CN104569352A - 奥灰顶部充填带结构判别指标及确定方法 - Google Patents
奥灰顶部充填带结构判别指标及确定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104569352A CN104569352A CN201510037370.7A CN201510037370A CN104569352A CN 104569352 A CN104569352 A CN 104569352A CN 201510037370 A CN201510037370 A CN 201510037370A CN 104569352 A CN104569352 A CN 104569352A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- packwall
- interval
- depth
- test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 title abstract description 7
- 239000006028 limestone Substances 0.000 title abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 120
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 61
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 31
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 28
- 230000009172 bursting Effects 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 8
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 6
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 6
- IYLGZMTXKJYONK-ACLXAEORSA-N (12s,15r)-15-hydroxy-11,16-dioxo-15,20-dihydrosenecionan-12-yl acetate Chemical compound O1C(=O)[C@](CC)(O)C[C@@H](C)[C@](C)(OC(C)=O)C(=O)OCC2=CCN3[C@H]2[C@H]1CC3 IYLGZMTXKJYONK-ACLXAEORSA-N 0.000 claims description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 5
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims description 5
- IYLGZMTXKJYONK-UHFFFAOYSA-N ruwenine Natural products O1C(=O)C(CC)(O)CC(C)C(C)(OC(C)=O)C(=O)OCC2=CCN3C2C1CC3 IYLGZMTXKJYONK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000010797 grey water Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth materials
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Immunology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
一种奥灰顶部充填带结构判别指标及确定方法，属于含水地质结构判别指标及确定方法。将埋深深度大于300m型煤田基底奥灰顶部充填带划分为3种类型：隔水充填带、弱隔水充填带、富水带；隔水充填带可直接作为隔水层利用，弱隔水充填带可以通过注浆改造为隔水层后加以利用，二者的判别及发育深度即厚度的确定，对埋深深度大于300m型煤田深部矿井下组煤开采奥灰水害防治意义重大；依据钻孔单位涌水量q值、井下钻孔放水试验Q值、渗透试验K值，划分奥灰顶部隔水充填带类型，给出了类型判别指标阈值及其确定。优点：本发明的结构判别指标均是从常规水文试验中获取，获取方法相对简单，易于现场人员操作，便于现场应用实践，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种含水地质结构判别指标及确定方法，特别是一种奥灰顶部充填带结构判别指标及确定方法。
背景技术
奥陶系灰岩一直作为华北型煤田区域上强含水层，是下组煤开采水害威胁的主要对象。且随着采深增加，水压增高，危险性越来越大。据估算，我国华北型煤田受深部高承压奥灰水威胁(突水系数大于0.1MPa/m)的煤炭地质储量约150亿吨。因此，如何实现下组煤安全带压开采，降低开采成本是近年来华北型煤田探索的目标。
