[发明专利]基于同位素标记的堵水截源后底板承压水量的测定方法

说明书

本发明公开了一种基于同位素标记的堵水截源后底板承压水量的测定方法，该方法首先通过对采煤工作面底板水文地质条件进行精细探测；然后在井下施工在煤层中布置帷幕截流巷，在帷幕截流巷处布置帷幕线，并依次对注浆孔进行帷幕注浆；利用工作面上下顺槽，每隔一定的距离向所述煤层中打向下的倾斜钻孔作为投放孔，相邻的投放孔之间打观测孔；最后通过公式计算得出底板承压水量和次要水源对底板承压水的补给速度。本发明对受承压水威胁的矿井采用堵水截源后人工排水时选用排水设备及所需费用具有重要指导意义，并且具有安全性高、可靠性好，施工方法简单、成本低等特点，具有较好的技术推广价值。

技术领域

本发明涉及煤矿井下承压水量的测定方法，具体涉及一种基于同位素标记的堵水截源后底板承压水量的测定方法。

背景技术

随着煤矿开采深度的不断增加，开采条件、地质条件越来越复杂，工作面回采过程中，往往会遇到承压水的问题，这给安全生产带来很大困难，很容易出现底板突水事故。

目前，本领域的研究者们通常是采用深降强排和带压开采的方式来解决上述问题，其中的深降强排过程中一般会采用堵水截源后将底板承压水排出，这样减少了承压水的排水量，然而在选择排水设备时，一般矿井选择大功率的排水设备，没有考虑到承压水总量和补给速度，势必会造成对设备的浪费，而且大功率的设备耗电也多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于同位素标记的堵水截源后底板承压水量的测定方法，该方法可以测出承压水的总量和次要水源对承压水的补给速度，具有一定的推广价值。

其技术解决方案包括：

一种堵水截源后底板承压水量的测定方法，依次包括以下步骤：

a对采煤工作面底板水文地质条件进行精细探测；

b井下施工在煤层中布置帷幕截流巷，在所述帷幕截流巷处布置帷幕线，根据所述帷幕线确定注浆孔的位置，并依次对所述注浆孔进行帷幕注浆，其中，所述注浆孔依次穿过位于所述煤层下方的隔水层和承压水含水层，并伸入至所述承压水含水层下面的岩层；

c利用工作面上下顺槽，每隔一定的距离向所述煤层中打向下的倾斜钻孔作为投放孔，所述投放孔穿过所述隔水层，并伸入至所述承压水含水层，向每个投放孔中投放重氧水，并且每个投放孔中的重氧水密度相同且体积相同，记下每个投放孔中的重氧水密度δ；

d在相邻的投放孔之间打向下的倾斜钻孔作为观测孔，所述观测孔穿过所述隔水层，并伸入至所述承压水含水层，所述投放孔在所述承压水含水层中的深度与观测孔在承压水含水层中的深度相同；

e待重氧水与承压水含水层中的承压水混合均匀后，进行测量，测量次数从第一次、第二次…第n次，其中每隔1小时测量一次，每次测量的同位素密度作为δi，通过式(1)计算得出底板承压水量M，

式(1)中：m为投放同位素总量，m3；

δ为最初投放的同位素密度，g/m3；

δi为第i次测量样本中同位素密度，g/m3；

f运用重氧水质量守恒原则，通过式(2)计算出次要水源对底板承压水的补给速度V，