裂隙型含水層富水性分析方法及工作面涌水量預(yù)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及礦業(yè)開采領(lǐng)域，具體而言，涉及一種裂隙型含水層富水性分析方法及 工作面涌水量預(yù)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 砂巖裂隙型含水層中所含的水是我國大多數(shù)煤田普遍存在的一種水害，其多為靜 儲量水，一般特點(diǎn)是"來去均較快"，危害性相對較小，未受到足夠的重視，相關(guān)的研究工作 也開展地較少。然而，近年來這類含水層涌水量大、持續(xù)時間長的實(shí)例越來越多，如果對煤 層頂板、底板的砂巖水預(yù)先采取疏放措施，則會明顯改善這樣的含水層引起的水害。
[0003] 由于砂巖裂隙型含水層往往是沙泥巖互層，其富水性強(qiáng)弱及水的聯(lián)通能力具有無 規(guī)律的各向異性特點(diǎn)，因此難以區(qū)分哪些工作面處于強(qiáng)富水區(qū)或哪些工作面處于弱富水 區(qū)，進(jìn)一步難以預(yù)測工作面的涌水量，導(dǎo)致井下疏放水工程設(shè)計缺少目標(biāo)指導(dǎo)并給這樣的 疏放水工程設(shè)計帶來困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種裂隙型含水層富水性分析方法及工作面涌水 量預(yù)計方法，以改善現(xiàn)有技術(shù)中井下疏放水工程設(shè)計缺少目標(biāo)指導(dǎo)并因此具有一定設(shè)計困 難的問題。
[0005] -方面，本發(fā)明第一實(shí)施例提供了一種裂隙型含水層富水性分析方法，應(yīng)用于井 田，所述方法包括：獲取所述井田的所有地質(zhì)鉆孔柱狀圖的相關(guān)信息；從所述相關(guān)信息中 提取與每個鉆孔相關(guān)的開孔坐標(biāo)、相鄰于裂隙型含水層的煤層的煤層厚度；針對所述每個 鉆孔，利用所述煤層厚度確定導(dǎo)水裂縫帶高度，根據(jù)所述導(dǎo)水裂縫帶高度確定所述裂隙型 含水層中的待考慮層位對應(yīng)的層位高度，以及利用所述層位高度來計算富水性指數(shù)；利用 所述每個鉆孔的開孔坐標(biāo)和相對應(yīng)的富水性指數(shù)繪制富水性等值線圖；根據(jù)所述富水性等 值線圖以及所述井田的采掘工程平面圖分析所述井田的各個待開采工作面處裂隙型含水 層的富水性。
[0006] 另一方面，本發(fā)明第二實(shí)施例提供了一種裂隙型含水層富水性分析系統(tǒng)，包括：獲 取模塊，用于獲取井田的所有地質(zhì)鉆孔柱狀圖的相關(guān)信息；提取模塊，用于從所述相關(guān)信息 中提取與每個鉆孔相關(guān)的開孔坐標(biāo)、相鄰于裂隙型含水層的煤層的煤層厚度；處理模塊，用 于針對所述每個鉆孔，利用所述煤層厚度確定導(dǎo)水裂縫帶高度，根據(jù)所述導(dǎo)水裂縫帶高度 確定所述裂隙型含水層中的待考慮層位對應(yīng)的層位高度，以及利用所述層位高度來計算富 水性指數(shù)；繪制模塊，用于利用所述每個鉆孔的開孔坐標(biāo)和相對應(yīng)的富水性指數(shù)繪制富水 性等值線圖；分析模塊，用于根據(jù)所述富水性等值線圖以及所述井田的采掘工程平面圖分 析所述井田的各個待開采工作面處裂隙型含水層的富水性。