新世纪年以前，学者多把焦点放在下组煤开采奥灰突水危险性评价或突水的机理研究上，忽略了奥陶系灰岩顶部为古风化壳、其地质组成结构和充填特征在许多矿井(区)可作为隔水层、弱隔(透)水层(适宜注浆改造为隔水层)的意义。新世纪以来，随着华北型煤田一些矿井开采深度已接近奥灰突水系数临界值，这样导致很大一部分埋深较大的下组煤不能被释放出来。如何实现下组煤的安全开采成为该阶段所面临的问题。基于大量的现场抽(放)水试验，表明有些钻孔初进奥灰时水量很小或无水，表明奥灰顶部为低渗介质，可以作为隔水层直接加以利用。而现场抽、放水试验也表明，一部分钻孔在进入奥灰顶部时出水量中等或出水量与下伏奥灰强含水层无区别，这表明充填带的渗透性差异较大，不能笼统的当做隔水层加以利用。从岩体结构控制渗流角度出发，认为该带结构是控制充填带表现不同渗透性的关键因素。
奥灰顶部充填带的类型划分及其隔水性利用，已被逐渐认识和少数开采实践矿井证实。但如何确定充填带的类型，目前主要是利用钻探取芯观察描述、裂隙统计等方法大致、定性划分充填带类型，人为主观因素较大，缺乏定量指标确定方法。
发明内容
本发明的目的是要提供一种奥灰顶部充填带结构判别指标及确定方法，解决利用钻探取芯观察描述、裂隙统计方法大致、定性划分充填带类型，人为主观因素较大，缺乏定量指标确定方法的问题。
本发明的目的是这样实现的：本发明包括结构判别指标及结构确定方法；
一、所述的结构判别指标：首先确定连续充填、断续充填和无充填三种充填带结构，依据三种充填带结构确定判别指标为：钻孔单位涌水量q、井下放水量Q和奥灰层段渗透系数K；然后再根据三种结构对应不同的隔水性能分别确定各指标的阈值；
各指标的是用如下方法获取的，具体说明如下：
1、首先对充填带野外露头进行大量取样，调查充填带裂隙的被泥质充填情况，提出充填带依据裂隙被充填的程度，可识别为：连续充填、断续充填和无充填三种充填带结构；三种充填带结构所对应的充填带类型分别为隔水型、弱透水型和富水型；
2、当充填带埋深深度大于300m时，依据抽、放水试验而确定充填带结构的三种指标，即：钻孔单位涌水量q、井下放水量Q和奥灰层段渗透系数K；
2-1、钻孔单位涌水量q指标的获取：地面钻孔根据岩芯采取率、冲洗液消耗量及泥质发育程度，综合确定充填带的发育终止深度；确定岩性采取率小于50％，泥质发育的终止深度，为充填带的发育终止深度；从而确定抽水试验的层段为自进入奥灰至该深度的层段，依据公式(1)计算得该层段的q值；
式中，Q为井流量，m3/s；M为抽水层段厚度，m；sw为井中水位降深，m；R为影响半径，m；rw为抽水井的半径，m；
2-2、井下放水量Q指标的获取：对井下钻孔进行放水试验，每2m记录该层段的放水量；对没有如此大密度记录的以往井下放水试验，对其所记录的放水量Q，进行拟合分析，以某一放水钻孔的拟合公式进行说明，公式(2)并得到自进入进奥灰各深度的放水量值；
Q＝63.56ln(x)-483.8 (2)
式中，x为进入奥灰的深度，m；Q进入到奥灰各深度的涌水量，m3/s；
2-3、渗透系数K的获取：对井下钻孔进行放水试验，分别记录各层段的稳定水压P1、及放水过程中阀门关死时的瞬时水压P2，即代表该层段放水试验过程中的水压值，计算出放水过程中的实际降深值S，依据公式(3)(4)，计算得出该层段的渗透系数K；
式中，K为渗透系数，cm/s；其他参数与公式(1)意义相同；
3、钻孔单位涌水量q指标、井下放水量Q指标与渗透系数K指标的阈值的确定方法，具体步骤如下：
3-1、确定钻孔单位涌水量q的阈值：因连续充填结构为隔水的，在抽水试验中q<0.001L/s.m时，抽水层段表现隔水，确定q<0.001L/s.m的层段为隔水型充填带；因断续充填结构为弱透水的，在抽水试验中0.001<q<0.01L/s.m时，抽水层段表现弱透水，确定0.001<q<0.01L/s.m的层段为弱透水型充填带；因无充填结构为富水的，在抽水试验中q>0.01L/s.m时，抽水层段表现富水，确定q>0.01L/s.m的层段为富水型充填带；
3-2、确定井下放水量Q的阈值：充填带的结构富水性与3-1步骤相同，依据步骤1确定的q阈值与埋深深度大于300m平均降深的乘积，得到Q的阈值；以埋深深度大于300m下组煤的赋存位置，确定其奥灰水压值为4个水平，分别为3MPa、4MPa、5MPa、6MPa，并假定抽、放水试验水位降深为最大降深，即分别为300m、400m、500m、600m；确定钻孔涌水量的阈值；
3-3、确定渗透系数K的阈值：充填带的结构富水性与3-1步骤相同，在抽水试验中渗透系数K<10-5cm/s时，试验层段表现为隔水，确定K<10-5cm/s为隔水型充填带；在抽水试验中渗透系数10-5<K<10-4cm/s时，试验层段表现为弱透水，确定10-5<K<10-4cm/s为弱透水型充填带；在抽水试验中，渗透系数K>10-4cm/s时，试验层段表现为富水，确定K>10-4cm/s为富水型充填带；
二、所述的结构确定方法具体步骤如下：
