頂板水害評價(jià)預(yù)測新法

頂板水害評價(jià)預(yù)測“多類型四雙”工作法——MTFD工作法Mr.meike （研究員）\hE-mail:ly\h691208@126.com頂板水害評價(jià)預(yù)測“多類型四雙”工作法——MTFD工作法Mr.meike （研究員）內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司2019年9—10月 廈門——深圳一、概述頂板突水條件千差萬別，需要有一套系統(tǒng)的、實(shí)用的、易于操作的技術(shù)評價(jià)體系（方法）完成這項(xiàng)工作。富水性和導(dǎo)通性是涌（突）水兩大關(guān)鍵要素?！睹旱V防治細(xì)則》為我們提供了“三圖—雙預(yù)測”技術(shù)：富水性評價(jià)：采用6種以上地學(xué)因素（專題圖）偶合疊加——富水性綜合分區(qū)圖；導(dǎo)通性評價(jià)：采用隔水層厚度與導(dǎo)水裂隙發(fā)育高度的差值——冒裂安全性專題圖；綜合評價(jià)：富水性綜合分區(qū)圖與冒裂安全性專題圖再次疊加，得到涌（突）水危險(xiǎn)性綜合分區(qū)圖。動(dòng)態(tài)水量預(yù)測——采用Modeflow預(yù)測動(dòng)態(tài)涌水量。主要手段：Arcgis、AHPvisualMode-flow軟件、判斷矩陣等。內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司一、概述1、探討與商榷——富水性評價(jià)數(shù)據(jù)量不足單位涌水量（q單位涌水量（q）——單位涌水量專題圖 數(shù)據(jù)少、難以與研究層段對應(yīng)滲透系數(shù)（k）——滲透系數(shù)專題圖 數(shù)據(jù)少、難以與研究層段對應(yīng)裂隙（孔隙）率——裂隙（孔隙）率專題圖 數(shù)據(jù)少、難以與研究富水性評價(jià)方法 層段對沖洗液消耗量——沖洗液消耗量專題圖 人為影響因素大、難以與研究層段對應(yīng)巖芯采取率（RQD值）——RQD值專題圖 人為影響因素大、難以與研究層段對應(yīng)砂巖層厚度——砂巖層厚度專題圖 數(shù)據(jù)量大、與研究層段對應(yīng)準(zhǔn)確脆塑性比值（0~∞）——脆塑性比專題圖 數(shù)據(jù)量大、與研究層段對應(yīng)準(zhǔn)確……——其它專題圖內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司一、概述2、商榷或探討——導(dǎo)通性評價(jià)靈敏度低隔水巖層厚度與導(dǎo)水裂隙高度的差值隔水巖層厚度與導(dǎo)水裂隙高度的差值——冒裂安全性專題圖。由于兩極值過大，評價(jià)的靈敏度較低。內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司一、概述3、商榷或探討——屬性不同的兩個(gè)地學(xué)因素疊加設(shè)有水時(shí)為1，無水時(shí)為0；導(dǎo)通道時(shí)為1，未導(dǎo)通時(shí)為0。富水性與導(dǎo)通性兩種地學(xué)因素權(quán)重相等，均為0.5；結(jié)果或者突水或者不突水，0或1。則：A采面：1×.0.5+0×0.5=0.5 or 0?B采面：0×0.5+1×0.5=0.5 or 0?C采面：1×0.5+1×0.5=1內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、“多類型四雙工作法”——MTFD工作法多類型四雙評價(jià)預(yù)測技術(shù)：根據(jù)煤層與含水層空間賦存關(guān)系以及含水層自身富水性，先進(jìn)行評價(jià)類型劃分，再進(jìn)行富水性評價(jià)、導(dǎo)通性評價(jià)，按照給定的評價(jià)技術(shù)路線，評價(jià)頂板涌（突）水危險(xiǎn)性、預(yù)計(jì)采煤工作面疏干水量或涌水量的一套完整的評價(jià)技術(shù)體系，簡稱MTFD工作法。主要內(nèi)容包括：1、評價(jià)類型劃分：A、B、C、D四種（Multipletypes）；2、雙表（Doubletable）：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表，工作表；3、雙指數(shù)（Doubleindex）：富水性指數(shù)，突水危險(xiǎn)性指數(shù)；4、雙圖（Doublediagram）；富水性等值線圖，突水危險(xiǎn)性等值線圖；5、雙預(yù)測（Doubleforecast）：疏干水量預(yù)測，涌水量預(yù)測。內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、MTFD工作法根據(jù)煤層與上部巖層（含水層）根據(jù)煤層與上部巖層（含水層）水性特點(diǎn)，共分為A、B、C、D四種評價(jià)類型。內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、MTFD工作法雙指數(shù)——富水性指數(shù)內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、MTFD工作法2.1富水性指數(shù)——研究層段確定設(shè)定采高設(shè)定采高確定附加層厚度確定附加層厚度選擇公式確定修正值確定確定修正值確定內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、MTFD工作法2.1富水性指數(shù)——研究層段確定1、設(shè)定采高

