[发明专利]基于煤矿地质钻孔的松散承压含水层渗透系数确定方法

说明书

本发明提供了基于地质钻孔的松散承压含水层渗透系数确定方法，方法包括：收集地质钻孔信息与数据；确定渗透系数的影响因素；将各影响因素与已有现场抽水试验获取的渗透系数进行相关性分析和偏相关性分析，选择出关键影响因素；将各关键影响因素进行随机组合，并进行多元线性回归分析，进行拟合优度检验和方程显著性检验，并排序；根据排序结果确定目标回归方程；将煤矿已有地质钻孔信息与数据代入目标回归方程，确定其松散承压含水层渗透系数。本发明将数学手段运用于工程实践，能够充分利用已有的煤矿地质钻孔信息与数据，对研究松散层渗透系数的各向异性与区域效应，以及矿井突水等水文地质灾害的防治提供技术支持。

技术领域

本发明涉及煤矿防治水领域，具体涉及一种基于煤矿地质钻孔的松散承压含水层渗透系数确定方法。

背景技术

我国华北隐伏型煤田的煤系地层普遍被第四系厚松散层覆盖，其中发育多个承压含水层。近松散承压含水层下的煤层开采，常发生矿井突水、地表沉降、井筒变形破坏等水文地质灾害，甚至产生巨大的经济损失和人员伤亡。渗透系数是反应松散承压含水层土体介质渗透能力的重要参数，为了避免上述水文地质灾害的发生，准确测定松散承压含水层的渗透系数十分必要，有利于水文地质灾害防控工作的科学合理展开。

目前针对渗透系数变化规律的研究，已提出的确定普通土体渗透系数的计算方法，主要是建立渗透系数与孔隙比和液限等物理参数的经验关系。如国外学者Taylor在1948年的专著“Fundamentals of soil mechanics”中指出，渗透系数的对数值随孔隙比的变化呈线性关系；国内学者曾玲玲等人发表的论文“压缩过程中重塑黏土渗透系数的变化规律”通过线性回归分析的方法，选取孔隙比和液限作为主要影响因素，提出了适用于重塑黏土渗透系数的确定方法；刘维正等人发表的论文“天然沉积饱和黏土渗透系数试验研究与确定模型”中采用固结渗透联合试验，对太湖湖沼相粉质黏土原状样与具有不同前期固结压力的重塑样的渗透系数变化规律进行了测定，建立了线性的渗透系数确定方法。

发明人发现，现有技术中针对普通土体的渗透系数确定方法都是基于室内试验提出的，研究对象大都为浅表层土体。而我国华北隐伏型煤田松散承压含水层组成成分复杂、埋深大，松散承压含水层中土体处于高围压环境中，直接取样困难，且取出的土样扰动过大，室内试验很难再现其实际的地质与环境。所以通过室内试验测出的一系列物理参数，如孔隙比，含水率等均难以反应土体的真实特性。若强行将室内试验得出的结论运用于松散承压含水层土体渗透系数的计算，将会存在计算结果与实际值偏差较大的技术问题。

发明人还发现，华北隐伏型煤田松散承压含水层渗透系数常通过现场抽水试验确定。由于受到人力、物力与财力的限制，能被进行抽水试验的钻孔有限，试验得到的渗透系数无法反映研究区范围内松散承压含水层现场实际渗透系数的变化规律及其区域效应。且已有研究表明，渗透系数是分析松散含水层各向异性必不可少的参数，若将研究区内整个含水层渗透系数作为常值处理必然会造成较大误差，所以基于已有的煤矿地质钻孔数据，提出一种适用于松散承压含水层的渗透系数确定方法具有重要的工程应用价值。

发明内容

本发明主要解决的技术问题在于如何提供一种适用于华北型煤田松散承压含水层的渗透系数确定方法。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

本发明提供了一种基于煤矿地质钻孔的松散承压含水层渗透系数确定方法，所述方法包括：

步骤A：收集地质钻孔信息与数据。

步骤B：确定渗透系数的影响因素。

步骤C：将各影响因素与已有现场抽水试验获取的渗透系数进行相关性分析和偏相关性分析，根据计算出的相关系数和显著性大小，选择出关键影响因素。

步骤D：将各关键影响因素进行随机组合，并进行多元线性回归分析，进行拟合优度检验和方程显著性检验，并对各方程作拟合度排序。