[發明專利]一種松散含水層下保水開采地質條件確定方法

無效

• 申請號: 201210133830.2
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102865078A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 孟召平;趙永峰;彭蘇萍
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;金璽

技術領域

本發明涉及含水層地質開采技術，尤其涉及一種松散含水層下保水開采地質條件確定方法。

背景技術

有些煤炭資源區域的地表生態環境十分脆弱，而位于淺埋煤層附近的潛水因受采動影響而極易流失，進而會導致環境的進一步惡化，所以，保水開采是生態脆弱區煤層開發的關鍵性保障技術。

研究認為：淺部煤層的開采使其頂板破斷直接影響到地表，頂板破斷角大，地表下沉速度快，來壓明顯且難以控制。但在礦業開采水資源保護方面，研究成果特別很少，迄今還沒有明確提出與保水開采相關的采礦理念和開采方法。

傳統的開采方法，基本上是“先采后治”，甚至“采后不治”，沒有考慮到開采引起的地質環境變化及其對人類的不良影響或危害，使得土地荒漠化的趨勢呈直線上升；對水資源造成極大的負面影響和破壞。在現代開采技術下礦區地下水系統發生了劇烈的變化，地下水資源量也發生了明顯的變化；因此開采后產生了如地下水水位大幅度下降、地表河流流量衰竭、地表生態環境破壞等一系列環境水文地質問題。

以往在煤炭開采以前，未能準確地探測其內部地質構造并掌握煤厚變化及上覆巖層結構條件，因此煤炭開采會導致水資源和生態環境破壞。所以，確定松散含水層下保水開采地質條件是非常必要的。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種確定松散含水層下保水開采地質條件的方法。

本發明提供的方法包括以下步驟：對開采區進行地質勘察，以獲取地質參數，所述地質參數包括含水層壓力；根據所述地質參數，計算煤層頂板的有效保護層厚度；根據有效保護層厚度和含水層壓力，計算保水危險系數；根據有效保護層的巖性和結構、有效保護層厚度、保水危險系數，確定保水開采地質條件。

優選地，所述地質參數還包括含水層厚度、滲透系數、單位涌水量、巖性組合、保護層結構。

優選地，保水危險系數通過下式計算：

T_s＝P/H

式中：T_S-保水危險系數，單位是MPa/m；

P-含水層水壓，單位是MPa；

H-有效保護層厚度，單位是m。

優選地，有效保護層的巖性包括泥巖、砂泥巖復合型、砂巖中的任何一種。

優選地，有效保護層的結構包括完整結構、塊裂結構、碎裂結構、松散結構中的任何一種。

優選地，有效保護層厚度通過以下算式得出：

H＝Δh-H_li，

其中：

Δh是開采煤層頂界至第四系松散含水層底界之間距離；

H_li是開采煤層一次采全高形成的冒落裂隙帶高度。

相對于現有技術，本發明通過對采區地質條件勘查，預測地下水運移趨勢，實現資源回收率與水資源保護的最優化，為保護采區地下水資源提供科學合理的技術方法。

附圖說明

圖1是本發明一種優選實施方式的松散含水層下保水開采地質條件確定方法的流程圖；

圖2是采用本發明一種具體實施方式的保水開采方法留存的防水安全煤柱的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明一種優選實施方式的松散含水層下保水開采地質條件確定方法包括以下步驟：

步驟101，首先探測開采區的地質參數，以便實現開采區的水文地質條件勘察。所述地質參數包括含水層壓力。在采區水文地質條件勘察中，為了獲得保水開采地質參數，采用基于地球物理勘探技術的方法對采區水文地質條件進行動態勘察，在本發明中，基于地球物理勘探技術的方法包括地震法、電法、地質雷達法以及這些方法的有效結合，從而可以獲得更為精確的煤巖層結構、含水層結構及其分布、淺部松散層結構及賦水性等關鍵信息。基于地球物理勘探技術的方法可以采用目前各種適合的地質勘察方法。獲得的地質參數包括含水層厚度、滲透系數、單位涌水量、巖性組合、含水層壓力、保護層結構等。

基于上述地質參數的探測，特別是基于含水層厚度、滲透系數、單位涌水量，可以將含水層劃分成五種類型，具體參見表1：

表1

對于表1中第I類、II類和III類含水層，由于富水程度相對較高，開采時含水層水壓會較大。