[发明专利]一种工作面全生命周期涌水量预测方法及系统

权利要求书

1.一种工作面全生命周期涌水量预测方法，其特征在于，具体包括：

对工作面回采前期、工作面回采中后期和工作面回采结束后的全生命周期涌水量变化规律进行分析，构建工作面全生命周期涌水量预测公式：

式中，Q—工作面采空区涌水量，m³/h；公式(1)用于工作面回采前期涌水量预测；公式(2)用于工作面回采中后期涌水量预测；公式(3)用于工作面回采结束后的涌水量预测；

H_d—导水裂隙带向上发育高度，m，H_d＝αx；α—导水裂隙带与推采进尺之间的系数；x—表示推采进尺，m；

S—工作面顶板导水裂隙带发育面积，m²；S＝xy，y—工作面宽度，m；

r—导水裂隙自愈合比率，r＝βt；β—导水裂隙自愈合比率随时间的系数，t表示时间，天；

a₁—工作面回采前期涌水量方程的斜率；b₁—工作面回采前期涌水量方程的截距；

a₂—工作面回采中后期涌水量方程的斜率；b₂—工作面回采中后期涌水量方程的截距；

a₃—工作面回采结束后涌水量方程的斜率；b₃—工作面回采结束后涌水量方程的截距。

2.根据权利要求1所述的工作面全生命周期涌水量预测方法，其特征在于，还包括：步骤1：工作面基本特征；对煤矿井下待采工作面基本参数进行搜集，确定工作面面宽y，单位：m；

步骤2：工作面回采覆岩演化特征；对工作面回采过程中覆岩破坏引起的导水裂隙带发育特征进行研究，确定导水裂隙带发育高度H_d，单位，m；

步骤3：工作面涌水量演化特征；对工作面回采过程中采空区涌水量Q演化特征进行研究，确定采空区涌水量与顶板导水裂隙带的关系；对工作面回采结束后采空区涌水量演化特征进行研究，确定采空区涌水量与隔水层再造的关系，即导水裂隙自愈合比率r。

3.根据权利要求2所述的工作面全生命周期涌水量预测方法，其特征在于，所述的步骤2中，导水裂隙带的高度确定结合导水裂隙带实测高度和采空区涌水量变化综合判断得到。

4.根据权利要求3所述的工作面全生命周期涌水量预测方法，其特征在于，所述的导水裂隙带实测高度的测量主要在推采过程中施工导水裂隙带观测孔，对导水裂隙带的高度进行测量；采空区涌水量主要采取井下实际观测统计的方式得到。

5.一种工作面全生命周期涌水量预测系统，其特征在于，具体包括：

工作面全生命周期涌水量预测模块：

式中，Q—工作面采空区涌水量，m³/h；公式(1)用于工作面回采前期涌水量预测；公式(2)用于工作面回采中后期涌水量预测；公式(3)用于工作面回采结束后的涌水量预测；

H_d—导水裂隙带向上发育高度，m，H_d＝αx；α—导水裂隙带与推采进尺之间的系数；x—表示推采进尺，m；

S—工作面顶板导水裂隙带发育面积，m²；S＝xy，y—工作面宽度，m；

r—导水裂隙自愈合比率，r＝βt；β—导水裂隙自愈合比率随时间的系数，t表示时间，天；

a₁—工作面回采前期涌水量方程的斜率；b₁—工作面回采前期涌水量方程的截距；

a₂—工作面回采中后期涌水量方程的斜率；b₂—工作面回采中后期涌水量方程的截距；

a₃—工作面回采结束后涌水量方程的斜率；b₃—工作面回采结束后涌水量方程的截距。