1、依据上述评价指标及其阈值、综合确定充填带的类型及各类型的厚度，对于隔水型充填带直接可作为隔水层加以利用；对于弱透水型充填带，可经注浆改造后加以利用；富水型充填带与下伏奥灰渗透性无异，不可作为隔水层利用；
2、绘制隔水型充填带的厚度等值线图、未考虑隔水型充填带的突水系数等值线图、考虑隔水型充填带的突水系数等值线图；并把上述两张等值线图进行对比、分析，确定下组煤的安全开采区域。
有益效果，由于采用了上述方案，给出了充填带的结构判别指标，弥补了充填带在埋深深度大于300m即华北型煤田大埋深状态下不容易识别问题；并给出了各指标的结构阈值，给出了充填带的各结构的量化标准，解决了以往只依靠经验来确定充填带所带来的主观性较大问题；本发明所确定的隔水型充填带直接可作为隔水层加以利用；对于弱透水型充填带，可经注浆改造后加以利用；富水型充填带与下伏奥灰渗透性无异，不可作为隔水层利用；为埋深深度大于300m即华北型煤田开采下组煤利用充填带实现安全开采提供了技术基础支持。
优点：本发明所提出的结构判别指标均是从常规水文试验中获取，获取方法相对简单，易于现场人员操作，便于现场应用实践。给出的结构判别指标和阈值对华北型煤田充填带均适用，适用范围广，应用前景广阔。
附图说明：
图1为本发明奥陶系顶部充填带结构及其富水性示意图。
图2为本发明充填带结构指标确定方法。
图3为本发明实施例鲍店煤矿奥灰顶部充填带厚度等值线图。
图4为本发明实施例鲍店煤矿奥灰对17煤突水系数分布图。
图5为本发明实施例鲍店煤矿奥灰对17煤加充填带突水系数分布图。
具体实施方式
本发明包括结构判别指标及结构确定方法；
一、所述的结构判别指标：首先确定连续充填、断续充填和无充填三种充填带结构，依据三种充填带结构确定判别指标为：钻孔单位涌水量q、井下放水量Q和奥灰层段渗透系数K；然后再根据三种结构对应不同的隔水性能分别确定各指标的阈值；
各指标的是用如下方法获取的，具体说明如下：
1、首先对充填带野外露头进行大量取样，调查充填带裂隙的被泥质充填情况，提出充填带依据裂隙被充填的程度，可识别为：连续充填、断续充填和无充填三种充填带结构；三种充填带结构所对应的充填带类型分别为隔水型、弱透水型和富水型；
2、当充填带埋深深度大于300m时，依据抽、放水试验而确定充填带结构的三种指标，即：钻孔单位涌水量q、井下放水量Q和奥灰层段渗透系数K；
2-1、钻孔单位涌水量q指标的获取：地面钻孔根据岩芯采取率、冲洗液消耗量及泥质发育程度，综合确定充填带的发育终止深度；确定岩性采取率小于50％，泥质发育的终止深度，为充填带的发育终止深度；从而确定抽水试验的层段为自进入奥灰至该深度的层段，依据公式(1)计算得该层段的q值；
式中，Q为井流量，m3/s；M为抽水层段厚度，m；sw为井中水位降深，m；R为影响半径，m；rw为抽水井的半径，m；
2-2、井下放水量Q指标的获取：对井下钻孔进行放水试验，每2m记录该层段的放水量；对没有如此大密度记录的以往井下放水试验，对其所记录的放水量Q，进行拟合分析，以某一放水钻孔的拟合公式进行说明，公式(2)并得到自进入进奥灰各深度的放水量值；
Q＝63.56ln(x)-483.8 (2)
式中，x为进入奥灰的深度，m；Q进入到奥灰各深度的涌水量，m3/s；
2-3、渗透系数K的获取：对井下钻孔进行放水试验，分别记录各层段的稳定水压P1、及放水过程中阀门关死时的瞬时水压P2，即代表该层段放水试验过程中的水压值，计算出放水过程中的实际降深值S，依据公式(3)(4)，计算得出该层段的渗透系数K；
式中，K为渗透系数，cm/s；其他参数与公式(1)意义相同；
3、钻孔单位涌水量q指标、井下放水量Q指标与渗透系数K指标的阈值的确定方法，具体步骤如下：
3-1、确定钻孔单位涌水量q的阈值：因连续充填结构为隔水的，在抽水试验中q<0.001L/s.m时，抽水层段表现隔水，确定q<0.001L/s.m的层段为隔水型充填带；因断续充填结构为弱透水的，在抽水试验中0.001<q<0.01L/s.m时，抽水层段表现弱透水，确定0.001<q<0.01L/s.m的层段为弱透水型充填带；因无充填结构为富水的，在抽水试验中q>0.01L/s.m时，抽水层段表现富水，确定q>0.01L/s.m的层段为富水型充填带；
3-2、确定井下放水量Q的阈值：充填带的结构富水性与3-1步骤相同，依据步骤1确定的q阈值与埋深深度大于300m平均降深的乘积，得到Q的阈值；以埋深深度大于300m下组煤的赋存位置，确定其奥灰水压值为4个水平，分别为3MPa、4MPa、5MPa、6MPa，并假定抽、放水试验水位降深为最大降深，即分别为300m、400m、500m、600m；确定钻孔涌水量的阈值；
3-3、确定渗透系数K的阈值：充填带的结构富水性与3-1步骤相同，在抽水试验中渗透系数K<10-5cm/s时，试验层段表现为隔水，确定K<10-5cm/s为隔水型充填带；在抽水试验中渗透系数10-5<K<10-4cm/s时，试验层段表现为弱透水，确定10-5<K<10-4cm/s为弱透水型充填带；在抽水试验中，渗透系数K>10-4cm/s时，试验层段表现为富水，确定K>10-4cm/s为富水型充填带；
二、所述的结构确定方法，具体步骤如下：
