[发明专利]一种煤矿地下水库底板渗透性探测及稳定性评价方法

说明书

本发明提供一种煤矿地下水库底板渗透性探测及稳定性评价方法，包括：基于待评价的煤矿地下水库所处工作面地质信息，确定待评价的煤矿地下水库底板中存在断层、裂缝的区域，作为物探重点区域；对物探重点区域进行探测，确定钻探备选区域；对钻探备选区域采用钻探的方法取样，并制作煤岩样标准试验；对岩样的渗透率和透水率进行测试，并采用预设评价标准，根据测试结果对待评价的煤矿地下水库底板风险进行评价。本发明采用理论研究、现场物探和钻探以及实验室测试综合研究方法，开展煤矿地下水库底板探测，并对底板稳定性进行评价，从而可指导现场工程技术措施，确保地下水库安全运行。

技术领域

本发明涉及煤炭开采和水利工程技术领域，特别是指一种煤矿地下水库底板渗透性探测及稳定性评价方法。

背景技术

西部(晋陕蒙宁甘)是我国煤炭主产区，煤炭产量占全国70％左右，并呈上升趋势。但是西部地处干旱半干旱生态脆弱地区，水资源匮乏，仅占我国水资源总量的3.9％，且地表蒸发量大，蒸发量是降水量的6倍以上。神东矿区位于我国西部能源金三角核心区域，煤炭产能超过2亿吨，自建矿伊始，就将水资源保护利用作为重大技术课题。针对煤矿开采形成的大量矿井水，经过20余年持续技术开发和工程实践，创新提出了煤矿地下水库技术，避免了地面储水蒸发量大、造成土地盐碱化的难题，成功应用于工程实践，建成30余座煤矿地下水库，如图2所示，储水量最高达3100万方，供应了矿区95％以上的生产、生活和生态用水，为矿区发展提供了水资源保障。

煤矿地下水库作为创新性的地下工程构筑物，面临众多技术难题。其中地下水库底部渗透是重要技术难题之一。不同于地面水库，煤矿地下水库在地下不同深度下，底板如果发生渗漏，不仅损失地下水库宝贵水资源，同时会对周边地下水系造成影响，也可能形成下煤层开采的安全风险隐患。

专利《用超声波探测矿井采空区顶底板深部岩层裂隙的方法》提出采用超声波探测仪，对采空区顶底板岩层裂隙进行探测；专利《一种采空区联合多波地震勘探方法》提出采用多波地震勘探方法对地下采空区进行探测；专利《一种基于直流电探测的不明采空积水区探测方法》提出采用直流电探测方法，通过技术电阻率，分析不明采空区积水分布情况；专利《一种基于雷达探测技术的顶板空顶区探测及巷道修复方法》提出利用雷达技术探测岩层破裂情况，进行巷道修复设计；专利《一种监测预留煤柱沿空留巷底板裂隙发育的系统及方法》提出采用钻孔方式，在沿空留巷底部钻探开展底板采动破坏规律研究。论文《采动动载作用下底板岩层裂隙演化规律的相似模拟研究》采用模拟试验方法，研究采动作用下底板岩层裂隙演化规律；论文《瞬变电磁技术在底板采空区富水性探测中应用》采用顺变电磁法对老窑采空区富水状态和边界进行探测；论文《用超声波及无线电波透视法探测采空区底板活动与破坏状况》描述了采用超声波和无线电透视法对采空区底部突水进行预测；论文《基于地震波法的底板破坏区域探测技术及应用》描述了采用矿井反射地震波探测和钻探结合技术，对地板破坏情况进行探测；论文《基于微震监测的董家河煤矿底板突水通道孕育机制》描述了采用微震技术，分析底板岩层裂隙发育，预测突水情况。

上述专利和论文主要是对采空区顶底板裂隙、采空区积水区域等进行探测，目前还没有相关技术方案可以实现对以采空区为储水空间的煤矿地下水库底板渗透性进行探测，并提出一种底板渗透性评价标准，评价底板渗透性风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种煤矿地下水库底板渗透性探测及稳定性评价方法，以解决目前还没有相关技术方案可以实现对以采空区为储水空间的煤矿地下水库底板渗透性进行探测，评价底板渗透性风险的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种煤矿地下水库底板渗透性探测及稳定性评价方法，所述方法包括：

基于待评价的煤矿地下水库所处工作面地质信息，确定待评价的煤矿地下水库底板中存在断层、裂缝的区域，作为物探重点区域；

对所述物探重点区域进行探测，确定钻探备选区域；