CN105204071A - 确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法,通过在煤矿计划开采区的待测上覆岩层的位置选择一监测剖面,并在监测剖面所在的位置从计划开采区变为采空区的过程中,即在待测上覆岩层被破坏的整个过程中,通过获取监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值,进而得知监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值的平均值,从而可以根据该监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值、监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值的平均值、监测剖面内的所有地层的位置信息以及待测上覆岩层的深度确定监测剖面所属的待测上覆岩层的导水裂隙带,为煤矿防治瓦斯和地下水提供准确的依据。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿技术,尤其涉及一种确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法。
背景技术
在煤矿开采的过程中,位于工作面的煤层被开采后会形成采空区,使得在采空区上方的上覆岩层因失去支撑而逐渐向采空区内移动和弯曲,致使上覆岩层被破坏。其中,从采空区至地表,上覆岩层被破坏范围逐渐扩大、但被破坏的程度逐渐减弱。
一般情况下,上述被破坏上覆岩层具有明显的分带性,从采空区至地表自下而上可以分为导水裂隙带、离层带和整体变形带。其中,由于导水裂隙带内的岩块之间空隙多且连通性强,所以被认为是可以流出地下水和逸出瓦斯的区域。
煤矿瓦斯和地下水严重威胁到煤矿的安全,是煤矿发生重大安全事故的诱因,目前,煤矿瓦斯和地下水的防治的关键是预测和预警,其中,上述导水裂隙带为防治的关键区域,因此,如何确定采空区上方的上覆岩层的导水裂隙带,为煤矿防治瓦斯和地下水提供准确的依据,是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法,用于确定待测上覆岩层的导水裂隙带,为煤矿防治瓦斯和地下水提供准确的依据。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
第一方面,本发明提供一种确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法,包括:
终端获取测量仪在监测剖面测量的工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息,其中,多个所述电极均匀置于所述监测剖面处工作面两侧的第一测量井和第二测量井内,所述监测剖面包括多个地层;
所述终端根据所述工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息,获取所述工作面的各推进位置分别对应的所述监测剖面内的所述多个地层的电阻率;
所述终端根据所述工作面的各推进位置分别对应的所述监测剖面内的所述多个地层的电阻率,获取所述监测剖面内的所述多个地层的电阻率总变化值;
所述终端根据所述多个地层的电阻率总变化值,确定所述多个地层的电阻率总变化值的平均值;
所述终端根据所述多个地层的电阻率总变化值、所述多个地层的电阻率总变化值的平均值、各所述地层的位置信息以及所述待测上覆岩层的深度确定所述待测上覆岩层导水裂隙带。
本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法,通过在煤矿计划开采区的待测上覆岩层的位置选择一监测剖面,并在监测剖面所在的位置从计划开采区变为采空区的过程中,即在待测上覆岩层被破坏的整个过程中,通过获取监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值,进而得知监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值的平均值,从而可以根据该监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值、监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值的平均值、监测剖面内的所有地层的位置信息以及待测上覆岩层的深度确定监测剖面所属的待测上覆岩层的导水裂隙带,为煤矿防治瓦斯和地下水提供准确的依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法的应用场景的俯视图;
图2为本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法的应用场景的主视图;
图3为本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法实施例一的流程图;
