[发明专利]一种用于煤矿井下防治水预警系统、方法及应用

说明书

本发明属于煤矿预警技术领域，公开了一种用于煤矿井下防治水预警系统、方法及应用，包括：超前探查及回采工作面水害预测系统进行煤矿含水构造以及导水情况探测，确定回采工作面水害防治技术措施；地下水动态监测系统利用矿区水文动态监测系统进行地下水相应数据的采集、分析；矿井水水源快速判别系统基于现矿井资料，采用物探、钻探和化探方法，进行化验、分析，确定矿区水化学背景特征，建立矿区水化学数据库，建立井田内不同含水层水质的判别模型，快速判别各类涌水水源。本发明能及时进行矿井突水预测预警，可有的放矢地采取针对性的制定防治水措施,保证矿井安全、经济、合理的生产以及对水资源的综合利用。

技术领域

本发明属于煤矿预警技术领域，尤其涉及一种用于煤矿井下防治水预警系统、方法及应用。

背景技术

目前：雨汪煤矿一井井下水文地质情况与原地质勘探成果较大出入，主要是对影响和控制水文地质条 件的各类充水水源、通道的性质，围岩的含隔水层结构、空间组合关系等对其充水造成重大影响的基础因 素研究程度较低，且未结合已获地质勘探及井下工程成果，对水源(或含水层)类型、水压大小、富水性 强弱、边界条件、补给排条件、水源或含水层与开采煤层的相对空间位置关系进行深入综合研究，导致矿 井存在井田构造条件不清、对矿区水文地质条件认识不清等问题。如果上述问题得不到及时解决，将对下 一步煤矿投产形成严重的水患威胁。为此，矿井水害综合防控技术研究与应用已成为当前雨汪煤矿一井迫 在眉睫的问题。

自上世纪60年代到目前，国内外现有预测评价理论方法主要是基于矿区水文地质条件和开采条件的 采前静态评价(或矿井突水与否的中长期预报)。尚缺乏针对不同灾害类型且考虑采动时空演化过程的突 水危险性动态评价模型和评价技术、致灾危险源动态辨识方法等。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术没有针对不同灾害类型且考虑采动时空演化 过程的突水危险性动态评价模型和评价技术、致灾危险源动态辨识方法等。

解决以上问题及缺陷的难度为：随着工作面的不断推进，将造成覆岩的受力状态不断地发生变化，这 是一个动态的发展过程，而以往的研究方法是把覆岩所受的水垂直压力简化为均布载荷，并采用静载的方 法进行处理，模拟结果在边界效应等方面存在误差，特别是薄基岩的条件误差更大。无法实现对导水裂隙 状况及水源准确及时的判别。

解决以上问题及缺陷的意义为：目前国内采用的的导水裂隙带高度预测方法主要是基于上世纪80年 代东部矿区低速、低强度开采而获得的经验计算模型。及时并准确预测导水裂隙带的高度，不仅可以指导 留设排水孔、防水煤柱的合理尺寸，保证安全生产，而且对矿区地下水资源的破坏有明显的减少作用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于煤矿井下防治水预警系统。

本发明是这样实现的，一种用于煤矿井下防治水预警系统，所述用于煤矿井下防治水预警系统包括：

超前探查及回采工作面水害预测系统，用于进行煤矿含水构造以及导水情况探测，同时用于采用音频 电透视法及槽波地震勘探法，探测工作面顶、底板一定高度范围内的导水构造及富水区分布情况，隐伏小 断层、煤层分叉与变薄带、煤层底板起伏情况、陷落柱及其他异常地质体，确定回采工作面水害防治技术 措施；

地下水动态监测系统，用于利用矿区水文动态监测系统进行地下水相应数据的采集、分析；

矿井水水源快速判别系统，用于基于现矿井资料，采用物探、钻探和化探方法，进行化验、分析，确 定矿区水化学背景特征，建立矿区水化学数据库，建立井田内不同含水层水质的判别模型，快速判别各类 涌水水源。

进一步，所述矿区水文动态监测系统包括地下水动态监测子系统以及地表地层水文长观孔监测子系 统；