一种黄土沟壑径流下采动水害类型划分方法
【专利摘要】本发明公开了一种黄土沟壑径流下采动水害类型划分方法：采用过沟开采区煤层厚度、顶板岩层坚硬程度、隔水土层厚度、沟谷底距开采煤层间距等；根据《建筑、水体、铁路及主要井巷煤柱留设及压煤开采规程》中防砂安全煤岩柱保护层厚度、防水安全煤岩柱保护层厚度的规定，将黄土沟壑径流下采动水害类型划分为突水溃砂区、突水区、渗漏区、保水区。本发明针对西北黄土沟壑径流下采动水害进行了针对性的分类，为过沟开采治理措施的选择提供了依据，避免了盲目开采造成突水、溃砂灾害，同时保护了生态环境。
【专利说明】-种黄±沟壑径流下采动水害类型划分方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及矿业开发中水害防治【技术领域】，尤其设及一种黄±沟壑径流下采动水 害类型划分方法。
【背景技术】
[0002] 我国煤炭资源开发重屯、已快速转移到西部生态环境脆弱地区。在大规模、高强度 开采西部埋藏浅、厚度大的煤炭优势资源中，突水灾害经常发生，生态环境破坏日益严重。 西北地区煤层埋深浅、基岩薄、地表松散层厚，在该地质条件下开采引发的跨落带、导水裂 缝带容易贯通基岩直至发育至地表，直接波及到覆盖层底部的含水层或者地表松散砂层， 因此，该地区采煤面临着水砂突涌的威胁。西北黄±高原分布面积广，沟壑地区地表冲沟发 育，沟谷内存在常年流水或季节性径流，因此工作面在地表径流沟谷下开采时，煤层开采诱 发水砂突涌的危害更大。随着我国西北地区煤炭资源开发规模和强度的进一步增加，使得 在地表冲沟发育区进行浅埋煤层开采的工程实践将愈为普遍。同时西北地区煤炭高强度开 采造成水资源破坏、地表植被死亡等严重的生态环境损害问题，严重破坏了生态环境。
[0003] 目前国内外对黄±沟壑径流下浅埋煤层采动灾害的研究比较零散，仅局限于沟谷 地形对矿压显现规律、采动坡体活动机理等方面，针对沟壑径流下采动灾害的研究很少且 无系统性，而针对黄±沟壑径流下采动水害类型划分的研究尚属空白。因此，亟需对黄±沟 壑径流下采动水害进行系统的分类研究，该分类研究对黄±沟壑径流下采动水害防治具有 一定的指导意义。
【发明内容】
[0004] 发明目的；为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种黄±沟壑径流下采 动水害类型划分方法，为生态脆弱区黄±沟壑径流下采动水害治理提供依据。
[0005] 技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] 一种黄±沟壑径流下采动水害类型划分方法，包括如下步骤：
[0007] (1)采集过沟开采区域的煤层厚度和顶板岩层坚硬程度；
[000引 （2)根据煤层厚度和顶板岩层坚硬程度计算跨落带高度和导水裂缝带高度，可W 采用《建筑、水体、铁路及主要井巷煤柱留设及压煤开采规程》中的公式进行计算；
[0009] (3)采集过沟开采区域的煤层埋深、基岩厚度和±层厚度；
[0010] (4)将步骤（2)的计算值W及步骤（3)的采集值与防砂安全煤岩柱保护层厚度W 及防水安全煤岩柱保护层厚度进行比较，计算残余岩±层厚度，将黄±沟壑径流下采动水 害类型划分为突水溃砂区、突水区、渗漏区、保水区，具体为：
[0011] 将跨落带沟通地表的区域，W及跨落带W上残余岩±层厚度小于防砂安全煤岩柱 保护层厚度的区域划分为突水溃砂区；
[0012] 将跨落带W上残余岩±层厚度大于防砂安全煤岩柱保护层厚度并且导水裂缝带 沟通地表的区域，W及导水裂缝带W上残余岩上层厚度小于防水安全煤岩柱保护层厚度的 区域划分为突水区；
[0013] 将导水裂缝带高度与防水安全煤岩柱保护层厚度之和小于基岩厚度，并且上覆± 层完整的区域划分为保水区；
[0014] 将其余区域划分为渗漏区。
[0015] 所述步骤（4)中防砂安全煤岩柱保护层厚度W及防水安全煤岩柱保护层厚度采 用《建筑、水体、铁路及主要井巷煤柱留设及压煤开采规程》中的规定值。