图4为本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法实施例二的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法可以应用在煤矿中,通过在待测上覆岩层所在的位置从计划开采区变为采空区的过程中,即在待测上覆岩层被破坏的整个过程中,获取待测上覆岩层内的所有地层的电阻率总变化值,进而根据监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值可以确定待测上覆岩层的导水裂隙带,为煤矿防治瓦斯和地下水提供准确的依据。当然,并不以此为限,本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法还可以应用于各种需要确定上覆岩层的导水裂隙带的场景。
下面,本申请文件将以确定煤矿采空区上方的上覆岩层的导水裂隙带为例来详细描述本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法。其中,煤矿计划开采区中的任一待开采煤层上方的岩层均可以作为待测上覆岩层。
在介绍本实施例之前,为了便于对本实施例的描述,下面首先对本实施例的应用场景予以说明。
图1为本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法的应用场景的俯视图,图2为本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法的应用场景的主视图。如图1和图2所示,监测剖面1设置在煤矿计划开采区的其中一个待测上覆岩层的位置、且监测剖面1与工作面的推进位置A平行,工作面的推进位置A可以指工作面的任一推进位置,图1中的虚线均表示工作平面的推进位置;监测剖面1处工作面的两侧分别设置了第一测量井2和第二测量井3,其中,第一测量井2和第二测量井3的深度可以大于或等于监测剖面1的深度;多个电极B均匀置于第一测量井2和第二测量井3内;测量仪4和终端5设置在地表,其中,测量仪4的输入端与两个测量井中的每个电极B通过电缆连接,测量仪4的输出端与终端5的输入端连接。
图3为本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法实施例一的流程图,如图3所示,本实施例的方法可以包括如下步骤:
S301:终端获取测量仪在监测剖面测量的工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息,其中,多个电极均匀置于监测剖面处工作面两侧的第一测量井和第二测量井内,监测剖面包括多个地层。
具体的,上述监测剖面可以为与任一包括多个地层的竖向剖面。其中,该监测剖面的深度(即从地表向下的距离)可以大于待开采煤层的深度,监测剖面的宽度可以大于或等于工作面的宽度,监测剖面所包括的多个地层可以为根据监测剖面的深度均匀划分的多个地层,还可以为根据监测剖面中的实际的岩性、岩相特征划分的多个地层,该多个地层中的一个或多个地层为待测上覆岩层。
上述终端可以为任一具有获取和处理功能的终端,例如:计算机、智能手机、平板电脑等。上述测量仪可以为任一具有测量每个电极的电位信息的测量仪,例如:电阻率测量仪等。上述置于两个测量井内的多个电极可以为与测量仪匹配的电极,其中,该多个电极可以覆盖监测剖面内的所有地层。当然,上述多个电极也可以仅覆盖监测剖面内的待测上覆岩层所在的地层,本发明对此不进行限定。
随着工作面在计划开采区的推进,上述测量仪可以在终端的触发下,在监测剖面处测量工作面的每个推进位置所对应的各电极的电位信息,并将测量的工作面的每个推进位置所对应的各电极的电位信息发送给终端,直至上述监测剖面所在的位置从计划开采区变为采空区。其中,上述监测剖面所在的位置变为采空区的标志为,监测剖面所在的位置的待开采煤层已被开采完毕、且监测剖面的地层不会因为工作面的采动影响而发生变化。
S302:终端根据工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息,获取工作面的各推进位置分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率。
具体的,上述监测剖面内的多个地层的电阻率包括监测剖面内的每一地层的电阻率,每一地层的电阻率用于反映该地层的采动裂隙和裂隙中孔隙水饱和度,其中,上述每一地层的电阻率可以为一个或多个。上述工作面的各推进位置分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率,用于表征在工作面的每个推进位置的采煤过程中监测剖面内的所有地层的采动裂隙和裂隙中孔隙水饱和度。
当上述终端在获取到工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息后,可以先根据工作面的每个推进位置对应的各电极的电位信息,通过已知的电阻率反演方式获取工作面的每个推进位置对应的监测剖面内的多个地层的电阻率。
