[发明专利]一种煤层底板承压含水层定向钻注浆层位确定方法

说明书

本发明实施例公开一种煤层底板承压含水层定向钻注浆层位确定方法，属于矿井水害防治领域。对煤层底板含、隔水层结构进行分型，确定主要含水层在煤层底板的分布情况；对确定的主要含水层进行含水层完整性系数计算与评价，选择具有沉积连续性和稳定性的含水层作为预选注浆目标层；获取底板采动破坏深度C_p和底板不同岩性岩层的阻水系数z_i；对预选注浆目标层的隔水层与水压要素计算及评价，初步确定定向钻注浆层位；对预选注浆目标层间的水力联系测试评价；根据初步确定的定向钻注浆层位及得到的层间的水力联系综合确定出定向钻注浆层位。便于可靠地确定出较佳的定向钻注浆层位，从而可以改善定向钻区域治理水害的效果。

技术领域

本发明属于矿井水害防治领域，特别是涉及煤层底板承压含水层定向钻注浆层位确定方法。

背景技术

煤层底板的承压含水层水在水压、矿压等因素的作用下，克服煤层和岩溶含水层之间相对隔水层的岩体强度及断层、节理等结构面的阻力，通过在底板岩体内形成的破坏面构成的导水通道，以突然的方式涌入工作面或巷道的现象叫底板涌(突)水。随着煤炭开采，注浆转入深部，煤层底板隔水层厚度越来越薄，承受的水压越来越大，底板突水概率、危险性逐年增大。

众所周知，突水三个要素条件为突水水源、导水通道和充水强度。要预防底板突水，最常用的工程治理方法为对突水水源层进行注浆改造，变含水层为相对隔水层，同时注浆浆液封堵导水通道，阻断底板含水层水进入煤矿井巷。

底板水害定向钻区域治理技术是近年来兴起的针对底板含水层注浆改造的地层改性、导水通道封堵的水害治理方法。该工程治理方法成败的关键在于治理层位的选择或确定。目前，治理层位多依据防治水害经验确定，尚无成熟可靠的底板含水层定向钻注浆层位的选择或确定方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种煤层底板承压含水层定向钻注浆层位确定方法，便于可靠地确定出较佳的定向钻注浆层位，从而可以改善定向钻区域治理水害的效果。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种煤层底板承压含水层定向钻注浆层位确定方法，包括步骤：

S10、根据水文、地质勘探资料对煤层底板含、隔水层结构进行分型，确定主要含水层在煤层底板的分布情况；

S20、对确定的主要含水层进行含水层完整性系数计算与评价，选择具有沉积连续性和稳定性的含水层作为预选注浆目标层；

S30、进行底板采动破坏和不同岩性岩层阻水能力测试，获取底板采动破坏深度C_p和底板不同岩性岩层的阻水系数z_i；

S40、对预选注浆目标层的隔水层与水压要素进行计算及评价，初步确定定向钻注浆层位；

S50、对预选注浆目标层间的水力联系进行测试评价；

S60、根据步骤S40中初步确定的定向钻注浆层位、及步骤S50中评价得到的层间的水力联系综合确定出定向钻注浆层位。

可选地，所述步骤S20具体包括：

根据含水层完整性系数计算公式确定出主要含水层完整性系数；所述含水层完整性系数计算公式为：其中，

式中：γ_s为含水层完整性系数；

S_a为含水层厚度变化标准差，m；

为含水层平均厚度，m；

m_ai为每个见煤点含水层厚度，m；

n为揭露含水层厚度的钻孔个数；