1：针对帷幕内开采区含水层的疏放，设计施工水文观测孔，对帷幕内外含水层进行全方位实时水位观测；针对帷幕内疏放水及验证钻孔，均安装水量测量仪器，实现放水量的实时观测；同时对含水层水质进行监测；
[0008]步骤2：利用井上下水位、水量观测数据，绘制帷幕内含水层残余水位等值线，对含水层水位进行定量化评价；
[0009]步骤3：根据水量、水位观测数据，结合含水层特性，分区求取含水层疏放条件下水文地质参数，然后将含水层分为疏干区和未疏干区；
[0010]步骤4：根据步骤三的分区，对于疏干区施工井下疏降验证孔，测量钻孔的疏放水量；
[0011]步骤5：根据验证钻孔的残余水量对疏干区的疏干效果进行评价，当残余水量小于5m3/h时，认为含水层已完成疏干，满足开采要求；
[0012]步骤6：根据步骤3的分区，对于未疏干区进行水位分析对比，当含水层水位降至煤层开采标高以下，可认为含水层已满足开采要求；当含水层水位未降至煤层开采标高以下，定义为继续疏干区，需在井下继续施工放水钻孔进行疏放；
[0013]步骤7：根据步骤6分析确定的继续疏干区，重复步骤2～步骤6，直至含水层疏降效
果满足煤层开采要求。
[0014]进一步的，所述步骤1具体包括以下步骤：
[0015]步骤1.1：在帷幕内均匀布置含水层水文观测孔，水文观测孔的布置涵盖与疏放含水层有动态补给的所有含水层，对疏放水期间各含水层水位动态变化进行观测；
[0016]步骤1.2：在井下补充布置测压孔，观测含水层的水位、水温的变化；
[0017]步骤1.3：在帷幕内的所有疏放孔均安装流量仪，实时监测放水流量，并上传至地面基站；
[0018]步骤1.4：记录井下验证钻孔在施工过程的相关参数，包括孔号、位置坐标、孔深、出水层位、出水深度、初始钻孔涌水量，稳定钻孔涌水量、水压；
[0019]步骤1.5：放水期间对井下各出水点及各放水孔水样进行水样采取并进行水质常规分析。
[0020]进一步的，所述步骤2具体包括以下步骤：
[0021]步骤2.1：根据井上下水位观测数据，绘制含水层残余水位等值线，即该观测点水位距离含水层底板的水头差；
[0022]步骤2.2：根据残余水位等值线，对不同位置含水层进行定量化评价，残余水位为零区域表示已基本疏干，大于零区域表示未完全疏干。
[0023]进一步的，所述步骤3具体包括以下步骤：
[0024]步骤3.1：根据步骤2对含水层的评价，结合疏水量水量数据，利用大井法概化，分区计算含水层在疏放水条件下的单位涌水量；
[0025]步骤3.2：利用单位涌水量(q)对含水层的疏降效果进行评价，q＝0L/(s
·
m)的区域为完全疏干区，q＜0.01L/(s
·
m)的区域为基本疏干区，两者统称为疏干区；q＞0.01L/(s
·
m)的区域为未疏干区。
[0026]进一步的，在步骤4中，疏干区的验证孔施工包括以下步骤：
[0027]步骤4.1：在疏干区施工井下斜孔，完全揭露含水层，每钻进20m观测钻孔出水量变化，并记录出水点孔深、标高等数据；
[0028]步骤4.2：在疏干区施工井下顺层孔组，顺含水层钻进，每钻进50m观测钻孔出水量变化，并记录出水点孔深、标高等数据。
[0029]进一步的，在步骤6中，未疏干区水位对比包括以下步骤：
[0030]步骤6.1：根据观测资料及基础地质资料，绘制未疏干含水层水位等值线图及煤层底板等高线图；
[0031]步骤6.2：根据步骤6.1内两者相叠加，得出含水层水位距煤层底板等值线图，对未疏干区进行分区，大于零的区域为含水层水位未降至煤层底板以下，小于等于零的区域为满足开采要求区域。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0033]1.本专利技术提供一种地下帷幕内开采区疏放水效果评价方法，利用帷幕内外观测系统，采用帷幕内含水层疏放水过程中水位、水量、水文地质参数相结合的评价方法，实现帷幕内开采区含水层疏放效果的全面评价，可保障煤层实现零涌水开采。
