中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風(fēng)化殼隔水性指數(shù)評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】一種煤層底板為中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風(fēng)化殼隔水性指數(shù)評(píng)價(jià)方法，其特征在于：技術(shù)方案包括以下步驟：(1)確定刻畫隔水性能指標(biāo)；(2)建立各隔水性能指標(biāo)專題圖；(3)確定基于信息融合技術(shù)的各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)；(4)疊加各隔水性能指標(biāo)專題圖；(5)建立隔水性評(píng)價(jià)模型；(6)隔水性能區(qū)劃與評(píng)價(jià)。將礦區(qū)劃分5個(gè)子區(qū)：隔水性弱區(qū)、隔水性較弱區(qū)、隔水性過(guò)渡區(qū)、隔水性較強(qiáng)區(qū)、隔水性強(qiáng)區(qū)。首次就中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風(fēng)化殼提供了隔水性指數(shù)評(píng)價(jià)方法，克服了煤層底板突水評(píng)價(jià)中許多遠(yuǎn)大于臨界值的突水點(diǎn)卻在開采實(shí)踐中從未發(fā)生突水的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)的缺陷。
【專利說(shuō)明】中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風(fēng)化殼隔水性指數(shù)評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤層底板隔水性能評(píng)價(jià)方法，特別是一種煤層底板為中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風(fēng)化殼隔水性指數(shù)評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤炭資源開發(fā)強(qiáng)度進(jìn)一步加大，華北型煤田淺部和上組煤煤炭資源漸趨匱乏，深部和下組煤煤炭資源開發(fā)已成必然趨勢(shì)。影響并控制這種趨勢(shì)發(fā)展的水害問(wèn)題除了淺部和上組煤積水采空區(qū)的透水災(zāi)害外，煤層底板突水災(zāi)害是首要的難題。由于下組煤距底板中奧陶統(tǒng)灰?guī)r(局部為寒武系)距離近，奧灰含水層水壓高且富水性強(qiáng)，按照《煤礦防治水規(guī)定》要求，大部分下組煤和深部煤炭資源的底板突水系數(shù)均超臨界值，無(wú)法實(shí)施安全回采。為了解決這個(gè)難題，目前常采用的思路就是采用人工工程干預(yù)方法，比如井下單工作面或地面區(qū)域人工注漿工程措施(加固底板隔水層強(qiáng)度，改造底板含水層富水性，封堵斷裂和裂隙密集帶等構(gòu)造通道，人工帷幕堵截地下水集中補(bǔ)給帶等)；或?qū)Ψ忾]、半封閉巖溶地下水系統(tǒng)采取有效的人工疏降工程措施(降低奧灰?guī)r溶含水層地下水壓已滿足帶壓開采要求)；或二者結(jié)合的人工工程措施。未能充分分析并開發(fā)利用奧灰頂部古風(fēng)化殼所存在的天然隔水性能。事實(shí)上，在加里東構(gòu)造運(yùn)動(dòng)后的奧灰頂界面在歷經(jīng)近億年的地表風(fēng)化剝蝕與侵蝕作用，雖然在頂部形成了一些溶蝕孔洞和風(fēng)化巖溶裂隙等巖溶空間雖然在頂部形成了一些溶蝕孔洞和風(fēng)化巖溶裂隙等巖溶空間，但幸運(yùn)的是，受古地形、古地貌、古氣候和古水文等因素影響，這些風(fēng)化巖溶空間大部分被后期的粘土和亞粘土等透水性極弱物質(zhì)所充填，并在上覆地層重力荷載作用下壓密填實(shí)，形成了具有天然隔水性能的古風(fēng)化殼。古風(fēng)化殼所存在的這種天然隔水性能，圓滿解釋了煤層底板突水評(píng)價(jià)中許多遠(yuǎn)大于臨界值的突水點(diǎn)卻在開采實(shí)踐中從未發(fā)生突水的現(xiàn)象。因此，研究煤田中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風(fēng)化殼天然存在的隔水性能，對(duì)解決煤田目前面臨的深部和下組煤煤炭資源開發(fā)的底板突水難題對(duì)煤田目前面臨的深部和下組煤煤炭資源開發(fā)的底板突水難題，具有極其重要的理論指導(dǎo)意義和實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，滿足煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求，提供一種煤層底板為中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風(fēng)化殼隔水性指數(shù)評(píng)價(jià)方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風(fēng)化殼隔水性指數(shù)評(píng)價(jià)方法，采用了以下技術(shù)方案包括以下步驟。