1、依据上述评价指标及其阈值、综合确定充填带的类型及各类型的厚度，对于隔水型充填带直接可作为隔水层加以利用；对于弱透水型充填带，可经注浆改造后加以利用；富水型充填带与下伏奥灰渗透性无异，不可作为隔水层利用；
2、绘制隔水型充填带的厚度等值线图、未考虑隔水型充填带的突水系数等值线图、考虑隔水型充填带的突水系数等值线图；并把上述两张等值线图进行对比、分析，确定下组煤的安全开采区域。
下面通过图、表及实施例对本发明进一步说明
实施例1：所述的结构判别指标：钻孔单位涌水量q、井下放水量Q、渗透系数K具体步骤如下：
1、钻孔单位涌水量q指标的获取：地面钻孔根据岩芯采取率、冲洗液消耗量及泥质发育程度，综合确定充填带的发育终止深度。确定岩性采取率小于50％，泥质发育的终止深度，为充填带的发育终止深度；从而确定抽水试验的层段为自进入奥灰至该深度的层段，依据公式(1)计算得该层段的q值；
2、井下放水量Q指标的获取：对井下钻孔进行放水试验，每2m记录该层段的放水量；对没有如此大密度记录的以往井下放水试验，对其所记录的放水量Q，进行拟合分析，以某一放水钻孔的拟合公式进行说明，如公式(2)并得到自进入进奥灰各深度的放水量值；
3、渗透系数K的获取：对井下钻孔进行放水试验，分别记录各层段的稳定水压P1、及放水过程中阀门关死时的瞬时水压P2，即代表该层段放水试验过程中的水压值，从而计算出放水过程中的实际降深值S，依据公式(3)(4)，可以计算得出该层段的渗透系数K；
所述的各指标(q、Q与K)阈值是通过如下方法确定的，具体步骤如下：
4、确定钻孔单位涌水量q<0.001L/s.m的层段为隔水型充填带；0.001<q<0.01L/s.m为弱透水型充填带；q>0.01L/s.m的层段为富水型充填带；依据渗透系数K值，确定K<10-5cm/s为隔水型充填带；10-5<K<10-4cm/s为弱透水型充填带；K>10-4cm/s为富水型充填带；并依据东部矿区下组煤的赋存位置，确定其奥灰水压值为4个水平，分别为3MPa、4MPa、5MPa、6MPa，并假定抽、放水试验水位降深为最大将深，即分别为300m、400m、500m、600m；确定钻孔涌水量的阈值；
如表1、表2
表1 东部矿区充填带类型划分依据——q、K阈值
表2 东部矿区充填带类型划分依据——Q阈值
6、依据上述评价指标及其阈值、综合确定充填带的类型及各类型的厚度(如表3、4、5)，为安全起见，确定充填带厚度为三种指标综合确定的最小厚度
表3 鲍店煤矿奥灰钻孔单位涌水量数据统计表
| 孔号 | 钻孔单位涌水量估算值q(L/(s.m)) | 厚度(m) | 充填带类型 |
| O2－2 | 0.0079 | 49.42 | 弱透水层 |
| O2－3 | 0.0078 | 54.00 | 弱透水层 |
| O2－7 | 0.0022 | 83.6 | 弱透水层 |
| O2－8 | 0.006 | 75.47 | 弱透水层 |
表4 鲍店煤矿井下放水孔涌水量统计表
| 钻孔 | 隔水型充填带厚度(m) | 弱透水型充填带厚度(m) |
| O2X-1 | 10.10 | 81.75 |
| O2X-2 | 0.23 | 13.73 |
| O2X-3 | 1.63 | 6.89 |
| O2X-4 | 7.04 | 0.89 |
| O2X-5 | 7.09 | 94.08 |
| O2X-6 | 103.10 | ------- |
| O2X-7 | 19.74 | 40.74 |
| O2X-8 | 3.18 | 38.62 |
| O2X-9 | 87.95 | 10.59 |
| O2X-10 | 17 | ------- |
| O2X-11 | 22.57 | 9.63 |
| O2X-13 | ------- | 19.18 |
表5 鲍店煤矿依据抽、放水试验所得的渗透系数值
7、绘制鲍店煤矿隔水型充填带的厚度等值线图(图3)。以及未考虑隔水型充填带的突水系数等值线图(图4)、考虑隔水型充填带的突水系数等值线图(图5)；并把上述两张等值线图进行对比、分析，分析两图的突水系数变化(表6)，确定鲍店煤矿下组煤的安全开采区域。
表6 鲍店矿安全性评价面积(km2)
由表6及图4、图5可见，17煤考虑充填带时安全区由无增加8.09km2，安全区分布主要在第一勘探区，增幅达13.55％；相对安全区大约增加13.66km2，增幅为22.88％；危险区减小21.81km2，减小36.43％。可见充填带对17煤开采比较有利，使得安全区和相对安全区大幅度增加，危险区大幅度减小。
Claims (1)
1.一种奥灰顶部充填带结构判别指标及确定方法，其特征是：本发明包括结构判别指标及结构确定方法；
(一)、所述的结构判别指标：首先确定连续充填、断续充填和无充填三种充填带结构，依据三种充填带结构确定判别指标为：钻孔单位涌水量q、井下放水量Q和奥灰层段渗透系数K；然后再根据三种结构对应不同的隔水性能分别确定各指标的阈值；
各指标的是用如下方法获取的，具体说明如下：
(1)、首先对充填带野外露头进行大量取样，调查充填带裂隙的被泥质充填情况，提出充填带依据裂隙被充填的程度，可识别为：连续充填、断续充填和无充填三种充填带结构；三种充填带结构所对应的充填带类型分别为隔水型、弱透水型和富水型；