[0007] 又一方面，本發(fā)明第三實(shí)施例提供了一種井田的待開采工作面涌水量預(yù)計方法， 包括：獲取所述井田的所有地質(zhì)鉆孔柱狀圖的相關(guān)信息、所測量的所述井田的已開采工作 面的第一涌水量；從所述相關(guān)信息中提取與每個鉆孔相關(guān)的煤層的煤層厚度；針對所述每 個鉆孔，利用所述煤層厚度確定導(dǎo)水裂縫帶高度，根據(jù)所述導(dǎo)水裂縫帶高度確定所述裂隙 型含水層中的待考慮層位對應(yīng)的層位高度，以及利用所述層位高度來計算富水性指數(shù)；對 所述已開采工作面中的所有鉆孔對應(yīng)的富水性指數(shù)求平均獲得第一平均富水性指數(shù)；針對 所述井田的每個待開采工作面，對所述待開采工作面中的所有鉆孔對應(yīng)的富水性指數(shù)求平 均獲得第二平均富水性指數(shù)，利用所述第一平均富水性指數(shù)和所述第一涌水量、根據(jù)公式
預(yù)計所述待開采工作面的涌水量，其中％?表示所述待開采工作面 的涌水量，F(xiàn)ZH#35表示所述第二平均富水性指數(shù)，F(xiàn)zhss5表示所述第一平均富水性指數(shù)，Q es5 表示所述第一涌水量。
[0008] 在本發(fā)明實(shí)施例提供的裂隙型含水層富水性分析方法中，通過從井田的所有地質(zhì) 鉆孔柱狀圖的相關(guān)信息中提取與每個鉆孔相關(guān)的開孔坐標(biāo)、相鄰于裂隙型含水層的煤層的 煤層厚度等關(guān)鍵信息，利用所提取的關(guān)鍵信息針對每個鉆孔計算裂隙型含水層的富水性指 數(shù)，利用所述每個鉆孔的開孔坐標(biāo)以及相對應(yīng)的富水性指數(shù)繪制富水性等值線圖，然后利 用井田的采掘工程平面圖以及所繪制的富水性等值線圖來分析井田的各個待開采工作面 處裂隙型含水層的富水性。利用分析獲得的井田的各個待開采工作面處裂隙型含水層的富 水性，可以對井下疏放水工程設(shè)計提供目標(biāo)指導(dǎo)，為實(shí)際的防排水系統(tǒng)設(shè)計帶來便利。
[0009] 為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例， 并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0010] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所 需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施 例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲 得其他的附圖。通過附圖所示，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部 附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn) 在于示出本發(fā)明的主旨。
[0011] 圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的裂隙型含水層富水性分析方法的流程圖；
[0012] 圖2示出了富水性等值線圖的一種示意圖；
[0013] 圖3示出了本發(fā)明第二實(shí)施例提供的裂隙型含水層富水性分析系統(tǒng)的示意性結(jié) 構(gòu)圖；
[0014] 圖4示出了本發(fā)明第三實(shí)施例提供的井田的待開采工作面涌水量預(yù)計方法的流 程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016] 煤系地層一般均由礫巖層、粗砂巖層、中砂巖層、細(xì)砂巖層、粉砂巖層、泥巖層以及 煤層等組合而成，各種巖層在垂直方向上交替出現(xiàn)復(fù)合疊加，并且各種巖層在平面上的展 布也不相同，經(jīng)常出現(xiàn)無規(guī)律的相變。將巖層細(xì)分成脆性巖層和塑性巖層兩大類，脆性巖層 包括礫巖層、粗砂巖層、中砂巖層、細(xì)砂巖層，塑性巖層包括粉砂巖層、泥巖層、煤層等。