[發(fā)明專(zhuān)利]一種復(fù)雜含水層條件下帷幕的確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110148930.1
• 申請(qǐng)日: 2021-02-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113063709B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭士田;王海軍;石志遠(yuǎn);姬亞?wèn)|;劉澤威;石磊;王世東;曹海東;崔思源
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N15/08
• 分類(lèi)號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 西安新思維專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)雜含水層條件下帷幕位置及參數(shù)的確定方法，首先根據(jù)帷幕位置選取原則確定帷幕建造位置，然后依據(jù)相應(yīng)帷幕參數(shù)計(jì)算公式分別確定帷幕長(zhǎng)度、高度及有效寬度，最后通過(guò)帷幕工程試驗(yàn)的滲透系數(shù)進(jìn)一步修正優(yōu)化帷幕參數(shù)。本發(fā)明方法得到的帷幕位置和參數(shù)相對(duì)現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)施工方法更為合理可靠，滿(mǎn)足復(fù)雜含水層條件下帷幕截流要求，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜含水層條件下帷幕位置及參數(shù)的定量設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦防治水技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)雜含水層條件下帷幕的確定方法。

背景技術(shù)

帷幕截流技術(shù)是利用鉆孔注漿建造帷幕、堵截礦區(qū)地下水的方法，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐和發(fā)展，我國(guó)礦區(qū)注漿帷幕截流技術(shù)已日漸成熟，但類(lèi)似巨厚、復(fù)雜介質(zhì)、高承壓含水層條件下的帷幕設(shè)計(jì)位置及參數(shù)尚無(wú)確定方法。

針對(duì)上述復(fù)雜條件下的水害治理，現(xiàn)有方法存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

1)采用區(qū)域直接疏干，動(dòng)水條件下將形成巨大的穩(wěn)定補(bǔ)給，疏降難度大，成本極高；

2)利用局部間接疏干，存在施工難度大、可靠性差、安全風(fēng)險(xiǎn)高的問(wèn)題；

3)疏干放水的方法均無(wú)法徹底根治含水層水害，而常規(guī)帷幕設(shè)計(jì)截流效果有限(截流率一般在70％左右)，除薄層灰?guī)r帷幕外受注層埋深較小，承受水壓較小，多建造在單一含水介質(zhì)內(nèi)。常規(guī)帷幕設(shè)計(jì)無(wú)法滿(mǎn)足復(fù)雜含水層條件下帷幕截流要求。

為了解決這一復(fù)雜條件下的帷幕建造難題，有必要確定復(fù)雜含水層條件下帷幕位置及參數(shù)的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種復(fù)雜含水層條件下帷幕位置及參數(shù)的確定方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)雜含水層條件下的水害防治問(wèn)題，克服了現(xiàn)有技術(shù)中單純疏降方式施工難度大、可靠性差、安全風(fēng)險(xiǎn)高以及常規(guī)帷幕未能解決的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是：

一種復(fù)雜含水層條件下帷幕的確定方法，包括如下步驟：

步驟一、確定擬建帷幕位置；

步驟二、確定帷幕實(shí)建位置及長(zhǎng)度；

1)確定帷幕墻內(nèi)所保護(hù)開(kāi)采資源的發(fā)育形態(tài)；

2)根據(jù)公式

Z＝H₁tanα+H₂tanβ

式中：Z——開(kāi)采影響帶寬度，m；

H₁——基巖厚度，m；

H₂——松散層厚度，m；

α——資源開(kāi)采在基巖段裂縫角，°；

β——松散層段裂縫角，°；

計(jì)算得出影響帶寬度Z，再增加一定保護(hù)帶范圍x，得到帷幕安全距離Z′＝Z+x，即帷幕線距開(kāi)采資源露頭距離應(yīng)大于Z′；

3)確定最終帷幕位置及長(zhǎng)度；

步驟三、確定帷幕高度h

1)選定帷幕建造類(lèi)型，包括落底式和懸掛式；

2)根據(jù)公式確定帷幕設(shè)計(jì)高度；

式中：h——帷幕設(shè)計(jì)高度，m；

h₁——目的含水層厚度，m；

h₂——帷幕進(jìn)入目的含水層的厚度，m；

a——帷幕需進(jìn)入頂部隔水層距離，m；

b——帷幕需進(jìn)入底部隔水層距離，m；