(2)、当充填带埋深深度大于300m时，依据抽、放水试验而确定充填带结构的三种指标，即：钻孔单位涌水量q、井下放水量Q和奥灰层段渗透系数K；
(2-1)、钻孔单位涌水量q指标的获取：地面钻孔根据岩芯采取率、冲洗液消耗量及泥质发育程度，综合确定充填带的发育终止深度；确定岩性采取率小于50％，泥质发育的终止深度，为充填带的发育终止深度；从而确定抽水试验的层段为自进入奥灰至该深度的层段，依据公式(1)计算得该层段的q值；
式中，Q为井流量，m3/s；M为抽水层段厚度，m；sw为井中水位降深，m；R为影响半径，m；rw为抽水井的半径，m；
(2-2)、井下放水量Q指标的获取：对井下钻孔进行放水试验，每2m记录该层段的放水量；对没有如此大密度记录的以往井下放水试验，对其所记录的放水量Q，进行拟合分析，以某一放水钻孔的拟合公式进行说明，公式(2)并得到自进入进奥灰各深度的放水量值；
Q＝63.56ln(x)-483.8 (2)
式中，x为进入奥灰的深度，m；Q进入到奥灰各深度的涌水量，m3/s；
(2-3)、渗透系数K的获取：对井下钻孔进行放水试验，分别记录各层段的稳定水压P1、及放水过程中阀门关死时的瞬时水压P2，即代表该层段放水试验过程中的水压值，计算出放水过程中的实际降深值S，依据公式(3)(4)，计算得出该层段的渗透系数K；
式中，K为渗透系数，cm/s；其他参数与公式(1)意义相同；
(3)、钻孔单位涌水量q指标、井下放水量Q指标与渗透系数K指标的阈值的确定方法，具体步骤如下：
(3-1)、确定钻孔单位涌水量q的阈值：因连续充填结构为隔水的，在抽水试验中q<0.001 L/s.m时，抽水层段表现隔水，确定q<0.001L/s.m的层段为隔水型充填带；因断续充填结构为弱透水的，在抽水试验中0.001<q<0.01L/s.m时，抽水层段表现弱透水，确定0.001<q<0.01L/s.m的层段为弱透水型充填带；因无充填结构为富水的，在抽水试验中q>0.01L/s.m时，抽水层段表现富水，确定q>0.01L/s.m的层段为富水型充填带；
(3-2)、确定井下放水量Q的阈值：充填带的结构富水性与3-1步骤相同，依据步骤1确定的q阈值与埋深深度大于300m平均降深的乘积，得到Q的阈值；以埋深深度大于300m下组煤的赋存位置，确定其奥灰水压值为4个水平，分别为3MPa、4MPa、5MPa、6MPa，并假定抽、放水试验水位降深为最大降深，即分别为300m、400m、500m、600m；确定钻孔涌水量的阈值；
(3-3)、确定渗透系数K的阈值：充填带的结构富水性与3-1步骤相同，在抽水试验中渗透系数K<10-5cm/s时，试验层段表现为隔水，确定K<10-5cm/s为隔水型充填带；在抽水试验中渗透系数10-5<K<10-4cm/s时，试验层段表现为弱透水，确定10-5<K<10-4cm/s为弱透水型充填带；在抽水试验中，渗透系数K>10-4cm/s时，试验层段表现为富水，确定K>10-4cm/s为富水型充填带；
(二)、所述的结构确定方法，具体步骤如下：
(1)、依据上述评价指标及其阈值、综合确定充填带的类型及各类型的厚度，对于隔水型充填带直接可作为隔水层加以利用；对于弱透水型充填带，可经注浆改造后加以利用；富水型充填带与下伏奥灰渗透性无异，不可作为隔水层利用；
(2)、绘制隔水型充填带的厚度等值线图、未考虑隔水型充填带的突水系数等值线图、考虑隔水型充填带的突水系数等值线图；并把上述两张等值线图进行对比、分析，确定下组煤的安全开采区域。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510037370.7A CN104569352B (zh) | 2015-01-23 | 2015-01-23 | 奥灰顶部充填带结构判别指标的确定方法 |
| PL418845A PL237727B1 (pl) | 2015-01-23 | 2015-06-17 | Sposób określania indeksów rozróżnienia strukturalnego górnych stref wypełnienia wapienia ordowiku |
| PCT/CN2015/081603 WO2016115816A1 (zh) | 2015-01-23 | 2015-06-17 | 奥灰顶部充填带结构判别指标及确定方法 |
| RU2016134036A RU2671502C2 (ru) | 2015-01-23 | 2015-06-17 | Индексы структурного различия верхних зон заполнения ордовикского известняка и способ их определения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510037370.7A CN104569352B (zh) | 2015-01-23 | 2015-01-23 | 奥灰顶部充填带结构判别指标的确定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104569352A true CN104569352A (zh) | 2015-04-29 |
