[发明专利]一种煤层底板承压含水层定向钻注浆层位确定方法

权利要求书

1.一种煤层底板承压含水层定向钻注浆层位确定方法，其特征在于，包括步骤：

S10、根据水文、地质勘探资料对煤层底板含、隔水层结构进行分型，确定主要含水层在煤层底板的分布情况；

S20、对确定的主要含水层进行含水层完整性系数计算与评价，选择具有沉积连续性和稳定性的含水层作为预选注浆目标层；

S30、进行底板采动破坏和不同岩性岩层阻水能力测试，获取底板采动破坏深度C_p和底板不同岩性岩层的阻水系数z_i；

S40、对预选注浆目标层的隔水层与水压要素进行计算及评价，初步确定定向钻注浆层位；

S50、对预选注浆目标层间的水力联系进行测试评价；

S60、根据步骤S40中初步确定的定向钻注浆层位、及步骤S50中评价得到的层间的水力联系综合确定出定向钻注浆层位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S20具体包括：

根据含水层完整性系数计算公式确定出主要含水层完整性系数；所述含水层完整性系数计算公式为：其中，

式中：γ_s为含水层完整性系数；

S_a为含水层厚度变化标准差，m；

为含水层平均厚度，m；

m_ai为每个见煤点含水层厚度，m；

n为揭露含水层厚度的钻孔个数；

根据所述含水层完整性系数与对应类型的含水层完整性系数阈值初步筛选出作为预选注浆目标层的含水层；

根据煤田分布区域地质类型从初步筛选出的含水层中进一步筛选，将薄层灰岩含水层与奥陶系或寒武系巨厚灰岩含水层作为预选注浆目标层。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔水层要素包括煤层底板隔水层整体厚度M及安全隔水层厚度M_L；在所述步骤S40中，对预选注浆目标层的隔水层要素计算及评价具体包括：基于探测得到的预选注浆目标层的隔水层的深度计算得到所述隔水层承受的水压；

基于获取的底板采动破坏深度C_p和所述隔水层承受的水压，根据公式计算确定出注浆后的安全隔水层厚度；所述公式为：其中：M_L为安全隔水层厚度，m；P_w为隔水层承受的水压，MPa；T_s为临界突水系数，取0.06MPa/m；C_p为底板采动破坏深度，m；

基于勘探测得的煤层隔水层整体厚度与所述安全隔水层厚度进行比较，基于比较结果初步确定定向钻注浆层位。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述水压要素包括采动破坏带下完整岩层带的抵抗水压能力；

在步骤S40中，所述对预选注浆目标层的水压要素进行计算及评价包括：

基于获取的底板采动破坏深度C_p和底板不同岩性岩层的阻水系数z_i，计算采动破坏带下完整岩层带的抵抗水压能力；计算公式为：

其中：P_zⁿ为煤层底板完整岩层带中前n层岩层的抗水压能力，MPa；m_i为不同岩性岩层厚度，m；z_i为不同岩性岩层阻水系数，MPa/m；

将得到的采动破坏带下完整岩层带的抵抗水压能力P_zⁿ与计算得到所述隔水层承受的水压P_w进行比较；

若P_zⁿ≥P_w，则从预选注浆目标层中，初步选择在第n层岩层之下的薄层灰岩含水层与奥陶系或寒武系巨厚灰岩含水层作为定向钻注浆层位；

当时，则从预选注浆目标层中，初步选择奥陶系或寒武系巨厚灰岩含水层作为定向钻注浆层位。