CN111595410A - 一种郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法 - Google Patents
一种郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法，该方法包括将测量管放置在水文孔内并与地下水流体连通且确保所述测量管第一端延伸至地面以上，所述测量管的第二端延伸至地下水位以下；将所述测量管的第一端封闭，以在测量管内限定测量管的密封第一端和测量管中的水位之间的初始体积；将一定量的气体经由密封的第一端注入所述测量管内。本申请提供的方法，将一定量的气体(空气)注射到密封测量管中，同时记录该测量管中的压力变化，以计算获得密封部分体积的大小。通过密封部分体积和包含该体积的管道的内径，可以精度计算地下水位的深度。特别适用于矿井下奥灰水文孔水位测量使用。
Description
技术领域
本发明涉及水位测量方法技术领域，特别是涉及一种郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法。
背景技术
在煤矿实际生产经营中，对矿区内进行补充勘探已经成为煤矿地质工作不可或缺的一环，尤其是对一些地质条件复杂，情况特殊的矿井来说，水文长观孔施工保护已经更加明显。
在某些煤田中井田范围内揭露的地层层序由老到新依次为奥陶系、石炭系、二叠系、白垩系、第四系。奥陶纪中期地层隆起剥蚀，与石炭纪地层呈假整合接触，从中石炭纪开始地层接受连续沉积，到二叠纪晚期重又遭受风化剥蚀与上覆白垩系地层呈角度不整合接触。奥陶系灰岩在井田内最大揭露厚度可达52.75m，岩性为浅灰色厚层状石灰岩，质纯、性脆，可见蜂窝状溶洞。视电阻率高，可达1000Ω·m。地层顶界视电阻率曲线呈锯齿状。全厚可达700m左右。
通常奥陶系灰岩为强含水层，是开采各煤层的间接充水水源，存在矿井突水灾害的巨大隐患。因此，对奥陶系灰岩水含水层的水文指标进行观察，显得尤为重要了。水位是水文观测中重要的技术指标，现有技术中用于水位测量通常采用采用向进内下放测线的方式进行测量，这样的方式存在诸多缺点。例如，奥陶系灰岩厚度较厚需要下方的测线距离较长，一次下放需要耗费大量时间。另外由于测线下放过程中极易与孔壁粘连，造成测量不准确。
发明内容
本发明提供了一种郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法。
本发明提供了如下方案：
一种郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法，包括：
将测量管放置在水文孔内并与地下水流体连通且确保所述测量管第一端延伸至地面以上，所述测量管的第二端延伸至地下水位以下；
将所述测量管的第一端封闭，以在测量管内限定测量管的密封第一端和测量管中的水位之间的初始体积；
将一定量的气体经由密封的第一端注入所述测量管内；
测量由于注入一定量的气体而导致的所述测量管中的压力变化；
使用所测量的所述测量管中的压力变化计算初始体积；并结合所述测量管内部的横截面积使用计算出的初始体积计算获得地下水位的深度。
优选地：所述地下水位深度为测量获得的测量管中水位与第一端之间的长度减去第一端与地面之间的长度。
优选地：所述初始体积通过以下公式计算获得：
Vo＝δnRT/δp
其中,Vo是初始体积，δn是注入测量管内的气体的摩尔数，R是通用气体常数，T是测量管中气体的测量温度，δp是测量的压力变化。
优选地：在所述测量管内的水位变化之前测量由于注入一定量的气体而导致的所述测量管中的压力变化。
优选地：所述测量管上靠近第二端形成有浮体定位体，所述浮体定位体套装于距离所述测量管第二端的端面10-15厘米的所述测量管的管壁上。
优选地：将一定量的气体采用定量加气组件经由密封的第一端注入所述测量管内。
优选地：所述定量加气组件包括延伸至所述测量管内的加气管以及定量储气罐。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
通过本发明，可以实现一种郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法，在一种实现方式下，该方法可以包括将测量管放置在水文孔内并与地下水流体连通且确保所述测量管第一端延伸至地面以上，所述测量管的第二端延伸至地下水位以下；将所述测量管的第一端封闭，以在测量管内限定测量管的密封第一端和测量管中的水位之间的初始体积；将一定量的气体经由密封的第一端注入所述测量管内；测量由于注入一定量的气体而导致的所述测量管中的压力变化；使用所测量的所述测量管中的压力变化计算初始体积；并结合所述测量管内部的横截面积使用计算出的初始体积计算获得地下水位的深度。本申请提供的方法，将一定量的气体(空气)注射到密封测量管中，同时记录该测量管中的压力变化，以计算获得密封部分体积的大小。通过密封部分体积和包含该体积的管道的内径，可以精度计算地下水位的深度。特别适用于矿井下奥灰水文孔水位测量使用。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法施工状态的示意图。