[0005]1.確定刻畫隔水性能指標(biāo)；
進(jìn)一步地，所述的隔水性能指標(biāo)，包括:
(1)巖性及其組合；
(2)巖芯采取率；
(3)沖洗液消耗量；(4)裂隙發(fā)育情況及充填程度；
(5)隔水段厚度；
(6)構(gòu)造分布量化值。
[0006]2.建立各隔水性能指標(biāo)專題圖；
利用研究區(qū)搜集到的資料，將刻畫隔水性能的各指標(biāo)坐標(biāo)及量化值輸入GIS生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件，進(jìn)行網(wǎng)格剖分、插值等處理，建立各指標(biāo)專題圖。
[0007]進(jìn)一步地，所述的各隔水性能指標(biāo)專題圖，包括。
[0008](I)巖性及組合專題圖。
[0009](2)巖芯采取率專題圖。
[0010](3)沖洗液消耗量專題圖。
[0011](4)裂隙發(fā)育情況及充填程度專題圖。
[0012](5)隔水厚度專題圖。
[0013](6)構(gòu)造分布量化專題圖。
[0014]3.確定基于信息融合技術(shù)的各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)。
[0015]4.疊加各隔水性能指標(biāo)專題圖。
[0016]5.建立隔水性評(píng)價(jià)模型；
根據(jù)刻畫古風(fēng)化殼隔水性能各指標(biāo)的歸一化專題圖和各指標(biāo)對(duì)隔水性能的影響權(quán)重分析與定量計(jì)算，表明各指標(biāo)作用的隔水性能評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型可表示為:
【權(quán)利要求】
1.一種煤層底板為中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風(fēng)化殼隔水性指數(shù)評(píng)價(jià)方法，其特征在于:技術(shù)方案包括以下步驟: (1)確定刻畫隔水性能指標(biāo); (2)建立各隔水性能指標(biāo)專題圖； (3)確定基于信息融合技術(shù)的各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)； (4)置加各隔水性能指標(biāo)專題圖； (5)建立隔水性評(píng)價(jià)模型； (6)隔水性能區(qū)劃與評(píng)價(jià)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層底板為中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風(fēng)化殼隔水性指數(shù)評(píng)價(jià)方法，其特征在于:所述的隔水性能指標(biāo)，包括: (1)巖性及其組合； (2)巖芯采取率； (3)沖洗液消耗量； (4)裂隙發(fā)育情況及充填程度； (5)隔水段厚度； (6)構(gòu)造分布量化值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層底板為中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風(fēng)化殼隔水性指數(shù)評(píng)價(jià)方法，其特征在于:所述的各隔水性能指標(biāo)專題圖，包括: (1)巖性及組合專題圖； (2)巖芯采取率專題圖； (3)沖洗液消耗量專題圖； (4)裂隙發(fā)育情況及充填程度專題圖； (5)隔水厚度專題圖； (6)構(gòu)造分布量化專題圖； 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層底板為中奧陶統(tǒng)灰?guī)r古風(fēng)化殼隔水性指數(shù)評(píng)價(jià)方法，其特征在于:所述的隔水性能區(qū)劃與評(píng)價(jià)，是將礦區(qū)劃分5個(gè)子區(qū): 隔水性弱區(qū)； 隔水性較弱區(qū)； 隔水性過(guò)渡區(qū)； 隔水性較強(qiáng)區(qū)； 隔水性強(qiáng)區(qū)。
【文檔編號(hào)】G01V9/00GK103984042SQ201410236513
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】武強(qiáng), 劉守強(qiáng), 曾一凡 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)