實(shí)際采高經(jīng)常與煤層厚度不等。如ZY900-18-40型綜采支架，最大采高3.8m，最小采高2.2m，區(qū)間范圍2.2~3.8m。2、選擇公式

根據(jù)礦井巖性條件（研巖、中硬巖、軟巖、極軟弱巖層），從《三下開采規(guī)程》中選擇選擇適合的導(dǎo)水裂隙帶。3、選擇公式

究范圍。內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、MTFD工作法5、確定修正值（5、確定修正值（dx）6、附加層厚度（df） 內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、MTFD工作法2.1富水性指數(shù)——公式轉(zhuǎn)換內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、MTFD工作法2雙指數(shù)——突水危險(xiǎn)性指數(shù)內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、MTFD工作法基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表 工作表采用Excel電子表格建立雙表，簡單易行?；A(chǔ)數(shù)據(jù)表相當(dāng)于數(shù)據(jù)庫，是后續(xù)一切評價(jià)、預(yù)測工作的數(shù)據(jù)源?；A(chǔ)數(shù)據(jù)表內(nèi)所有數(shù)據(jù)及信息來源于礦井歷次勘探的鉆孔柱狀圖。內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、MTFD工作法“工作表“工作表”的初始數(shù)據(jù)從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表中提取，后續(xù)所有計(jì)算工作均在工作表內(nèi)進(jìn)行。在工作表中收入相應(yīng)的計(jì)算公式，可自動(dòng)計(jì)算得到導(dǎo)水裂隙高度、保護(hù)層厚度、修正值、理論研究層段高度、附加層厚度、防水煤柱高度、采用研究段高度、富水性指數(shù)、突水危險(xiǎn)性指數(shù)等；唯一的砂巖層累加厚度需要在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表中人工計(jì)算（不再祥述）。內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、MTFD工作法按前文方法得到全井田富水性指數(shù)列表后，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入按前文方法得到全井田富水性指數(shù)列表后，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Surfer繪圖軟件，得到富水性等值線圖。目前業(yè)內(nèi)比較流行進(jìn)行設(shè)定閾值圈定富水性或者叫富水性分區(qū)，筆者認(rèn)為富水性強(qiáng)弱是相對的，人為劃定分界線顯得過于絕對，不利于后期再總結(jié)再應(yīng)用，因此還是傾向于用等值線的方法表示。內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、MTFD工作法性等值線圖雙圖——繪制突水危險(xiǎn)性性等值線圖內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、MTFD工作法雙預(yù)測——疏干水量預(yù)測內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司二、MTFD工作法雙預(yù)測——涌水量預(yù)測內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司三、MTFD工作法應(yīng)用舉例——富水性等值線圖內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司三、MTFD工作法應(yīng)用舉例——疏干水量預(yù)計(jì)區(qū)區(qū)bH 區(qū)° i5 5 1l2 ° 5H° °332三、MTFD工作法《新上海一號(hào)煤礦水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報(bào)告》（2012《新上海一號(hào)煤礦水文地質(zhì)補(bǔ)充勘探報(bào)告》（2012年）八煤層頂板富水性分區(qū)圖（三圖—雙預(yù)測技術(shù)——多因素復(fù)合疊加評價(jià)富水性）內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司三、MTFD工作法應(yīng)用舉例——山東濟(jì)寧王樓煤礦應(yīng)用內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司

山東濟(jì)寧煤田王樓煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬t/a，開采山西組3上煤層，煤層頂板砂巖為充水含水層，富水性不均一；煤系地層上覆石盒子地層，泥巖為主，為隔水層?！兜V井地質(zhì)報(bào)告》預(yù)計(jì)礦井正常涌水量146m3/h，最大涌水量178m3/h。首采區(qū)六個(gè)工作面涌水量均較大，其中11305工作面涌水量450m3/h，工作面被淹。繪制煤層頂板砂巖富水性等值線，預(yù)測到三采區(qū)水量大，提前采取措施應(yīng)對。三采面13301工作面投產(chǎn)后，涌水量達(dá)到920m3/h，由于提前措施到位，工作面生產(chǎn)未受水影響。十年后生產(chǎn)實(shí)踐證明，預(yù)測結(jié)果與采場實(shí)際水量相吻合。內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)有限責(zé)任公司三、MTFD