| CN104569352B CN104569352B (zh) | 2016-09-28 |
Family
ID=53085908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510037370.7A Active CN104569352B (zh) | 2015-01-23 | 2015-01-23 | 奥灰顶部充填带结构判别指标的确定方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104569352B (zh) |
| PL (1) | PL237727B1 (zh) |
| RU (1) | RU2671502C2 (zh) |
| WO (1) | WO2016115816A1 (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016115816A1 (zh) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 中国矿业大学 | 奥灰顶部充填带结构判别指标及确定方法 |
| CN107740689A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-02-27 | 中国矿业大学 | 一种隔水层再造勘探评价方法 |
| CN112749155A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-05-04 | 北京城建勘测设计研究院有限责任公司 | 基于离散度最小原则勘察试验数据自动处理的方法 |
| CN113063709A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-07-02 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种复杂含水层条件下帷幕的确定方法 |
| CN113202459A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-08-03 | 中国矿业大学 | 一种利用钻孔自然伽马测井预测断层渗透性的方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109993459B (zh) * | 2019-04-15 | 2022-09-23 | 安徽大学 | 一种复杂多含水层矿井突水水源识别方法 |
| CN110501473B (zh) * | 2019-09-19 | 2024-04-30 | 六盘水师范学院 | 一种采空区探放水实验装置及其工作方法 |
| CN111460675B (zh) * | 2020-04-10 | 2023-10-20 | 安徽理工大学 | 一种低渗透性含水层群孔疏降多目标优化方法 |
| CN111767670B (zh) * | 2020-07-17 | 2024-04-09 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 基于井下仰斜单孔放水试验的含水层地质参数反演方法 |
| CN112814737B (zh) * | 2021-03-10 | 2023-03-14 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 基于叠层多分支水平井的陷落柱超前治理方法及系统 |
| CN113294143B (zh) * | 2021-04-16 | 2023-09-26 | 中煤能源研究院有限责任公司 | 一种煤层底板灰岩水害地面超前区域探查治理效果评价方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102608263A (zh) * | 2012-02-23 | 2012-07-25 | 徐德金 | 基于渗流场与应力场耦合的断裂突水研究试验方法 |
| CN103163056A (zh) * | 2013-03-15 | 2013-06-19 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | 一种矿井水文地质条件的探测方法 |
| CN103984042A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-13 | 中国矿业大学(北京) | 中奥陶统灰岩古风化壳隔水性指数评价方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4030307A (en) * | 1976-06-14 | 1977-06-21 | Avedisian Armen G | Impermeable ecological barrier and process of making same from reconstituted shale |
