[发明专利]一种底板充水多因素比拟预测工作面涌水量的方法

权利要求书

1.一种底板充水多因素比拟预测工作面涌水量的方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一：确定煤层开采底板直接充水含水层；

步骤二：确定预测工作面的直接充水含水层的Q～S曲线类型；

步骤三：获取预测工作面的参数，该参数包括预测工作面面积F₁、预测工作面直接充水含水层从原始水位降低至煤层底板时的水位降低值S₁以及预测工作面的直接充水含水层的水文地质条件系数值c₁，c₁通过步骤二获得的Q～S曲线获取；

步骤四：获取与所述预测工作面比拟的采煤工作面的参数，该参数包括比拟的采煤工作面面积F₀、比拟的采煤工作面直接底板充水含水层从原始水位降低至煤层底板时的水位降低值S₀以及比拟的采煤工作面直接充水含水层的水文地质条件系数值c₀；c₀是在比拟的采煤工作面开采以前，通过比拟工作面的单孔放水试验获得相应的Q～S曲线获取；

所述比拟的采煤工作面的单孔放水试验的Q～S曲线类型与所述预测工作面的单孔放水试验的Q～S曲线类型一致；

步骤五：预测底板充水采煤工作面的涌水量Q₁：

步骤六：依据预测的底板充水采煤工作面的涌水量Q₁布置工作面排水系统，使得工作面排水系统的排水能力Q₂不小于λQ₁，λ为安全系数，Q₀为开采后工作面涌水量实测值。

2.根据权利要求1所述的一种底板充水多因素比拟预测工作面涌水量的方法，其特征在于，步骤一的具体过程如下：

计算煤层底板含水层突水系数值T_S，煤层底板含水层突水系数值T_S大于等于临界突水系数T_S0的含水层为底板直接充水含水层。

3.根据权利要求2所述的一种底板充水多因素比拟预测工作面涌水量的方法，其特征在于，煤层底板含水层突水系数值T_S的计算方法如下：

其中，P为煤层底板至含水层之间的隔水层承受的底板含水层给予的水压；M为煤层底板至含水层之间的隔水层厚度。

4.根据权利要求2所述的一种底板充水多因素比拟预测工作面涌水量的方法，其特征在于，临界突水系数T_S0的取值为0.06～0.10。

5.根据权利要求1所述的一种底板充水多因素比拟预测工作面涌水量的方法，其特征在于，步骤二的具体过程如下：

对预测工作面的直接充水含水层采用同一个钻孔，钻孔孔径大于等于91mm，对直接充水含水层层位进行不同放水量Q的单孔放水试验3次以上，分别测定钻孔内含水层水位降深值S，并采用最小二乘法分别拟合直线型曲线方程Q＝qS、抛物线型曲线方程S＝aQ+bQ²、幂函数型曲线方程Q＝nS^m和对数型曲线方程Q＝c+dlgS，其中q、a、b、c、d、m与n为待定系数；分别计算各拟合曲线方程的拟合度R₁²、R₂²、R₃²和R₄²，选择拟合度最大的拟合曲线方程为预测工作面的直接充水含水层的Q～S曲线类型。

6.根据权利要求1所述的一种底板充水多因素比拟预测工作面涌水量的方法，其特征在于，步骤三中，预测工作面的直接充水含水层的水文地质条件系数值c₁获取过程如下：

在步骤二获得的Q～S曲线上找出水位降低值为S₁时所对应的钻孔放水量Q₁′，有则

其中，预测工作面的单孔放水试验产生的多次钻孔内含水层水位降低值的最大值的1.5～10倍均须大于预测工作面的水位降低值S₁。