[發明專利]基于微震監測的N00工法煤層頂板突水危險性預警方法

在審

• 申請號: 202110727177.1
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113360592A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 馮潔;王蘇健;劉清寶;丁湘;黃克軍;蒲治國;紀卓辰;閆鑫;劉凱祥
• 申請（專利權）人: 中煤能源研究院有限責任公司
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06F30/20;G06K9/00;E21F17/18;G06F111/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明基于微震監測的N00工法煤層頂板突水危險性預警方法，包括步驟：步驟一：收集開展“N00工法”礦井的地質、水文地質資料，確定出開采煤層頂板主要含水層；步驟二：統計開展“N00工法”礦井鉆孔數據確定煤層頂板至主要含水層間距；步驟三：基于微震技術確定“N00工法”煤層開采導水裂隙帶發育高度；步驟四：綜合確定“N00工法”礦井煤層開采導水裂隙帶發育高度；步驟五：評價煤層頂板主要含水層富水性；步驟六：將步驟二與步驟四的數據相減獲得煤層頂板至主要含水層間距與導水裂隙帶發育高度差值，利用Surfer軟件編繪差值等值線圖、含水層富水性分區圖，借助GIS信息融合功能，疊加以上兩種圖件，得到頂板突水危險性分區圖。

技術領域

本發明屬于煤礦防治水領域，具體涉及一種基于微震監測的N00工法煤層頂板突水危險性預警方法。

背景技術

隨著煤礦開采技術的深入研究，煤礦開采理論與工藝日趨成熟，無煤柱開采、“110”工法、“N00”工法等新的開采工藝相繼出現，改變了傳統煤炭開采工藝，無需提前掘進和留設煤柱，利用圍巖進行支護，結構穩定、節約支護成本，改善應力環境，施工工藝簡單，施工速度快，對于提高我國煤炭產業核心競爭力，保障國家能源安全，具有深遠的戰略意義和現實意義。

“N00”工法下煤層頂板覆巖導水裂隙發育規律如何？頂板含水層富水性程度如何？頂板突水危險性程度如何？與傳統煤炭開采工藝是否相同？以上都是新的開采工藝面臨的實際問題。

目前，傳統煤炭開采工藝煤層頂板覆巖導水裂隙發育研究手段有現場實測、物理模擬、數值模擬、理論分析等；煤層頂板含水層富水性評價主要有地球物理勘探技術、鉆孔單位涌水量、多源信息融合疊加法等；煤層頂板突水危險性評價主要綜合導水裂隙帶與富水含水層間距、煤層頂板含水層富水程度兩個因素進行評價。以上方法在應用中存在如下問題：

(1)導水裂隙帶發育高度的現場實測普遍采用鉆孔沖洗液漏失量觀測法、巖心破碎程度、鉆孔電視等手段綜合研究，該種方法是最直接、準確的測定導水裂隙帶發育高度的方法，是煤層回采結束上覆巖層穩定后的靜態導水裂隙發育高度，缺少煤層開采前、開采過程中導水裂隙帶發育高度測定，難以實現煤層開采頂板導水裂隙帶實施動態監測；物理模擬、數值模擬、理論分析等手段在研究導水裂隙帶發育高度過程中經過簡化、概化，降低了導水裂隙帶發育高度研究結果的可靠性。

(2)地球物理勘探技術評價煤層頂板含水層富水性的弊端是富水異常區解釋具有多解性，評價結果可靠性差；鉆孔單位涌水量評價煤層頂板含水層富水性是最準確、直接的方法，但此為“點”狀數據，不能反映整體區域富水性變化，若增加施工鉆孔數量，資金投入較大；多源信息融合疊加法評價含水層富水性的主控因素多，且各因素之間可能有相互抵消的作用，評價結果可靠性較差，富水性等級與《煤礦防治水細則》中規定的較難統一。

(3)由于導水裂隙帶發育高度難以實現實時動態觀測、含水層富水性評價結果可靠性難以保障，導致煤層頂板突水危險性預測結果可靠性差，難以達到實時、動態預警。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于微震監測的“N00”工法煤層頂板突水危險性預警方法。

本發明采用如下技術方案來實現的：

基于微震監測的N00工法煤層頂板突水危險性預警方法，包括以下步驟：

步驟一：收集開展“N00工法”礦井的地質、水文地質資料，確定出開采煤層頂板主要含水層；

步驟二：統計開展“N00工法”礦井鉆孔數據確定煤層頂板至主要含水層間距；

步驟三：基于微震技術確定“N00工法”煤層開采導水裂隙帶發育高度；

步驟四：綜合確定“N00工法”礦井煤層開采導水裂隙帶發育高度；

步驟五：評價煤層頂板主要含水層富水性；