| SU1539655A1 (ru) * | 1986-12-29 | 1990-01-30 | Восточный научно-исследовательский углехимический институт | Способ определени структурных параметров зернистых материалов |
| SU1422104A1 (ru) * | 1987-01-06 | 1988-09-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела | Способ определени предела длительной прочности горных пород |
| RU2491537C1 (ru) * | 2012-02-29 | 2013-08-27 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Способ определения свойств пористых материалов |
| CN103926633B (zh) * | 2013-01-16 | 2016-04-13 | 中国矿业大学(北京) | 煤层底板煤系隔水层防突性能的定量预测方法 |
| CN104569352B (zh) * | 2015-01-23 | 2016-09-28 | 中国矿业大学 | 奥灰顶部充填带结构判别指标的确定方法 |
-
2015
- 2015-01-23 CN CN201510037370.7A patent/CN104569352B/zh active Active
- 2015-06-17 WO PCT/CN2015/081603 patent/WO2016115816A1/zh active Application Filing
- 2015-06-17 RU RU2016134036A patent/RU2671502C2/ru active
- 2015-06-17 PL PL418845A patent/PL237727B1/pl unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102608263A (zh) * | 2012-02-23 | 2012-07-25 | 徐德金 | 基于渗流场与应力场耦合的断裂突水研究试验方法 |
| CN103163056A (zh) * | 2013-03-15 | 2013-06-19 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | 一种矿井水文地质条件的探测方法 |
| CN103984042A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-13 | 中国矿业大学(北京) | 中奥陶统灰岩古风化壳隔水性指数评价方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 乔伟: "矿井深部裂隙岩溶富水规律及底板突水危险性评价研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
| 武强 等: "华北型煤田中奥陶统碳酸盐岩古风化壳天然隔水性能评价方法与应用", 《煤炭学报》 * |
| 缪协兴 等: "华北奥陶系顶部碳酸岩层隔水特性及分布规律", 《煤炭学报》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016115816A1 (zh) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 中国矿业大学 | 奥灰顶部充填带结构判别指标及确定方法 |
| CN107740689A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-02-27 | 中国矿业大学 | 一种隔水层再造勘探评价方法 |
| CN112749155A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-05-04 | 北京城建勘测设计研究院有限责任公司 | 基于离散度最小原则勘察试验数据自动处理的方法 |
| CN112749155B (zh) * | 2021-01-29 | 2021-11-16 | 北京城建勘测设计研究院有限责任公司 | 基于离散度最小原则勘察试验数据自动处理的方法 |
| CN113063709A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-07-02 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种复杂含水层条件下帷幕的确定方法 |
| CN113063709B (zh) * | 2021-02-03 | 2023-06-30 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种复杂含水层条件下帷幕的确定方法 |
