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申请/专利权人：西安科技大学

摘要：本发明公开了一种煤层底板注浆加固突水危险性评估方法，该方法包括步骤：一、确定待加固区域的位置；二、采集加固前待加固区域的原始视电阻率；三、对待加固区域进行注浆加固；四、确定注浆加固后待加固区域内的有效加固区域；五、根据注浆加固后待加固区域内的有效加固区域对待加固区域的突水危险性等级进行评估。本发明通过确定待加固区域的位置，并对待加固区域注浆加固前后的视电阻率分别进行测量，确定注浆加固后待加固区域内的有效加固区域，然后根据待加固区域内的有效加固区域对待加固区域的突水危险等级进行评估，评估确定的突水危险等级更具准确性，对煤矿安全生产具有现实的积极的指导作用，提高了煤矿生产的安全性。

主权项：1.一种煤层底板注浆加固突水危险性评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、确定待加固区域的位置；步骤二、采集加固前待加固区域的原始视电阻率；步骤三、对待加固区域进行注浆加固；步骤四、确定注浆加固后待加固区域内的有效加固区域；步骤五、根据注浆加固后待加固区域内的有效加固区域对待加固区域的突水危险性等级进行评估；步骤一中确定待加固区域的位置，具体过程如下：确定采煤工作面1下方煤层底板2、隔水层3和含水层4的层位，隔水层3位于垂直上移区5内的区域为待加固区域6；步骤二中采集加固前待加固区域的原始视电阻率，具体过程如下：步骤201、沿采煤工作面1的长度方向由后向前依次布设M组测点，每组测点均包括位于运输巷道7内的第一测点9和位于回风巷道8内的第二测点10；其中，M为正整数，且M≥3；步骤202、在M组测点处分别对待加固区域6的视电阻率进行测量，得到M个待加固区域6的原始视电阻率序列集合，M组测点处待加固区域6的视电阻率的测量方法均相同，对第m组测点处待加固区域6的视电阻率进行测量时，主要包括以下步骤：步骤2021、将瞬变电磁仪11放置在第m组测点的第一测点9处，使瞬变电磁仪11的发射线圈所在的水平面与运输巷道7的中轴线所在的竖直平面呈垂直布设，再将瞬变电磁仪11的发射线圈顺时针转动90°，在瞬变电磁仪11的发射线圈转动过程中，瞬变电磁仪11按照设定的测量间隔对待加固区域6的视电阻率进行测量，得到第m组测点的第一测点9处不同角度下待加固区域6的原始视电阻率；其中，m为测点编号，1≤m≤M，测量间隔为10°～15°；步骤2022、将瞬变电磁仪11放置在第m组测点的第二测点10处，使瞬变电磁仪11的发射线圈所在的水平面与回风巷道8的中轴线所在的竖直平面呈垂直布设，再将瞬变电磁仪11的发射线圈逆时针转动90°，在瞬变电磁仪11的发射线圈转动过程中，瞬变电磁仪11按照设定的测量间隔对待加固区域6的视电阻率进行测量，得到第m组测点的第二测点10处不同角度下待加固区域6的原始视电阻率；步骤2023、将步骤2021中得到的第m组测点的第一测点9处不同角度下待加固区域6的原始视电阻率，以及步骤2022中得到的第m组测点的第二测点10处不同角度下待加固区域6的原始视电阻率按照测量时间的先后顺序进行排列，得到第m组测点处待加固区域6的原始视电阻率序列集合ρ0m，所述原始视电阻率序列集合ρ0m包括A个原始视电阻率，所述原始视电阻率序列集合ρ0m中第a个原始视电阻率记作ρ0ma；其中，A为正整数，a为原始视电阻率编号，1≤a≤A；步骤三中对待加固区域进行注浆加固，主要包括以下步骤：步骤301、确定待加固区域6内待施工的测试钻孔12的孔径、起始位置和终止位置，在待加固区域6内施工一个测试钻孔12，并在测试钻孔12内进行注浆加固；其中，所述测试钻孔12靠近待加固区域6的左端布设，所述测试钻孔12的中心位于待加固区域6的水平中心线上；步骤302、按照步骤202所述的方法，在M组测点处再次对待加固区域6的视电阻率进行测量，得到M个待加固区域6的第一视电阻率序列集合；其中，对第m组测点处待加固区域6的视电阻率进行测量，得到第m组测点处待加固区域6的第一视电阻率序列集合ρ1m，所述第一视电阻率序列集合ρ1m包括A个第一视电阻率，所述第一视电阻率序列集合ρ1m中第a个第一视电阻率记作ρ1ma；步骤303、对M组测点处的第一视电阻率序列集合和原始视电阻率序列集合进行数据处理，得到M组测点处测试钻孔12的有效加固区域和有效加固宽度；对M组测点处的第一视电阻率序列集合和原始视电阻率序列集合进行数据处理的方法均相同，对第m组测点处的第一视电阻率序列集合ρ1m和原始视电阻率序列集合ρ0m进行数据处理时，主要包括以下步骤：步骤3031、对第一视电阻率序列集合ρ1m中的A个第一视电阻率和原始视电阻率序列集合ρ0m中的A个原始视电阻率进行一一匹配，并分别计算第m组测点处A个第一视电阻率的增幅；其中，A个第一视电阻率的增幅计算方法均相同，对第a个第一视电阻率的增幅进行计算时，利用公式计算得到第a个第一视电阻率的增幅Z1a；步骤3032、根据A个第一视电阻率的增幅，确定第m组测点处测试钻孔12的有效加固区域；其中，测试钻孔12的有效加固区域的划分依据是：当第a个第一视电阻率ρ1ma的增幅Z1a≥10％时，第a个第一视电阻率所对应的区域位于测试钻孔12的有效加固区域内；步骤3033、测量第m组测点处测试钻孔12的有效加固区域的平均宽度作为第m组测点处测试钻孔12的有效加固宽度b1m；步骤304、根据公式计算待加固区域6内测试钻孔12的平均有效加固宽度步骤305、根据公式确定待加固区域6内待施工的注浆孔13的数量；其中，表示向上取整，B1为待加固区域6的最大宽度；步骤306、在待加固区域6内沿其长度方向施工N个注浆孔13，并在N个注浆孔13内均进行注浆加固，完成待加固区域6的注浆加固；其中，注浆孔13的结构与测试钻孔12的结构相同，N个注浆孔13的中心均与测试钻孔12的中心位于同一水平面上，N个注浆孔13中相邻两个注浆孔13之间的孔距为k，步骤四中确定注浆加固后待加固区域内的有效加固区域，具体过程如下：步骤401、按照步骤302所述的方法，在M组测点处再次对待加固区域6的视电阻率进行测量，得到M个待加固区域6的第二视电阻率序列集合；其中，对第m组测点处对待加固区域6的视电阻率进行测量，得到第m组测点处待加固区域6的第二视电阻率序列集合ρ2m，所述第二视电阻率序列集合ρ2m包括A个第二视电阻率，所述第二视电阻率序列集合ρ2m中第a个第二视电阻率记作ρ2ma；步骤402、按照步骤303所述的方法，对M组测点处的第二视电阻率序列集合和原始视电阻率序列集合进行数据处理，确定M组测点处N个注浆孔13的有效加固区域；步骤五中根据注浆加固后待加固区域内的有效加固区域对待加固区域的突水危险性等级进行评估，具体过程如下：当M组测点中任意一组测点处存在相邻两个注浆孔13的有效加固区域未连通时，待加固区域6存在突水危险性；当M组测点中每组测点处相邻两个注浆孔13的有效加固区域均连通时，待加固区域6不存在突水危险性。

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