图中：测量管1、水文孔2、地下水流体3、地面4、浮体定位体5、加气管6、定量储气罐7。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参见图1，为本发明实施例提供的一种郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法，如图1所示，该方法包括将测量管1放置在水文孔2内并与地下水流体3连通且确保所述测量管1第一端延伸至地面4以上，所述测量管1的第二端延伸至地下水位以下；为了保证测量管的第二端可以顺利进入水面以下，同时对施工人员作出指示，所述测量管上靠近第二端形成有浮体定位体5，所述浮体定位体5套装于距离所述测量管1第二端的端面10-15厘米的所述测量管1的管壁上。
将所述测量管1的第一端封闭，以在测量管1内限定测量管的密封第一端和测量管中的水位之间的初始体积；封闭后第一端与水面之间的体积就可以被锁定，不会在测量过程中出现变化。
将一定量的气体经由密封的第一端注入所述测量管1内；将一定量的气体采用定量加气组件经由密封的第一端注入所述测量管1内。所述定量加气组件包括延伸至所述测量管内的加气管6以及定量储气罐7。
测量由于注入一定量的气体而导致的所述测量管1中的压力变化；具体的，为了保证测量准确，在所述测量管内的水位变化之前测量由于注入一定量的气体而导致的所述测量管中的压力变化。
使用所测量的所述测量管1中的压力变化计算初始体积；并结合所述测量管1内部的横截面积使用计算出的初始体积计算获得地下水位的深度。
所述初始体积通过以下公式计算获得：
Vo＝δnRT/δp
其中,Vo是初始体积，δn是注入测量管内的气体的摩尔数，R是通用气体常数，T是测量管中气体的测量温度，δp是测量的压力变化。其中，R＝8.314J/mol/K。T是测量管中气体的测量温度为测量管内气体的热力学温度。可以想到的是，在测量过程中由于气体的加热测量管内的气体温度可能会发生变化，但是由于加入的气体压力不是很大，因此该温度在实际应用中可以忽略变化值，获得体积计算结果不会受到影响。
在确定初始体积(第一端封闭后测量管内水面至第一端之间的体积)后，由于测量管的横截面积固定，可以通过柱体计算公式计算获得该体积下的管段的长度。所述地下水位深度为测量获得的测量管中水位与第一端之间的长度H1减去第一端与地面之间的长度H2。
总之，本申请提供的方法，将一定量的气体(空气)注射到密封测量管中，同时记录该测量管中的压力变化，以计算获得密封部分体积的大小。通过密封部分体积和包含该体积的管道的内径，可以精度计算地下水位的深度。特别适用于矿井下奥灰水文孔水位测量使用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法，其特征在于，所述方法包括：
将测量管放置在水文孔内并与地下水流体连通且确保所述测量管第一端延伸至地面以上，所述测量管的第二端延伸至地下水位以下；
将所述测量管的第一端封闭，以在测量管内限定测量管的密封第一端和测量管中的水位之间的初始体积；
将一定量的气体经由密封的第一端注入所述测量管内；
测量由于注入一定量的气体而导致的所述测量管中的压力变化；
使用所测量的所述测量管中的压力变化计算初始体积；并结合所述测量管内部的横截面积使用计算出的初始体积计算获得地下水位的深度。
2.根据权利要求1所述的郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法，其特征在于，所述地下水位深度为测量获得的测量管中水位与第一端之间的长度减去第一端与地面之间的长度。
3.根据权利要求1所述的郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法，其特征在于，所述初始体积通过以下公式计算获得：
Vo =δnRT/δp
其中,Vo是初始体积，δn是注入测量管内的气体的摩尔数，R是通用气体常数，T是测量管中气体的测量温度，δp是测量的压力变化。
4.根据权利要求1所述的郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法，其特征在于，在所述测量管内的水位变化之前测量由于注入一定量的气体而导致的所述测量管中的压力变化。
5.根据权利要求1所述的郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法，其特征在于，所述测量管上靠近第二端形成有浮体定位体，所述浮体定位体套装于距离所述测量管第二端的端面10-15厘米的所述测量管的管壁上。
6.根据权利要求1所述的郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法，其特征在于，将一定量的气体采用定量加气组件经由密封的第一端注入所述测量管内。
7.根据权利要求6所述的郯庐断裂带伴生急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量方法，其特征在于，所述定量加气组件包括延伸至所述测量管内的加气管以及定量储气罐。
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