| CN113202459A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-08-03 | 中国矿业大学 | 一种利用钻孔自然伽马测井预测断层渗透性的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL418845A1 (pl) | 2017-07-31 |
| PL237727B1 (pl) | 2021-05-17 |
| WO2016115816A1 (zh) | 2016-07-28 |
| RU2671502C2 (ru) | 2018-11-01 |
| CN104569352B (zh) | 2016-09-28 |
| RU2016134036A (ru) | 2018-02-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104569352B (zh) | 奥灰顶部充填带结构判别指标的确定方法 | |
| US9371185B2 (en) | Method for distributed storage and use of underground water in mine | |
| CN106351660B (zh) | 一种用于煤炭开采区域对地下水资源进行调控的方法 | |
| CN111191849B (zh) | 一种西部矿区深埋工作面涌水量预测方法 | |
| CN106522928B (zh) | 一种酸化压裂后停泵测井口压降不稳定试井方法 | |
| CN104847379B (zh) | 一种奥灰顶部注浆加固工作面底板的方法 | |
| CN110043312B (zh) | 一种注浆充填地表沉降范围的控制方法 | |
| CN107503727B (zh) | 一种基于地应力监测的穿层水力压裂范围考察方法 | |
| CN102862775B (zh) | 一种矿井地下水的分布式存储方法 | |
| CN102937724A (zh) | 一种露天煤矿采场底部岩层的探测方法 | |
| CN106050234A (zh) | 在煤炭开采过程中对地下水进行保护的施工工艺 | |
| CN103161434A (zh) | 一种页岩气等低渗透油气藏开采方法 | |
| CN106285776A (zh) | 一种基于定向钻进技术的顶板水疏放方法 | |
| CN104633996A (zh) | 一种水源热泵回灌技术方法 | |
| CN104453849A (zh) | 页岩气藏三维地应力预测评价方法 | |
| CN114135265B (zh) | 一种海上油田低渗储层低成本高效改造工艺方法 | |
| CN101713185B (zh) | 地面沉降控制施工方法 | |
| CN109723424A (zh) | 一种井下钻孔放水量预测方法 | |
| Martinez et al. | Use of numerical groundwater modelling for mine dewatering assessment | |
| Erg | CHANGES IN GROUNDWATER SULPHATE CONTENT IN ESTONIAN OIL SHALE MINING AREA. | |
| CN105221143B (zh) | 一种基于排采资料的煤层渗透率计算方法 | |
| CN110424937A (zh) | 一种煤层气低产井氮气-二氧化碳联合改造增产方法 | |
| CN114000827B (zh) | 一种基于压力渗流原理及电磁响应特征的陷落柱探查方法 | |
| Lloyd-Mills et al. | Mine Plan Optimization with Effective Use of Pit Slope Horizontal Drains | |
| CN117309224A (zh) | 一种外水压力折减系数测试装置及测试方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 221116 Research Institute of China University of Mining and Technology,, Jiangsu Applicant after: China University of Mining & Technology Address before: 221116 Research Institute, China University of Mining and Technology, Xuzhou University, Jiangsu, China, Applicant before: China University of Mining & Technology |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |