[發明專利]一種黃土溝壑徑流下采動水害類型劃分方法

有效

• 申請號: 201410742455.0
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104504180A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 李文平;陳偉;王啟慶;王丹志
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

技術領域

本發明涉及礦業開發中水害防治技術領域，尤其涉及一種黃土溝壑徑流下采動水害類型劃分方法。

背景技術

我國煤炭資源開發重心已快速轉移到西部生態環境脆弱地區。在大規模、高強度開采西部埋藏淺、厚度大的煤炭優勢資源中，突水災害經常發生，生態環境破壞日益嚴重。西北地區煤層埋深淺、基巖薄、地表松散層厚，在該地質條件下開采引發的垮落帶、導水裂縫帶容易貫通基巖直至發育至地表，直接波及到覆蓋層底部的含水層或者地表松散砂層，因此，該地區采煤面臨著水砂突涌的威脅。西北黃土高原分布面積廣，溝壑地區地表沖溝發育，溝谷內存在常年流水或季節性徑流，因此工作面在地表徑流溝谷下開采時，煤層開采誘發水砂突涌的危害更大。隨著我國西北地區煤炭資源開發規模和強度的進一步增加，使得在地表沖溝發育區進行淺埋煤層開采的工程實踐將愈為普遍。同時西北地區煤炭高強度開采造成水資源破壞、地表植被死亡等嚴重的生態環境損害問題，嚴重破壞了生態環境。

目前國內外對黃土溝壑徑流下淺埋煤層采動災害的研究比較零散，僅局限于溝谷地形對礦壓顯現規律、采動坡體活動機理等方面，針對溝壑徑流下采動災害的研究很少且無系統性，而針對黃土溝壑徑流下采動水害類型劃分的研究尚屬空白。因此，亟需對黃土溝壑徑流下采動水害進行系統的分類研究，該分類研究對黃土溝壑徑流下采動水害防治具有一定的指導意義。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種黃土溝壑徑流下采動水害類型劃分方法，為生態脆弱區黃土溝壑徑流下采動水害治理提供依據。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種黃土溝壑徑流下采動水害類型劃分方法，包括如下步驟：

(1)采集過溝開采區域的煤層厚度和頂板巖層堅硬程度；

(2)根據煤層厚度和頂板巖層堅硬程度計算垮落帶高度和導水裂縫帶高度，可以采用《建筑、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設及壓煤開采規程》中的公式進行計算；

(3)采集過溝開采區域的煤層埋深、基巖厚度和土層厚度；

(4)將步驟(2)的計算值以及步驟(3)的采集值與防砂安全煤巖柱保護層厚度以及防水安全煤巖柱保護層厚度進行比較，計算殘余巖土層厚度，將黃土溝壑徑流下采動水害類型劃分為突水潰砂區、突水區、滲漏區、保水區，具體為：

將垮落帶溝通地表的區域，以及垮落帶以上殘余巖土層厚度小于防砂安全煤巖柱保護層厚度的區域劃分為突水潰砂區；

將垮落帶以上殘余巖土層厚度大于防砂安全煤巖柱保護層厚度并且導水裂縫帶溝通地表的區域，以及導水裂縫帶以上殘余巖土層厚度小于防水安全煤巖柱保護層厚度的區域劃分為突水區；

將導水裂縫帶高度與防水安全煤巖柱保護層厚度之和小于基巖厚度，并且上覆土層完整的區域劃分為保水區；

將其余區域劃分為滲漏區。

所述步驟(4)中防砂安全煤巖柱保護層厚度以及防水安全煤巖柱保護層厚度采用《建筑、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設及壓煤開采規程》中的規定值。

所述煤層埋深、基巖厚度、土層厚度和煤層厚度的采集通過鉆探輔以物探方法獲取，所述頂板巖層堅硬程度通過室內巖石力學試驗方法獲取；采集的范圍和密度根據流域地形地貌、地質條件情況結合實際工程需要設定。

有益效果：本發明提供的黃土溝壑徑流下采動水害類型劃分方法，是一種符合實際情況的評價分區方法，對過溝開采工作面進行水害類型劃分及分區，為過溝開采治理措施的選擇提供了依據，避免了盲目開采造成突水、潰砂災害，同時保護了生態環境。

附圖說明

圖1為本發明的方法流程圖；

圖2為依據本發明方法對某一區域進行采動水害類型劃分的結果。

具體實施方式

下面結合某西部井田一過溝開采區域對本發明作更進一步的說明。

如圖1所示，為黃土溝壑徑流下采動水害類型劃分方法，包括如下步驟：

(1)采集過溝開采區域的煤層厚度和頂板巖層堅硬程度；

(2)根據煤層厚度和頂板巖層堅硬程度計算垮落帶高度和導水裂縫帶高度，具體如表1和表2所示；

(3)采集過溝開采區域的煤層埋深、基巖厚度和土層厚度；