中奧陶統灰巖古風化殼隔水性指數評價方法
【專利摘要】一種煤層底板為中奧陶統灰巖古風化殼隔水性指數評價方法，其特征在于：技術方案包括以下步驟：(1)確定刻畫隔水性能指標；(2)建立各隔水性能指標專題圖；(3)確定基于信息融合技術的各指標權重系數；(4)疊加各隔水性能指標專題圖；(5)建立隔水性評價模型；(6)隔水性能區劃與評價。將礦區劃分5個子區：隔水性弱區、隔水性較弱區、隔水性過渡區、隔水性較強區、隔水性強區。首次就中奧陶統灰巖古風化殼提供了隔水性指數評價方法，克服了煤層底板突水評價中許多遠大于臨界值的突水點卻在開采實踐中從未發生突水的評價和預測的缺陷。
【專利說明】中奧陶統灰巖古風化殼隔水性指數評價方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種煤層底板隔水性能評價方法，特別是一種煤層底板為中奧陶統灰巖古風化殼隔水性指數評價方法。
【背景技術】
[0002]隨著煤炭資源開發強度進一步加大，華北型煤田淺部和上組煤煤炭資源漸趨匱乏，深部和下組煤煤炭資源開發已成必然趨勢。影響并控制這種趨勢發展的水害問題除了淺部和上組煤積水采空區的透水災害外，煤層底板突水災害是首要的難題。由于下組煤距底板中奧陶統灰巖(局部為寒武系)距離近，奧灰含水層水壓高且富水性強，按照《煤礦防治水規定》要求，大部分下組煤和深部煤炭資源的底板突水系數均超臨界值，無法實施安全回采。為了解決這個難題，目前常采用的思路就是采用人工工程干預方法，比如井下單工作面或地面區域人工注漿工程措施(加固底板隔水層強度，改造底板含水層富水性，封堵斷裂和裂隙密集帶等構造通道，人工帷幕堵截地下水集中補給帶等)；或對封閉、半封閉巖溶地下水系統采取有效的人工疏降工程措施(降低奧灰巖溶含水層地下水壓已滿足帶壓開采要求)；或二者結合的人工工程措施。未能充分分析并開發利用奧灰頂部古風化殼所存在的天然隔水性能。事實上，在加里東構造運動后的奧灰頂界面在歷經近億年的地表風化剝蝕與侵蝕作用，雖然在頂部形成了一些溶蝕孔洞和風化巖溶裂隙等巖溶空間雖然在頂部形成了一些溶蝕孔洞和風化巖溶裂隙等巖溶空間，但幸運的是，受古地形、古地貌、古氣候和古水文等因素影響，這些風化巖溶空間大部分被后期的粘土和亞粘土等透水性極弱物質所充填，并在上覆地層重力荷載作用下壓密填實，形成了具有天然隔水性能的古風化殼。古風化殼所存在的這種天然隔水性能，圓滿解釋了煤層底板突水評價中許多遠大于臨界值的突水點卻在開采實踐中從未發生突水的現象。因此，研究煤田中奧陶統灰巖古風化殼天然存在的隔水性能，對解決煤田目前面臨的深部和下組煤煤炭資源開發的底板突水難題對煤田目前面臨的深部和下組煤煤炭資源開發的底板突水難題，具有極其重要的理論指導意義和實用價值。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于，滿足煤炭工業可持續發展的需求，提供一種煤層底板為中奧陶統灰巖古風化殼隔水性指數評價方法。
[0004]為了實現上述目的，本發明中奧陶統灰巖古風化殼隔水性指數評價方法，采用了以下技術方案包括以下步驟。
[0005]1.確定刻畫隔水性能指標；
進一步地，所述的隔水性能指標，包括:
(1)巖性及其組合；
(2)巖芯采取率；
(3)沖洗液消耗量；(4)裂隙發育情況及充填程度；
(5)隔水段厚度；
(6)構造分布量化值。
[0006]2.建立各隔水性能指標專題圖；
利用研究區搜集到的資料，將刻畫隔水性能的各指標坐標及量化值輸入GIS生成相應的數據文件，進行網格剖分、插值等處理，建立各指標專題圖。
[0007]進一步地，所述的各隔水性能指標專題圖，包括。
[0008](I)巖性及組合專題圖。
[0009](2)巖芯采取率專題圖。
[0010](3)沖洗液消耗量專題圖。
[0011](4)裂隙發育情況及充填程度專題圖。
[0012](5)隔水厚度專題圖。
[0013](6)構造分布量化專題圖。
[0014]3.確定基于信息融合技術的各指標權重系數。
[0015]4.疊加各隔水性能指標專題圖。
[0016]5.建立隔水性評價模型；
根據刻畫古風化殼隔水性能各指標的歸一化專題圖和各指標對隔水性能的影響權重分析與定量計算，表明各指標作用的隔水性能評價數學模型可表示為:
【權利要求】
1.一種煤層底板為中奧陶統灰巖古風化殼隔水性指數評價方法，其特征在于:技術方案包括以下步驟: (1)確定刻畫隔水性能指標; (2)建立各隔水性能指標專題圖； (3)確定基于信息融合技術的各指標權重系數； (4)置加各隔水性能指標專題圖； (5)建立隔水性評價模型； (6)隔水性能區劃與評價。
2.根據權利要求1所述的煤層底板為中奧陶統灰巖古風化殼隔水性指數評價方法，其特征在于:所述的隔水性能指標，包括: (1)巖性及其組合； (2)巖芯采取率； (3)沖洗液消耗量； (4)裂隙發育情況及充填程度； (5)隔水段厚度； (6)構造分布量化值。
3.根據權利要求1所述的煤層底板為中奧陶統灰巖古風化殼隔水性指數評價方法，其特征在于:所述的各隔水性能指標專題圖，包括: (1)巖性及組合專題圖； (2)巖芯采取率專題圖； (3)沖洗液消耗量專題圖； (4)裂隙發育情況及充填程度專題圖； (5)隔水厚度專題圖； (6)構造分布量化專題圖； 根據權利要求1所述的煤層底板為中奧陶統灰巖古風化殼隔水性指數評價方法，其特征在于:所述的隔水性能區劃與評價，是將礦區劃分5個子區: 隔水性弱區； 隔水性較弱區； 隔水性過渡區； 隔水性較強區； 隔水性強區。
【文檔編號】G01V9/00GK103984042SQ201410236513
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】武強, 劉守強, 曾一凡 申請人:中國礦業大學(北京)