S303:终端根据工作面的各推进位置分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率,获取监测剖面内的多个地层的电阻率总变化值。
具体的,上述监测剖面内的多个地层的电阻率总变化值,用于表征监测剖面所在的位置从计划开采区变为采空区的过程中,监测剖面的多个地层的电阻率所发生的总变化。
当上述终端在获取到工作面的每个推进位置对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之后,就可以根据“工作面的每个推进位置”和“与该推进位置相邻、且位于该推进位置之前的一推进位置(简称:工作面的前一推进位置)”分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率,确定“工作面的每个推进位置对应的监测剖面内的每个电阻率”相对于“该工作面的前一推进位置对应的监测剖面内的相同位置的电阻率”所发生的变化,进而确定工作面的每个推进位置对应的监测剖面内的每个电阻率变化值,从而对工作面的每个推进位置对应的监测剖面内的每个电阻率变化值求和以确定监测剖面内的每个电阻率总变化值,最后根据每个电阻率总变化值对应的地层,确定监测剖面内的多个地层的电阻率总变化值。其中,监测剖面内的多个地层的电阻率总变化值的数量与工作面的推进位置对应的监测剖面内的多个地层的电阻率的数量相同。
当然,上述终端在确定工作面的每个推进位置对应的监测剖面内的每个电阻率变化值时,还可以根据“工作面的每个推进位置”和“该推进位置相邻、且位于该推进位置之后的一推进位置(简称该工作面的后一推进位置)”分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率确定。
S304:终端根据多个地层的电阻率总变化值,确定多个地层的电阻率总变化值的平均值。
具体的,上述终端在获取到监测剖面内的多个地层的电阻率总变化值之后,可以通过对监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值求平均数,确定该多个地层的电阻率总变化值的平均值;还可以通过对监测剖面内的多个地层中的一部分地层的电阻率总变化值求平均值,确定该多个地层的电阻率总变化值的平均值。
S305:终端根据多个地层的电阻率总变化值、多个地层的电阻率总变化值的平均值、各地层的位置信息以及待测上覆岩层的深度确定待测上覆岩层导水裂隙带。
具体的,上述终端在获取到多个地层的电阻率的总变化值的平均值后,就可以以“多个地层的电阻率总变化值的平均值(简称:X)”为基准,对监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值进行分类,例如:可以将大于或等于X的电阻率总变化值划分为一类,并将该类中的“电阻率总变化值对应的地层的位置信息”作为待测上覆岩层的导水裂隙带的位置信息。例如:还可以将大于或等于X/2的电阻率总变化值划分为一类,并将该类中的“电阻率总变化值对应的地层的位置信息”作为待测上覆岩层的导水裂隙带的位置信息。至此,就确定了待测上覆岩层的导水裂隙带。
需要说明的是,在对监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值进行分类的过程中,若某一电阻率总变化值与其相邻的电阻率总变化值不是连续递减或者连续递增的关系,则在分类的时候,可以忽略该电阻率总变化值,即不对该电阻率总变化值进行分类。
本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法,通过在煤矿计划开采区的待测上覆岩层的位置选择一监测剖面,并在监测剖面所在的位置从计划开采区变为采空区的过程中,即在待测上覆岩层被破坏的整个过程中,通过获取监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值,进而得知监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值的平均值,从而可以根据该监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值、监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值的平均值、监测剖面内的所有地层的位置信息以及待测上覆岩层的深度确定监测剖面所属的待测上覆岩层的导水裂隙带,为煤矿防治瓦斯和地下水提供准确的依据。
进一步地,继续参照图1和图2,上述第一测量井和第二测量井可以为地表钻孔,该地表钻孔的深度可以大于或等于监测剖面的深度。上述“监测剖面处工作面的两侧分别设置了第一测量井和第二测量井”的具体实现方式可以为:在监测剖面处工作面的第一侧面外侧设置第一测量井,在监测剖面处工作面的第二侧面外侧设置第二测量井。可选地,为了避免设置在第一测量井和第二测量井内的电极和电极与测量仪之间连接线受工作面的采动影响而破损,上述第一测量井与第一侧面间隔第二预设距离,上述第二测量井与第二侧面也间隔第二预设距离;该第二预设距离可以为大于40米的任一值,较优的,第二预设距离可以为50米。
