Способ определения высоты зоны водопроводящих трещин над выработанным пространством на пластовых месторождениях с выдержанными водоупорами между водоносными слоями Советский патент 1986 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горной промьшшенности, может быть использовано для определения высоты зоны во- допроводящих трещин над выработанным пространством, необхбдимой для обоснования безопасной глубины разработки месторождений под водными объектами, и представляет собой усовершенствование известного способа по авт.св. № 385046.

Целью изобретения является повышение оперативности измерений.

Способ осуществляется следующим образом.

I

В случаях, когда естественные напоры подземных вод в слоях пород порабатываемой толщи заранее известны и требуется определить высоту зоны водопроводящих трещин на конкретный момент времени после подработки, на выработанным пространством бурят скважину и в процессе бурения, начиная с глубины Н, определяемой из соотношения (1), с помощью датчиков давления производят последовательны измерения напоров подземных вод в предварительно изолированных (например, с помощью пакера) интервалах скважины длиной 10-12 м. Бурение и измерение напоров заканчивают на глбине Hj,, определяемой из соотноще- 1ния 2),

В случаяз, когда естественные напоры подземных вод заранее неизвестны, их измеряют аналогичным образом в скважине, проходимой в неподработанной толще.

Высоту зоны водопроводящих трещи определяют по результатам наблюдени как расстояние по нормали к напластванию от кровли разрабатываемого пласта до середины интервала между двумя соседними слоями, в нижнем из которых напор подземных вод в перио или после подработки снижается по сравнению с естественным, а°в верхнем остается практически без измене. НИИ.

Соотношения (1) и (2) получены иходя из следуюп их| соображений. Для того, чтобы верхний из интервалов, которых измеряют напоры подземных вод, находился заведомо выше верхней границы зоны водопроводящих трещин, а нижний - заведомо ниже этой границы, измерения напоров должны начинаться с глубины не более Hj, определяемой из соотношения

HH Нп (Н. + S ). ,

(3)

и заканчиваться на глубине не менее Нр, определяемой из соотношения

(). seco; .seco, (4)

S где - приближенное расчетное

значение высоты зоны водопроводящих трещин для рассматриваемых горно-геологических условий; предельное (утроенное среднее квадратическое) отклонение фактических значений высоты зоны водопроводящих трещин от расчет- ного в соответствующих

горно-геологических условиях.

Анализ результатов-натурных определений высоты зоны водопроводящих трещин в различных горно-геологических услрвиях позволит установить приближенную эмпирическую зависимость этой величины от вынимаемой мощности пласта и литологического состава под- рабатываемой толщи. Указанная зависимость выражается в виде соотношения

И,

70

(5)

где 70 - эмпирический коэффициент, имеющий размерность

Среднее квадратическое отклонение фактических значений высоты зоны во- допроводящик трещин от значений , , рассчитанных по формуле (5), находится в пределах ±3и,откуда следует, что предельное отклонениеS с некоторым запасом может быть принято равным

8 10.m(6)

Поставив значения Н и S , полученные из соотношений (5) и (6) в выражения (3) и (4) получаем соотношения (1) и (2).

На одной из шахт определяли высоту зоны водопроводящих трещин при разработке угольного пласта мощностью m 2,5 м с углом падения оС 5 . Отношение мощности аргиллитов и алевроли- тов к суммарной мощности коренных пород в интервале Ют- 60 m составляет А 0,75. Напоры подземных вод в слоях толщи до ее подработки определены заранее. Для решения поставленной задачи над яыработанным прост- ранством была пробурена скважина. Глубина залегания пласта под скважиной К 210 м. В процессе бурения скважины, начиная с глубины Н ПО м.

3 1221348

проводили поинтервальные измеренияпоры оказались сниженными соответстнапоров подземных вод во всех пересе-венно на 44 и 60 м. Поэтому в раскаемых слоях пород при средней длинесматрйваемых условиях верхнюю граизолируемых пакером УТД-1 интерваловницу четвертого интервала, располо10 м. Дпя измерения напоров исполь-5 на глубине 140 м, следует призовали уровнемер УЭ-200. Бурениянять за верхнюю границу зоны водоскважины закончено на глубине Н,,проводящих трещин и, таким образом,

160 м,искомая высота зоны водопроводящих

В интервале глубин 110-160 м изме-трещин равна 70 м.

рения напоров проведены в пяти 10-ме-ю

тровых интервалах. При этом в трехИзобретение обеспечивает снижение

верхних интервалах напоры оказалисьзатрат на измерения напоров подземтакими же, как в соответствующих ин-ных вод и буровые работы при сохранетервалах неподработанной толщи, внии надежности получаемого резульчетвертом же и пятом интервалах тата.