脆性 巖層受力后容易產(chǎn)生大量面狀網(wǎng)絡(luò)化裂隙，從而形成儲存水的空間，使得脆性巖層成為含 水層。然而塑性巖層不具備脆性巖層的上述特點(diǎn)，其為隔水層。此外，脆性的礫巖、砂巖等 巖層的天然孔隙率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于塑性巖層的孔隙率，孔隙率越大，則富水性強(qiáng)。沉積作用形成的 煤系地層的富水性強(qiáng)弱由脆性巖層的總厚度決定，由于煤層開采后只有頂板導(dǎo)水裂縫帶和 底板擾動帶才是直接充水含水層（如果這些地層內(nèi)有水），因此只需確定煤層頂板或底板 相關(guān)范圍（厚度）內(nèi)脆性巖層所占厚度比例即可確定富水性強(qiáng)弱。
[0017] 在本發(fā)明實(shí)施例提供的裂隙型含水層富水性分析方法中，通過從井田的所有地質(zhì) 鉆孔柱狀圖的相關(guān)信息中提取與每個鉆孔相關(guān)的開孔坐標(biāo)、相鄰于裂隙型含水層的煤層的 煤層厚度等關(guān)鍵信息，利用所提取的關(guān)鍵信息針對每個鉆孔計算裂隙型含水層的富水性指 數(shù)，利用所述每個鉆孔的開孔坐標(biāo)以及相對應(yīng)的富水性指數(shù)繪制富水性等值線圖，然后利 用井田的采掘工程平面圖以及所繪制的富水性等值線圖來分析井田的各個待開采工作面 處裂隙型含水層的富水性。利用分析獲得的井田的各個待開采工作面處裂隙型含水層的富 水性，可以對井下疏放水工程設(shè)計提供目標(biāo)指導(dǎo)，為實(shí)際的防排水系統(tǒng)設(shè)計帶來便利。
[0018] 第一實(shí)施例
[0019] 圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的裂隙型含水層富水性分析方法的流程圖。請 參閱圖1，本發(fā)明第一實(shí)施例提供的裂隙型含水層富水性分析方法可以包括步驟Sll至步 驟 S15〇
[0020] 在步驟Sll中，獲取所述井田的所有地質(zhì)鉆孔柱狀圖的相關(guān)信息。
[0021] 根據(jù)井田地質(zhì)勘探時的物理測井資料，可以獲取井田內(nèi)所有鉆孔的鉆孔柱狀圖的 相關(guān)信息，包括各個地層的名稱、巖性、層厚、標(biāo)志層、層間距、鉆孔標(biāo)高、開孔坐標(biāo)、含水層 底板埋深、煤層底板埋深等信息。需要注意的是，地層信息應(yīng)以物理測井資料為準(zhǔn)，不宜采 用人工編錄資料。于一種【具體實(shí)施方式】中，所獲取的相關(guān)信息可以統(tǒng)計到excel表格中以 得到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表。
[0022] 在步驟S12中，從所述相關(guān)信息中提取與每個鉆孔相關(guān)的開孔坐標(biāo)、相鄰于裂隙 型含水層的煤層的煤層厚度。
[0023] 在獲取井田的所有地質(zhì)鉆孔柱狀圖的相關(guān)信息之后，可以從所獲取的相關(guān)信息中 提取出與每個鉆孔相關(guān)的開孔坐標(biāo)、相鄰于裂隙型含水層的煤層的煤層厚度等信息，以便 于計算與每個鉆孔相關(guān)的富水性指數(shù)。類似地，所提取出的信息也可以統(tǒng)計到excel表格 中以便于后續(xù)計算。
[0024] 在步驟S13中，針對所述每個鉆孔，利用所述煤層厚度確定導(dǎo)水裂縫帶高度，根據(jù) 所述導(dǎo)水裂縫帶高度確定所述裂隙型含水層中的待考慮層位對應(yīng)的層位高度，以及利用所 述層位高度來計算富水性指數(shù)。
[0025] 于一種【具體實(shí)施方式】中，所述利用所述煤層厚度確定導(dǎo)水裂縫帶高度，可以包括： 利用所述煤層厚度確定煤層采高，并且利用所確定的煤層采高計算導(dǎo)水裂縫帶高度。具