进一步地,继续参照图1和图2,上述将多个电极均匀置于两个测量井内的具体实现方式可以为,使上述第一测量井和第二测量井内电极的数量相同,且同一测量井内相邻两个电极间隔第一预设距离,其中,该第一预设距离可以根据用户的需求确定,较优的,第一预设距离可以为10米至15米之间的任一值。当多个电极采用上述方式均匀置于两个测量井内时,则第一测量井和第二测量井内电极的数量就可以根据每个测量井中相邻两个电极之间的间隔距离和测量井的深度确定。为了确保测量仪在测量工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息时,电极所在的位置相同以及各电极与地层可以有效的耦合,上述第一测量井和第二测量井内的所有电极可以以注浆封孔的方式固结在两个测量井中。这样,测量仪在测量工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息时,电极所处的位置相同,进而提高了测量仪的测量结果的准确性。
下面将采用一个具体的实施例对本发明所提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法进行具体的说明,图4为本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法实施例二的流程图。
具体实施该方法之前,需要作一些准备工作,这些准备工作可以包括:确定监测剖面的位置;根据确定的监测剖面的位置,在监测剖面处工作面的第一侧面外侧设置第一测量井,在监测剖面处工作面的第二侧面外侧设置第二测量井;根据设置的第一测量井和第二测量井,在第一测量井和第二测量井内分别布放相同数量的电极,且将每个电极均与测量仪连接。
需要说明的是,上述监测剖面的位置为待测上覆岩层的位置。
如图4所示,本实施例的方法可以包括如下步骤:
S401:测量仪在监测剖面测量工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息。
具体的,继续参照图1和图2,随着工作面在计划开采区的推进(即沿a方向推进),工作面每推进至一个预设的推进位置时,上述测量仪就在监测剖面测量工作面的该推进位置所对应的各电极的电位信息,并将测量的工作面的该推进位置所对应的各电极的电位信息发送给终端,以此类推,直至上述监测剖面所在的位置从计划开采区变为采空区。
需要说明的是,在“监测剖面所在的位置”从煤矿计划开采区变为采空区的过程中,为了能够精确的获知监测剖面的地层因工作面的采动影响所发生的全部变化,第一个被测量的工作面的推进位置A1距离监测剖面之间的可以大于或等于500米,即在推进位置A1时,工作面在采煤过程中的采动对监测剖面所包括的地层没有影响。进一步地,由于监测剖面所在的位置从计划开采区变为采空区的过程中涉及的工作面的推进位置过多,为了降低测量仪的测量工作量和测量成本,可选地,可以在监测剖面所在的位置从计划开采区变为采空区的过程中涉及的工作面的所有推进位置中选择部分推进位置进行测量,该被选择的部分推进位置中每两个相邻的推进位置之间可以间隔预设第三距离,该预设第三距离例如可以为50米,当然该预设的第三距离还可以为其他值。
示例性的,假定测量仪在监测剖面测量的工作面的第一个推进位置距离监测剖面的距离为500米,则从该第一个推进位置开始计算,监测剖面所在的位置从计划开采区变为采空区的过程中一共涉及100个推进位置,则测量仪在监测剖面就需要测量该100个推进位置分别对应的各电极的电位信息,并将工作面的每个推进位置所对应的各电极的电位信息发送给终端。
S402:终端获取测量仪测量的工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息。
具体的,上述测量仪在监测剖面测量工作面的所有推进位置对应的各电极的电位信息之后,可以根据终端的指示,或者以主动上报的方式,将测量的工作面的每个推进位置对应的各电极信息发送给终端。
S403:终端根据工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息,获取工作面的各推进位置分别对应的监测剖面内的所有网格的电阻率。
具体的,终端在获取到工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息后,就可以根据工作面的每个推进位置所对应的各电极的电位信息、监测剖面内的网格的数量和网格的位置信息,通过本领域技术人员公知的任一种电阻率反演技术获取每个工作面对应的监测剖面内的所有网格的电阻率。其中,上述监测剖面内的网格的数量和网格的位置信息由监测剖面内划分网格的横坐标线和纵坐标线的数量确定,具体可以根据用户的需求设定。
示例性的,假设监测剖面的深度为-900米,宽度为300米(从左至右),监测剖面内的横坐标线的数量为10个,纵坐标线的数量为60个,则该监测剖面内的网格的数量为600个,每个网格的长30米、宽15米。其中,该600个网格的位置信息可以根据该网格所在的横坐标线、纵坐标线以及监测剖面的深度和宽度确定。
