[发明专利]一种顶板含水层采前预疏降安全水位确定方法

摘要

一种顶板含水层采前预疏降安全水位确定方法，包括步骤：(a)确定拟开采工作面的地质条件和开采工艺参数；(b)根据开采工艺参数确定覆岩破坏高度和采前疏放水目标含水层，根据钻孔柱状资料和区域水文地质资料构建三维地质模型；(c)初始流场模型、采前预疏降流场模型和工作面采动过程流场模型采用连续介质的水流平衡方程；(d)根据拟开采工作面区域水文地质资料确定初始流场模型和三维水文地质概化模型的水文地质边界条件和初始条件等。本发明能够在合理假定的情况下，较为准确的模拟整个流场变化趋势，进而确定各参数之间的函数关系，直观简洁的方法确定采前预疏降安全水位。

主权项

1.一种顶板含水层采前预疏降安全水位确定方法，其特征在于：包括如下步骤：(a)确定拟开采工作面的地质条件和开采工艺参数；(b)根据拟开采工作面的开采工艺参数确定覆岩破坏高度和采前疏放水目标含水层，根据钻孔柱状资料和区域水文地质资料构建三维地质模型，用于模拟拟开采工作面预疏放前的初始流场状态、预疏放过程疏降流场状态和拟开采工作面开采过程中的采动流场状态；(c)所述拟开采工作面初始流场模型、采前预疏降流场模型和工作面采动过程流场模型采用的计算方程为连续介质的水流平衡方程，方程表达式如下：(d)根据拟开采工作面区域水文地质资料确定所述初始流场模型和所述三维水文地质概化模型的水文地质边界条件和初始条件；(e)根据拟开采工作面所属矿井勘探、补勘及建设期间的抽水、放水和注水试验资料进行含水层参数识别与分区，确定初始流场及富水性分区，并求算各分区的含水层参数，并将拟合后的分区参数赋值到初始流场；(f)基于含水层分区参数和拟开采工作面地面和井下钻孔出水情况，确定拟开采工作面开采前预疏降单孔最大出水量；(g)根据所述拟开采工作面三维水文地质概化模型计算获得不同疏水强度下的拟开采工作面开采前疏水终态流场分布情况，进而获得拟开采工作面开采前疏水强度S与含水层终态水位h函数关系S＝f(h)，其中，S单位为m³/h，h单位为MPa；(h)基于所述拟开采工作面的开采工艺参数和不同疏水强度下的采前疏水终态流场计算结果建立工作面矩形开采区域的面状井群采动流场模型；(i)根据所述矩形开采区域的面状井群采动流场模型计算得到拟开采工作面顶板采动裂缝发育至最大高度后的涌水量，进而获得不同工作面涌水量与拟开采工作面开采前疏水终态水位函数关系Q＝g(h)，其中，Q单位为m³/h，h单位为MPa；(j)依据拟开采工作面排水能力及S＝f(h)和Q＝g(h)确定拟开采工作面开采前预疏降安全水位和疏降强度。