[发明专利]基于微震监测的N00工法煤层顶板突水危险性预警方法

说明书

本发明基于微震监测的N00工法煤层顶板突水危险性预警方法，包括步骤：步骤一：收集开展“N00工法”矿井的地质、水文地质资料，确定出开采煤层顶板主要含水层；步骤二：统计开展“N00工法”矿井钻孔数据确定煤层顶板至主要含水层间距；步骤三：基于微震技术确定“N00工法”煤层开采导水裂隙带发育高度；步骤四：综合确定“N00工法”矿井煤层开采导水裂隙带发育高度；步骤五：评价煤层顶板主要含水层富水性；步骤六：将步骤二与步骤四的数据相减获得煤层顶板至主要含水层间距与导水裂隙带发育高度差值，利用Surfer软件编绘差值等值线图、含水层富水性分区图，借助GIS信息融合功能，叠加以上两种图件，得到顶板突水危险性分区图。

技术领域

本发明属于煤矿防治水领域，具体涉及一种基于微震监测的N00工法煤层顶板突水危险性预警方法。

背景技术

随着煤矿开采技术的深入研究，煤矿开采理论与工艺日趋成熟，无煤柱开采、“110”工法、“N00”工法等新的开采工艺相继出现，改变了传统煤炭开采工艺，无需提前掘进和留设煤柱，利用围岩进行支护，结构稳定、节约支护成本，改善应力环境，施工工艺简单，施工速度快，对于提高我国煤炭产业核心竞争力，保障国家能源安全，具有深远的战略意义和现实意义。

“N00”工法下煤层顶板覆岩导水裂隙发育规律如何？顶板含水层富水性程度如何？顶板突水危险性程度如何？与传统煤炭开采工艺是否相同？以上都是新的开采工艺面临的实际问题。

目前，传统煤炭开采工艺煤层顶板覆岩导水裂隙发育研究手段有现场实测、物理模拟、数值模拟、理论分析等；煤层顶板含水层富水性评价主要有地球物理勘探技术、钻孔单位涌水量、多源信息融合叠加法等；煤层顶板突水危险性评价主要综合导水裂隙带与富水含水层间距、煤层顶板含水层富水程度两个因素进行评价。以上方法在应用中存在如下问题：

(1)导水裂隙带发育高度的现场实测普遍采用钻孔冲洗液漏失量观测法、岩心破碎程度、钻孔电视等手段综合研究，该种方法是最直接、准确的测定导水裂隙带发育高度的方法，是煤层回采结束上覆岩层稳定后的静态导水裂隙发育高度，缺少煤层开采前、开采过程中导水裂隙带发育高度测定，难以实现煤层开采顶板导水裂隙带实施动态监测；物理模拟、数值模拟、理论分析等手段在研究导水裂隙带发育高度过程中经过简化、概化，降低了导水裂隙带发育高度研究结果的可靠性。

(2)地球物理勘探技术评价煤层顶板含水层富水性的弊端是富水异常区解释具有多解性，评价结果可靠性差；钻孔单位涌水量评价煤层顶板含水层富水性是最准确、直接的方法，但此为“点”状数据，不能反映整体区域富水性变化，若增加施工钻孔数量，资金投入较大；多源信息融合叠加法评价含水层富水性的主控因素多，且各因素之间可能有相互抵消的作用，评价结果可靠性较差，富水性等级与《煤矿防治水细则》中规定的较难统一。

(3)由于导水裂隙带发育高度难以实现实时动态观测、含水层富水性评价结果可靠性难以保障，导致煤层顶板突水危险性预测结果可靠性差，难以达到实时、动态预警。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于微震监测的“N00”工法煤层顶板突水危险性预警方法。

本发明采用如下技术方案来实现的：

基于微震监测的N00工法煤层顶板突水危险性预警方法，包括以下步骤：

步骤一：收集开展“N00工法”矿井的地质、水文地质资料，确定出开采煤层顶板主要含水层；

步骤二：统计开展“N00工法”矿井钻孔数据确定煤层顶板至主要含水层间距；

步骤三：基于微震技术确定“N00工法”煤层开采导水裂隙带发育高度；

步骤四：综合确定“N00工法”矿井煤层开采导水裂隙带发育高度；

步骤五：评价煤层顶板主要含水层富水性；