S404:终端根据工作面的各推进位置分别对应的监测剖面内的所有网格的电阻率,获取工作面的各推进位置分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率。
具体的,上述终端在获取到工作面的每个推进位置对应的监测剖面内的所有网格的电阻率后,就可以根据工作面的每个推进位置对应的监测剖面内的所有网格的电阻率和网格与地层的对应关系,获取工作面的每个推进位置分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率。
示例性的,假定在上述S401中,为了降低测量仪4的测量工作量,测量仪在监测剖面一共测量了工作面的6个推进位置所对应的各电极的电位信息,其中,工作面的推进位置A1与监测剖面的距离为-740米,工作面的推进位置A2与监测剖面的距离为-63米,工作面的推进位置A3与监测剖面的距离为-12米,工作面的推进位置A4与监测剖面的距离为53米,工作面的推进位置A5与监测剖面距离为112米,工作面的推进位置A6与监测剖面的距离为291米。则在S403中,终端就可以先根据工作面的推进位置A1对应的各电极的电位信息,采用本领域技术人员公知的任一种电阻率反演技术获取工作面的推进位置A1对应的监测剖面内的所有网格的电阻率,进而在S404中就可以根据获取的“工作面的推进位置A1对应的监测剖面内的所有网格的电阻率”和“网格与地层的对应关系”,获取工作面的推进位置A1对应的监测剖面内的多个地层的电阻率。以此类推,终端就可以分别获取到工作面的推进位置A2、工作面的推进位置A3、工作面的推进位置A4、工作面的推进位置A5和工作面的推进位置A6分别对应的监测剖面1内的多个地层的电阻率。
需要说明的是,上述工作面的推进位置与监测剖面的距离为负值时,说明工作面还没有推进至监测剖面所在的位置;上述工作面的推进位置与监测剖面的距离为正值时,说明工作面的推进位置已越过监测剖面所在的位置。
S405:终端根据工作面的各推进位置与监测剖面的距离,确定工作面的各推进位置的计算顺序。
具体的,上述终端可以先计算工作面的所有推进位置与监测剖面的距离,然后将最小距离值所属的推进位置作为第一个计算对象,将最大距离值所属的推进位置作为最后一个计算对象。
示例性的,继续参照上述S404的示例,终端在获取到上述工作面的6个推进位置分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率后,首先根据工作面的推进位置与监测剖面1的距离,确定工作面各推进位置的计算顺序,具体可以如表1所示:
表1
S406:终端根据确定的计算顺序,依次获取工作面的相邻两个推进位置对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值。
具体的,继续参照上述S405的示例和表1,上述终端可以先获取计算顺序为1的工作面的推进位置A1和计算顺序为2的工作面的推进位置A2,然后确定工作面的推进位置A1和工作面的推进位置A2分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率,然后根据监测剖面的网格位置信息,确定“工作面的推进位置A1对应的监测剖面内的每个网格的电阻率”相对于“工作面的推进位置A2对应的监测剖面内的所属同一位置的网格的电阻率”所发生的变化(即确定监测剖面第一个网格对应的“工作面的推进位置A1对应的电阻率”与“工作面的推进位置A2对应的电阻率”所发生的变化,确定监测剖面第二个网格对应的“工作面的推进位置A1对应的电阻率”与“工作面的推进位置A2对应的电阻率”所发生的变化,以此类推,直至确定监测剖面最后一个网格对应的“工作面的推进位置A1对应的电阻率”与“工作面的推进位置A2对应的电阻率”所发生的变化,)进而确定工作面的推进位置A1和工作面的推进位置A2分别对应的监测剖面内的每个网格的电阻率之间的差值。
然后终端就可以根据每个网格对应的地层,获取工作面的推进位置A1和工作面的推进位置A2分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值。以此类推,终端分别获取工作面的推进位置A2和工作面的推进位置A3分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值、工作面的推进位置A3和工作面的推进位置A4分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值、工作面的推进位置A5和工作面的推进位置A6分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值。具体如表2所示:
表2
需要说明的是,在采用上述方式获取工作面的相邻两个推进位置对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值时,由于工作面的推进位置A6无与其相邻的推进位置,因此,终端在计算到计算顺序6时,可以忽略计算顺序为6的工作面的推进位置A6,默认为0。
