[发明专利]一种针对深部开采岩溶水害防治效果评价的方法

说明书

本发明提出了一种针对深部开采岩溶水害防治效果评价的方法，其基于传统地球物理勘探技术和MapGIS系统数据插值掩膜处理技术，进行序列融合验证防治效果。首先基于改造目的层的渗透系数、透水率等物理量对经地面定向近水平钻进注浆改造后的含水层进行定性评价；其次利用MapGIS系统分析处理各坐标点位的注浆参数得到“注浆效果专题分区评价图”，同时基于矿井电法勘察得到的“视电阻率低阻异常区评价图”，进行双图数据掩膜处理得到“异常区叠加分析评价图”；最后得到“深部开采岩溶水害防治效果综合评价图”并提出采前消除异常区的具体步骤。本发明可为深部煤炭资源开采岩溶水害防治提供科学理论依据，能够有效避免深部开采突水致灾的事故发生。

技术领域

本发明属于煤田地质领域，尤其涉及一种针对深部开采岩溶水害防治效果评价的方法。

背景技术

我国中、东部地区浅部煤炭资源日益枯竭，西部地区煤炭资源虽然丰富，但生态资源环境比较脆弱，工业基础条件还不完备，目前煤炭工业大规模西迁困难还比较大，因此开发西部资源的同时也应该加强对中、东部矿区深部资源的开发利用，提高中、东部地区能源自给率，降低对外部能源的依赖程度。在全国能源结构调整阶段，为保障国家能源安全，中、东部矿区仍需保持20年左右的煤炭稳产期。我国中、东部煤炭开采深度以每年8～12m的速度递增，随之产生的“三高一扰动”对深部开采安全开采带来了巨大挑战，特别是承压水害的威胁尤其严重。在矿井水害防治技术方面我国走在了世界的前列，现阶段主要采取地面定向近水平钻进和井下补充注浆综合治理为主，但随着开采深度的增加，亦出现治理后的采面出现突水灾害，主要是因为缺乏科学有效的治后效果评价体系。然而，截止目前国内外还没有专项具体的综合防治效果评价规范，深部煤层采动涌突水致灾是非常复杂的工程地质灾害，目前中、东部地区深部煤层承压水害治理过程中亟需科学有效的矿井水害防治效果评价体系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对深部开采岩溶水害防治效果评价的方法，可对深部开采承压水害经地面定向近水平钻进和井下补充注浆综合治理后的采区进行科学有效的防治效果评价，进而实现安全开采。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种针对深部开采岩溶水害防治效果评价的方法，包括以下步骤：

(1)计算改造后注浆目的层的渗透系数K和透水率q，以定性评价判定目的层的注浆改造效果；若注浆改造效果达标，则进行步骤(2)，否则，继续对目的层进行注浆改造；

(2)基于MapGIS系统，生成注浆效果专题分区评价图，以对注浆目的层进行定量评价；

(3)基于矿井电法现场勘察和MapGIS系统，生成注浆改造后隔水层视电阻率低阻异常区评价图，以对注浆目的层进行定量评价；

(4)基于MapGIS系统对步骤(2)中的注浆效果专题分区评价图、步骤(3)中的视电阻率低阻异常区评价图进行掩膜提取异常区，形成异常区叠加分析评价图；

(5)通过井下密集钻孔设计，对注浆目的层进行勘察，并标注每个钻孔的涌水量，最终获取井下密集钻孔涌水量图，以对步骤(4)中的异常区叠加分析评价图进行验证；

(6)基于步骤(5)中的井下密集钻孔涌水量图、步骤(4)中的异常区叠加分析评价图叠加分析，获取深部开采岩溶水害防治效果综合评价图；

(7)通过井下补充注浆方式对深部开采岩溶水害防治效果综合评价图中的不达标区域进行补充注浆。

优选地，步骤(1)具体包括：

(11)设置压水实验，以获取注水稳定期间的压力值和水流量值；

(12)计算单位吸水量ω：

其中，ω-单位吸水量，L/min.m.m；

Q-水压稳定时的压入流量值，L/min；