[发明专利]一种预测导水裂隙带发育高度的系统及方法

权利要求书

1.一种预测导水裂隙带发育高度的系统，其特征在于：包括支架系统（1）、固定在支架系统（1）上的岩层模拟系统（2）、供水系统（3）及蓄水系统（4）；所述岩层模拟系统（2）包括含水层、隔水层；所述供水系统（3）与含水层连接，供水系统（3）预先装入含有不同特征同位素的水；所述蓄水系统（4）设置于岩层模拟系统（2）底部。

2.根据权利要求1所述的预测导水裂隙带发育高度的系统，其特征在于：所述支架系统（1）前侧装有有机玻璃板，有机玻璃板与支架系统（1）之间、岩层模拟系统（2）与支架系统（1）之间均利用橡胶密封圈密封，采用自动锁紧装置（5）固定。

3.根据权利要求1所述的预测导水裂隙带发育高度的系统，其特征在于：所述供水系统（3）通过滑动轮轨置于支架系统（1）侧面，根据含水层位置进行调整。

4.根据权利要求1所述的预测导水裂隙带发育高度的系统，其特征在于：所述供水系统（3）包括供水箱（8），供水箱（8）上设有入水口（6）、出水口（7）；所述出水口（7）与含水层连接，出水口（7）上设有水压泵（9）。

5.根据权利要求4所述的预测导水裂隙带发育高度的系统，其特征在于：所述蓄水系统（4）包括蓄水箱（10），蓄水箱（10）上设有放水管（11）、导水板（12）；所述放水管（11）上设有控制阀（13）。

6.根据权利要求5所述的预测导水裂隙带发育高度的系统，其特征在于：所述导水板（12）上设有两排导水孔（14）。

7.根据权利要求1所述的预测导水裂隙带发育高度的系统，其特征在于：所述蓄水系统（4）通过滑动轮轨置于支架系统（1）底部。

8.根据权利要求1所述的预测导水裂隙带发育高度的系统，其特征在于：所述含有不同特征同位素的水中包括 ²³Na₂¹³C¹⁶O₃、²³Na₂³⁴S¹⁶O₄、²³Na³⁷Cl和⁸⁷Sr³⁵Cl₂。

9.一种基于权利要求1所述系统的预测导水裂隙带发育高度的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：根据现场实际岩层情况，勘探明确工作面覆岩所有含水层的层数和相对位置，搭建岩层模拟系统（2），各含水层、隔水层等按序编号标记；

S2：将供水系统（3）按岩层对应位置置于支架系统（1）侧面，在供水系统（3）中加入含有不同特征同位素的水，将含不同同位素的水分别流入各个含水层；

S3：实际工作面每推进30-50m，根据比例反应到系统上；煤层开挖后，工作面的水排至蓄水系统（4），采集一次蓄水系统（4）的水样进行稳定同位素测试；随着工作面的推进，不断对水样进行测试，记录工作面推进过程中水样同位素的含量，结合含水层与涌水点的稳定同位素特征判定各涌水点的涌水来源；

S4：根据S3中得出的涌水来源，结合矿井导水裂隙带实测数据，分析得出导水裂隙带发育高度；根据工作面不同推进距离时水样同位素的变化，分析得出覆岩导水裂隙带高度变化过程。