[发明专利]一种带压开采完整底板承压能力评价方法

说明书

本发明公开了一种带压开采完整底板承压能力评价方法，包括以下步骤：(1)确定底板的破坏深度；(2)确定底板破坏带是否已波及含水层，波及到开采不安全，否则采用步骤(3)‑(8)进行评价；(3)确定具体含水岩层的位置，取芯，获取含水岩层孔隙率n；(4)获取含水岩层自身、含水层上覆岩层、含水层与上覆岩层的接触带岩石试样的抗拉强度值；(5)获取含水岩层的顶板水压值；(6)求取含水岩层的有效水压；(7)求取有效抗拉强，确定最小的有效抗拉强度；(8)计算突水安全系数e；原理简单、应用方便，评价结果更加准确。

技术领域

本发明涉及煤层底板承压能力评价技术领域，具体涉及一种带压开采完整底板承压能力评价方法。

背景技术

水害是井工煤矿开采的五大灾害之一，一旦发生常造成重大人员伤亡及财产损失，主要有顶板水害、底板水害、老空水害等形式，突水的通道有天然通道、人工通道及扰动活化通道等。矿井水害的防治难度较大，具体工作分为预防及治理两个方面，防治的前提是科学开展水害危险性评价工作。目前针对底板压水压开采水害的评价主要参考《煤矿防治水细则》中突水系数法，此方法为总结几十年来国内外突水的实例而来，是一个经验方法；突水系数法通过计算底板含水层水压与底板隔水层厚度的比值，在通过对比《煤矿防治水细则》中规定的突水系数界限值来评价带压开采底板的安全性，由于此方法由经验总结而来，评价结论一般偏于保守，评价结果不够准确。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种带压开采完整底板承压能力评价方法，原理简单、应用方便，评价结果更加准确。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种带压开采完整底板承压能力评价方法，包括以下步骤：

(1)确定开采条件下工作面底板的破坏深度；

(2)根据步骤(1)确定的破坏深度与工作面底板含水岩层的顶面与底板破坏带底界的位置进行对比，如果底板破坏带已波及含水层，则工作面开采不安全，将发生水害事故，否则采用步骤(3)-(8)进行评价；

(3)确定具体含水岩层的位置，对含水岩层自身、含水层上覆岩层、含水层与上覆岩层的接触带进行钻探取样，获取岩心试样；对含水岩层通过多孔、长距离的取芯，获取含水岩层孔隙率n；

(4)获取含水岩层自身、含水层上覆岩层、含水层与上覆岩层的接触带岩石试样的抗拉强度值，分别为N₁、N₂、N₃；

(5)在收集或取芯过程中测试获取含水岩层的顶板水压值P；

(6)求取含水岩层的有效水压P₀＝P×n；

(7)求取含水岩层的有效抗拉强度N_1y＝N₁×(1-n)，含水层上覆岩层的有效抗拉强度N_2y＝N₂×(1-n)，含水层与上覆岩层的接触带的有效抗拉强度N_3y＝N₃×(1-n)，通过三类岩层的有效抗拉强度对比，确定最小的有效抗拉强度N_0y；

(8)含水层上覆岩层厚度h，则突水安全系数e＝(N_0y+(h×2.2/100))/P₀；如e＞1则评价的带压工作面开采完整底板承压能力足够，工作面开采过程安全，反之则评价工作面开采过程不安全。

优选地，步骤(1)中采用微震电法确定工作面底板的破坏深度。

优选地，所述微震电法具体包括以下步骤：

(a)确定微震电法一体化监测系统的搭建位置；

(b)微震电法一体化监测系统的搭建；