S407:终端对依次获取的工作面的相邻两个推进位置对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值的绝对值进行求和,获取监测剖面内的多个地层的电阻率总变化值。
具体的,继续参照上述S406的示例和表2,上述终端在获取到工作面的每个相邻两个推进位置对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值之后,就可以以监测剖面内的每个网格为单位,将上述表2中所有的“工作面的相邻两个推进位置对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值”中该网格对应的所有电阻率之间的差值进行绝对值求和。示例性的,以监测剖面的其中一个网格为例,假设“工作面的推进位置A1和工作面的推进位置A2分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值”中该网格对应的差值为-3欧姆米,“工作面的推进位置A2和工作面的推进位置A3分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值”中该网格对应的差值为4欧姆米,“工作面的推进位置A3和工作面的推进位置A4分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值”中该网格对应的差值为5欧姆米,“工作面的推进位置A4和工作面的推进位置A5分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值”中该网格对应的差值为-2欧姆米,“工作面的推进位置A5和工作面的推进位置A6分别对应的监测剖面内的多个地层的电阻率之间的差值”中该网格对应的差值为4欧姆米,则该网格的电阻率之间的差值的绝对值之和(即为该网格的电阻率总变化值)为|-3|+|4|+|5|+|-2|+|4|,即16欧姆米。
然后,终端就可以根据“每个网格的电阻率总变化值”以及“每个网格对应的地层”,确定监测剖面内的多个地层的电阻率总变化值。
S408:终端根据多个地层的电阻率总变化值,确定多个地层的电阻率总变化值的平均值。
具体的,为了使终端可以根据该多个地层的电阻率总变化值的平均值精确的确定出待测上覆岩层的导水裂隙带,终端可以先确定开采煤层的采高,其次,终端根据开采煤层的采高,确定开采煤层上方6倍采高内的所有地层的电阻率总变化值,并对这些总变化值求平均数,将该平均数作为多个地层的电阻率总变化值的平均值。
示例性的,假定开采煤层的深度为-950米,开采煤层的采高为2米,则开采煤层上方6倍采高即为-938米,-938米至-950米之间的地层的电阻率总变化值为3个,分别为69欧姆米,72欧姆米,54欧姆米,则终端根据该开采煤层上方6倍采高内的所有地层的电阻率总变化值,确定的多个地层的电阻率总变化值的平均值为(69+72+54)/3,即65欧姆米。
S409:终端根据多个地层的电阻率总变化值、多个地层的电阻率总变化值的平均值、各地层的位置信息以及待测上覆岩层的深度确定待测上覆岩层导水裂隙带。
具体的,上述终端在确定多个地层的电阻率总变化值的平均值之后,就可以以该多个地层的电阻率总变化值的平均值作为基准,获取所述多个地层的电阻率总变化值的平均值与预设的系数的乘积,并确定大于或等于“多个地层的电阻率总变化值的平均值与预设的系数的乘积”的一个或多个电阻率总变化值,并根据一个或多个电阻率总变化值以及一个或多个所述电阻率总变化值对应的地层的位置信息,确定待测上覆岩层的导水裂隙带位置信息;该预设的系数可以根据采空区的地质情况确定,例如:可以为1,还可以为0.8等。
示例性的,继续参照上述S408的示例,假定终端确定的多个地层的电阻率总变化值的平均值为65欧姆米,预设的系数为0.8,则该多个地层的电阻率总变化值的平均值与预设的系数的乘积为52欧姆米,其中,监测剖面内的多个地层的电阻率总变化值中大于和等于52欧姆米的电阻率总变化值有3个,该3个电阻率总变化值对应的地层信息为:-950米、-905米、-890米,待测上覆岩层的深度为-950米至-380米,则根据上述信息确定的待测上覆岩层的导水裂隙带位置信息为-890米-950米。
执行完S409之后,则结束。至此,就确定了待测上覆岩层导水裂隙带的位置信息。
本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法,通过在煤矿计划开采区的待测上覆岩层的位置选择一监测剖面,并在监测剖面所在的位置从计划开采区变为采空区的过程中,即在待测上覆岩层被破坏的整个过程中,通过获取监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值,进而得知监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值的平均值,从而可以根据该监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值、监测剖面内的所有地层的电阻率总变化值的平均值、监测剖面内的所有地层的位置信息以及待测上覆岩层的深度确定监测剖面所属的待测上覆岩层的导水裂隙带,为煤矿防治瓦斯和地下水提供准确的依据。