[0016] 所述煤层埋深、基岩厚度、±层厚度和煤层厚度的采集通过钻探辅W物探方法获 取，所述顶板岩层坚硬程度通过室内岩石力学试验方法获取；采集的范围和密度根据流域 地形地貌、地质条件情况结合实际工程需要设定。
[0017] 有益效果；本发明提供的黄±沟壑径流下采动水害类型划分方法，是一种符合实 际情况的评价分区方法，对过沟开采工作面进行水害类型划分及分区，为过沟开采治理措 施的选择提供了依据，避免了盲目开采造成突水、溃砂灾害，同时保护了生态环境。
【专利附图】
【附图说明】
[001引图1为本发明的方法流程图；
[0019] 图2为依据本发明方法对某一区域进行采动水害类型划分的结果。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合某西部井田一过沟开采区域对本发明作更进一步的说明。
[0021] 如图1所示，为黄±沟壑径流下采动水害类型划分方法，包括如下步骤：
[0022] (1)采集过沟开采区域的煤层厚度和顶板岩层坚硬程度；
[0023] (2)根据煤层厚度和顶板岩层坚硬程度计算跨落带高度和导水裂缝带高度，具体 如表1和表2所不；
[0024] (3)采集过沟开采区域的煤层埋深、基岩厚度和±层厚度；
[0025] (4)将步骤（2)的计算值W及步骤（3)的采集值与防砂安全煤岩柱保护层厚度W 及防水安全煤岩柱保护层厚度进行比较，计算残余岩±层厚度，将黄±沟壑径流下采动水 害类型划分为突水溃砂区、突水区、渗漏区、保水区；其中，防砂安全煤岩柱保护层厚度W及 防水安全煤岩柱保护层厚度采用《建筑、水体、铁路及主要井巷煤柱留设及压煤开采规程》 中的规定值，具体如表3和表4 ;具体为；
[0026] 将跨落带沟通地表的区域，W及跨落带W上残余岩±层厚度小于防砂安全煤岩柱 保护层厚度的区域划分为突水溃砂区；
[0027] 将跨落带W上残余岩±层厚度大于防砂安全煤岩柱保护层厚度并且导水裂缝带 沟通地表的区域，W及导水裂缝带W上残余岩上层厚度小于防水安全煤岩柱保护层厚度的 区域划分为突水区；
[002引将导水裂缝带高度与防水安全煤岩柱保护层厚度之和小于基岩厚度，并且上覆± 层完整的区域划分为保水区；
[0029] 将其余区域划分为渗漏区。
[0030] 表1厚煤层分层开采的跨落带高度计算公式
[0031]
【权利要求】
1. 一种黄土沟壑径流下采动水害类型划分方法，其特征在于：包括如下步骤： (1) 采集过沟开采区域的煤层厚度和顶板岩层坚硬程度； (2) 根据煤层厚度和顶板岩层坚硬程度计算垮落带高度和导水裂缝带高度； (3) 采集过沟开采区域的煤层埋深、基岩厚度和土层厚度； (4) 将步骤（2)的计算值以及步骤（3)的采集值与防砂安全煤岩柱保护层厚度以及防 水安全煤岩柱保护层厚度进行比较，计算残余岩土层厚度，将黄土沟壑径流下采动水害类 型划分为突水溃砂区、突水区、渗漏区、保水区，具体为： 将垮落带沟通地表的区域，以及垮落带以上残余岩土层厚度小于防砂安全煤岩柱保护 层厚度的区域划分为突水溃砂区； 将垮落带以上残余岩土层厚度大于防砂安全煤岩柱保护层厚度并且导水裂缝带沟通 地表的区域，以及导水裂缝带以上残余岩土层厚度小于防水安全煤岩柱保护层厚度的区域 划分为突水区； 将导水裂缝带高度与防水安全煤岩柱保护层厚度之和小于基岩厚度，并且上覆土层完 整的区域划分为保水区； 将其余区域划分为渗漏区。
2. 根据权利要求1所述的黄土沟壑径流下采动水害类型划分方法，其特征在于：所述 煤层埋深、基岩厚度、土层厚度和煤层厚度的采集通过钻探辅以物探方法获取，所述顶板岩 层坚硬程度通过室内岩石力学试验方法获取；采集的范围和密度根据流域地形地貌、地质 条件情况结合实际工程需要设定。
【文档编号】G06F17/50GK104504180SQ201410742455
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】李文平, 陈伟, 王启庆, 王丹志 申请人:中国矿业大学