[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

说明书

本发明涉及矿井水文地质领域，公开一种底板充水多因素比拟预测工作面涌水量的方法，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；步骤四：获取与所述预测工作面比拟的采煤工作面的参数；步骤五：利用步骤三和步骤四的参数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。本发明的方法具有以下特点：操作简单、易实施；考虑充水含水层的水文地质条件，预测更准确；能够与水文地质条件有一定差别的工作面进行类比，可参考范围更广。

技术领域

本发明涉及矿井水文地质领域，尤其涉及煤矿底板充水多因素比拟预测采煤工作面涌水量的方法。

背景技术

采煤工作面排水能力的设计取决于采煤工作面涌水量的大小，若预测的工作面涌水量偏小，会造成工作面突水事故，若预测的涌水量偏大，则造成排水系统闲置、效率低下。特别是煤层底板充水的工作面，我国煤层底板充水含水层多为岩溶裂隙含水层，其重要特征是不均一性，即预测底板充水工作面涌水量时，传统的“比拟法”存有缺陷。传统的“比拟法”预测涌水量主要考虑水文条件类似的工作面，依据开采面积的不同、含水层降深不同，来预测未来工作面的涌水量，虽然比较贴近实际，但是水文地质条件完全类似在很多情况下难以达到，且水文地质条件相似程度无法评估，使得预测结果与实际有差距。

综合以上，目前预测底板充水工作面涌水量的方法存在以下几点问题：

1)传统的“比拟法”难以寻找水文地质条件完全相似的工作面，实施预测工作面困难；

2)传统的“比拟法”，只考虑工作面开采的面积和含水层降深，对水文地质条件(包括含水层补给性、渗透性)的相似程度不予考虑，使得工作面涌水量预测存在偏差。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种底板充水多因素比拟预测工作面涌水量的方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种底板充水多因素比拟预测工作面涌水量的方法，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原始水位降低至煤层底板的水位降低值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。

步骤一的具体过程如下：