[發明專利]一種煤層頂板或底板含水層富水性綜合評價方法

有效

• 申請號: 202011000244.1
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112132454B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 喬偉;程香港;趙世隆;方恒智;孟強強;王志文
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06Q10/0637
• 分類號: G06Q10/0637;G06Q50/02;G06F16/29
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

1.一種煤層頂板或底板含水層富水性綜合評價方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)根據礦井地質資料，采集煤層頂板或底板含水層范圍內的巖樣，將巖樣按照巖性進行分組，測試各組巖樣的孔隙度，并根據不同巖性的孔隙度的比值計算等價含水層厚度；等價含水層厚度的計算公式為：

式中，M為等價含水層厚度，n_i為i巖性的巖層平均孔隙度，n₀為基準孔隙度，m_i為i巖性的巖層厚度；

(2)根據礦井水文資料中關于抽水試驗相關數據，計算擬合各鉆孔抽水試驗的Q-S曲線，再換算統一口徑單位涌水量；

(3)針對煤層頂板或底板含水層，進行地球物理探測，提取各鉆孔位置的電導率數據；

(4)根據礦井地質資料中的研究區構造綱要圖，基于分形理論，計算研究區構造容量維；

(5)利用層次分析法和熵權法，綜合計算各評價指標的權重常數，即等價含水層厚度、統一口徑單位涌水量、研究區構造容量維和頂板或底板含水層電導率值的權重常數；

(6)將標準化后的各評價指標及其權重常數代入公式(2)計算，并繪制富水性分區圖；

f＝w₁T₁+w₂T₂+w₃T₃+w₄T₄????(2)

其中：f為富水性指數；T₁為歸一化后的等價含水層厚度；T₂為歸一化后的統一口徑單位涌水量；T₃為歸一化后的研究區構造容量維；T₄為歸一化后的頂板或底板含水層電導率值；w₁為等價含水層厚度的綜合權重常數；w₂為統一口徑單位涌水量的綜合權重常數；w₃為研究區構造容量維的綜合權重常數；w₄為頂板或底板含水層電導率值的綜合權重常數。

2.根據權利要求1所述的一種煤層頂板或底板含水層富水性綜合評價方法，其特征在于，步驟(1)中的礦井地質資料包括：頂板或底板含水層巖性、巖層厚度、煤層厚度、研究區構造綱要圖。

3.根據權利要求1所述的一種煤層頂板或底板含水層富水性綜合評價方法，其特征在于，步驟(2)中統一口徑單位涌水量的換算依據是：根據2018版《煤礦防治水細則》附錄一中規定鉆孔單位涌水量以口徑91mm，抽水水位降深10m為準，若口徑、降深與上述不符時，應當進行換算。

4.根據權利要求1所述的一種煤層頂板或底板含水層富水性綜合評價方法，其特征在于，所述步驟(5)中各評價指標權重常數綜合計算方法為：采用層次分析法，根據1-9標度法，通過現場工作技術人員和防治水領域專家打分的方式，構建判別矩陣，得到權重常數1；采用熵權法，通過各指標的變異系數，計算各指標的熵，得到權重常數2；取權重常數1和權重常數2的平均值，為綜合權重常數。

5.根據權利要求1所述的一種煤層頂板或底板含水層富水性綜合評價方法，其特征在于，步驟(6)中采用公式(1)進行各評價指標的標準化：

式中，x_N為指標歸一化后的值，x為指標初始值，min?x為指標最小值，max?x為指標最大值。

6.根據權利要求1所述的一種煤層頂板或底板含水層富水性綜合評價方法，其特征在于，步驟(6)中繪制富水性分區圖將頂板或底板含水層富水性分成相對弱富水區、相對中富水區、相對較強富水區和相對強富水區4個等級區域，其中富水性分區的閾值采用Jenks自然斷點法或者等間距法。