[0034]2.本专利技术步骤2中，利用含水层残余水位等值线对含水层进行定量评价，提供了新的评价方法，提高了含水层疏降效果的评价精度。
[0035]3.本专利技术步骤3中，利用含水层疏放水量及水位变化，动态求取含水层的水文地质参数，提供了含水层疏降效果的时空演化的评价方法，更加符合帷幕内含水层疏降过程，提高了含水层疏降效果评价的可靠性。
附图说明
[0036]图1是本专利技术方法的流程图。
具体实施方式
[0037]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]参见图1，本专利技术的基本思路是：在帷幕内对含水层进行疏放水时，利用井上下观测系统获取含水层水位、水量数据，根据数据分析得到含水层残余水位等值线，并分区计算疏放水条件下的水文地质参数，对含水层进行分区，分为疏干区和未疏干区；对于疏干区利用井下验证钻孔获取参与水量评价疏放水效果，对于未疏干区利用水位与煤层底板等值线评价疏放水效果。本专利技术方法针对帷幕内含水层疏放效果，提供了精确、可靠的评价方法，实现了帷幕内含水层疏降效果的精准评价本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种帷幕截流后全区域疏降效果评价方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：针对帷幕内开采区含水层的疏放，设计施工水文观测孔，对帷幕内外含水层进行全方位实时水位观测；针对帷幕内疏放水及验证钻孔，均安装水量测量仪器，实现放水量的实时观测；同时对含水层水质进行监测；步骤2：利用井上下水位、水量观测数据，绘制帷幕内含水层残余水位等值线，对含水层水位进行定量化评价；步骤3：根据水量、水位观测数据，结合含水层特性，分区求取含水层疏放条件下水文地质参数，然后将含水层分为疏干区和未疏干区；步骤4：根据步骤三的分区，对于疏干区施工井下疏降验证孔，测量钻孔的疏放水量；步骤5：根据验证钻孔的残余水量对疏干区的疏干效果进行评价，当残余水量小于5m3/h时，认为含水层已完成疏干，满足开采要求；步骤6：根据步骤3的分区，对于未疏干区进行水位分析对比，当含水层水位降至煤层开采标高以下，可认为含水层已满足开采要求；当含水层水位未降至煤层开采标高以下，定义为继续疏干区，需在井下继续施工放水钻孔进行疏放；步骤7：根据步骤6分析确定的继续疏干区，重复步骤2～步骤6，直至含水层疏降效果满足煤层开采要求。2.根据权利要求1所述帷幕截流后全区域疏降效果评价方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：步骤1.1：在帷幕内均匀布置含水层水文观测孔，水文观测孔的布置涵盖与疏放含水层有动态补给的所有含水层，对疏放水期间各含水层水位动态变化进行观测；步骤1.2：在井下补充布置测压孔，观测含水层的水位、水温的变化；步骤1.3：在帷幕内的所有疏放孔均安装流量仪，实时监测放水流量，并上传至地面基站；步骤1.4：记录井下验证钻孔在施工过程的相关参数，包括孔号、位置坐标、孔深、出水层位、出水深度、初始钻孔涌水量，稳定钻孔涌水量、水压；步骤1.5：放水期间对井下各出水点及各放水孔水样进行水样采取并进行水质常...

【专利技术属性】
技术研发人员：方良才，郑士田，朱世奎，石志远，李抗抗，胡杰，孟志明，聂锋，何登云，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：