[发明专利]煤层顶板涌(突)水条件定量评价预测的三图双预测法

权利要求书

1.一种煤层顶板涌突水条件定量评价预测的三图双预测法，包括以下步骤：

(1)在矿井水文地质条件的系统综合分析基础上，确定与煤层顶板突水关系密切的直接充水含水层和间接充水含水层；

(2)在煤层顶板直接和间接充水含水层的富水性量化分区研究基础上编制出顶板直接和间接充水含水层的富水性分区图；

(3)在煤层开采顶板冒裂安全性分区研究基础上编制出煤层开采顶板冒裂安全性分区图；

(4)复合叠加上述两个分区所有地学信息，提出煤层开采顶板涌突水条件综合分区方案，编制出煤层开采顶板涌突水条件综合分区图；

(5)应用现代数值模拟技术，动态模拟预测在不采取任何人为工程措施前提下的煤层回采工作面顶板工程涌突水量和渗流场分布；

(6)应用现代数值模拟技术，动态模拟预测在采取人为干扰措施前提下的煤层回采工作面顶板工程涌突水量和超前预处理渗流场分布；

其特征在于：

所述的在煤层顶板直接和间接充水含水层的富水性量化分区研究基础上编制出顶板直接和间接充水含水层的富水性分区图，包括：根据多源地学信息复合原理，依据直接和间接充水含水层岩性岩相变化、构造场、水化学场、抽水试验场、突水事件渗流场和钻孔冲洗液消耗量变化6方面信息和探测数据，建立各自子专题层图，然后应用非线性数学方法或线性数学方法，确定控制富水性的各主控因素的“权重”系数，建立含水层富水性的评价模型，复合叠加，计算煤层顶板直接和间接充水含水层的富水性指数，提出煤层顶板砂岩含水层富水性分区的划分方案；

所述的非线性数学方法是指人工神经网络；

所述的线性数学方法是指层次分析法。

2.根据权利要求1所述的一种煤层顶板涌突水条件定量评价预测的三图双预测法，其特征在于：所述的煤层开采顶板冒裂安全性分区研究包括覆岩段岩性岩相分析和顶板冒裂带发育高度计算；覆岩段厚度减去顶板冒裂带发育高度，即冒裂安全区与非安全区的界限；除采厚外，综合考虑开采方法、覆岩段岩性岩相变化及地质构造控制因素，确定煤层顶板冒裂安全性分区方案。

3.根据权利要求1所述的一种煤层顶板涌突水条件的定量评价方法，其特征在于：所述的在不采取任何人为工程措施前提下的煤层回采工作面顶板工程涌突水量和渗流场分布的动态预测，是指根据煤层顶板涌突水量预测的水文地质概念模型，应用Visual Modflow专业软件系统建立三维数值模拟模型，运用Visual Modflow的Zone Budget功能，根据相邻工作面周期来压规律，对即将回采的工作面的工程涌水量进行随工作面以周期来压步距为单位，不断向前推进的动态预测和对应渗流场的动态预测。

4.根据权利要求1所述的一种煤层顶板涌突水条件的定量评价方法，其特征在于：所述的在采取人为干扰措施前提下的煤层回采工作面顶板工程涌突水量和超前预处理渗流场分布的动态模拟预测，是指根据拟合好的数值模拟模型，应用Visual Modflow的Zone Budget功能，对人为干扰措施前提下的煤层回采工作面顶板工程涌突水量和超前预处理渗流场进行动态模拟预测。