需要说明的是,由于地下水和瓦斯可通过采空区被破坏的上覆岩层中的裂隙流入到作业人员的工作空间,危及作业人员的安全,而通过本发明提供的确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法,可以确定待测上覆岩层的导水裂隙带的位置信息,所以,作业人员可以在此基础上,结合根据水压计所获得的待测上覆岩层的裂隙中的水压变化程度和趋势特征,可以精确的确定导水裂隙带中地下水和瓦斯的发展趋势,例如,是否会流入到工作空间,以及流入程度等,进而使作业人员可以在危险发生之前就可以采取相应的防治措施,避免发生危及作业人员安全的事故。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种确定待测上覆岩层导水裂隙带的方法,其特征在于,包括:
终端获取测量仪在监测剖面测量的工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息,其中,多个所述电极均匀置于所述监测剖面处工作面两侧的第一测量井和第二测量井内,所述监测剖面包括多个地层;
所述终端根据所述工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息,获取所述工作面的各推进位置分别对应的所述监测剖面内的所述多个地层的电阻率;
所述终端根据所述工作面的各推进位置分别对应的所述监测剖面内的所述多个地层的电阻率,获取所述监测剖面内的所述多个地层的电阻率总变化值;
所述终端根据所述多个地层的电阻率总变化值,确定所述多个地层的电阻率总变化值的平均值;
所述终端根据所述多个地层的电阻率总变化值、所述多个地层的电阻率总变化值的平均值、各所述地层的位置信息以及所述待测上覆岩层的深度确定所述待测上覆岩层导水裂隙带。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述终端根据所述多个地层的电阻率总变化值、所述多个地层的电阻率总变化值的平均值、各所述地层的位置信息以及所述待测上覆岩层的深度确定所述待测上覆岩层导水裂隙带,包括:
所述终端获取所述多个地层的电阻率总变化值的平均值与预设的系数的乘积,确定大于或等于所述多个地层的电阻率总变化值的平均值与预设的系数的乘积的一个或多个所述电阻率总变化值,并根据所述一个或多个所述电阻率总变化值以及所述一个或多个所述电阻率总变化值对应的地层的位置信息,确定所述待测上覆岩层导水裂隙带的位置信息。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述终端根据所述工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息,获取所述工作面的各推进位置分别对应的所述监测剖面内的所述多个地层的电阻率,包括:
所述终端根据所述工作面的不同推进位置所对应的各电极的电位信息,获取所述工作面的各推进位置分别对应的所述监测剖面内的所有网格的电阻率;
所述终端根据所述监测剖面内的所有网格的电阻率,获取所述工作面的各推进位置分别对应的所述监测剖面内的所述多个地层的电阻率。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述终端根据所述工作面的各推进位置分别对应的所述监测剖面内的所述多个地层的电阻率,获取所述监测剖面内的所述多个地层的电阻率总变化值,包括:
所述终端根据所述工作面的各推进位置与所述监测剖面的距离,确定所述工作面的各推进位置的计算顺序;
所述终端按照所述计算顺序,依次获取所述工作面的相邻两个推进位置对应的所述监测剖面内的所述多个地层的电阻率之间的差值;
所述终端对所述依次获取的所述工作面的相邻两个推进位置对应的所述监测剖面内的所述多个地层的电阻率之间的差值的绝对值进行求和,获取所述监测剖面内的所述多个地层的电阻率总变化值。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个所述电极均匀置于所述监测剖面处工作面两侧的第一测量井和第二测量井内,包括:
所述第一测量井和所述第二测量井内电极的数量相同,且同一测量井内相邻两个电极间隔第一预设距离。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第一预设距离的范围为10米至15米。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,所述第一测量井设置于所述监测剖面处工作面的第一侧面外侧,所述第二测量井设置于所述监测剖面处工作面的第二侧面外侧;其中,
所述第一测量井与所述第一侧面间隔第二预设距离;
所述第二测量井与所述第二侧面间隔第二预设距离。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第二预设距离为50米。
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