[發明專利]煤礦地下水庫建設適用性的評價方法

在審

• 申請號: 201710505080.X
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107194615A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 楊光榮;楊永清;高富;李建華;董尹庚;惠喜奎;鞠金峰;賀艷軍
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;神華包頭能源有限責任公司;中國礦業大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F19/00
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司11012
• 代理人: 崔華,黃姝

技術領域

本發明涉及煤炭開采水資源保護技術領域，尤其涉及一種煤礦地下水庫建設適用性的評價方法。

背景技術

我國西部大多是干旱半干旱的水資源匱乏地區，年均降水量低于400mm，但蒸發量卻達到2500mm左右。近年來，隨著該地區煤炭開采強度的不斷加大，導致該地區水域環境及生態系統遭到嚴重破壞，主要表現為：地下水位下降，河湖萎縮；天然植被枯死，自然生態系統退化；水土流失嚴重，土地荒漠化加劇。我國西部水資源量僅占全國的1.6％，水資源與生態環境相互作用，互相影響，生態環境十分脆弱，已成為制約西部干旱半干旱地區煤炭可持續開發的重大因素。因此，如何能在煤炭開采的過程中最大限度的防止生態環境遭到破壞、有效保護水資源，是我國西部煤炭開發過程中面臨的重大技術問題，也是保水采煤所需解決的關鍵科學問題。

目前，已有相關發明提出利用煤礦井下采空區作為儲水和凈化水的空間，依靠采動巖體的破斷裂隙作為水源流動的通道，將雨水、地表水、基巖含水層儲水等水源收集至采空區建設地下水庫，進行礦區水資源的蓄儲和循環利用，取得了較大成功(例如：中國專利CN1221479B，煤礦井下采空區水的凈化方法，2005；中國專利CN102862775A，一種礦井地下水的分布式存儲方法，2013)。然而，事實上并非所有的開采條件下礦井都可采用這種地下水庫保水技術，它的實施與建設也存在一定的適用條件。如，若煤層開采引起的覆巖采動裂隙導水通道不會溝通地層含水水源，那么井下采空區所在的地下水庫將因缺乏水源補給而無法實現水資源循環利用。因此，為了煤礦地下水庫保水技術的高效實施與推廣，有必要提出適用于煤礦地下水庫建設的評價方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種實現煤礦地下水庫保水技術的高效實施與推廣的煤礦地下水庫建設適用性的評價方法。

本發明的技術方案提供一種煤礦地下水庫建設適用性的評價方法，包括以下步驟：

評價水源條件：判斷是否滿足Q_水源≥Q_需求；

其中，Q_水源為地下水庫補給水量；

Q_需求為礦井需求水量；

評價通道條件：按照覆巖導水裂隙帶的發育高度與地層含水層所處層位的相對位置進行判斷，如果所述地層含水層處于所述覆巖導水裂隙帶的范圍內，則所述地層含水層能夠對所述煤礦地下水庫進行水源補給；

評價庫容條件：判斷是否滿足V_儲水≥Q_需求；

其中，V_儲水為采空區儲水空間；

如果同時滿足水源、通道和庫容三種條件，則評價為適用于煤礦地下水庫建設；

如果有任一條件不滿足，則評價為不適用于煤礦地下水庫建設。

進一步地，所述地下水庫補給水量為大氣降水、地表水、地下水之和。

進一步地，所述礦井需求水量包括井下煤炭生產、地面工業生產、生活與綠化用水之和。

進一步地，對于干旱、半干旱的缺水礦區，

Q_水源＝Q_雨水+Q_地下水

其中，Q_雨水為大氣降水水量，所述大氣降水水量按照礦區全年平均降雨量根據開采面積計算；

Q_地下水為地下水資源量，所述地下水資源量根據地質勘查部門對礦區專門出具的水文地質勘探報告進行計算。

進一步地，所述覆巖導水裂隙帶的發育高度的判斷采用施工鉆孔進行測試。

進一步地，所述覆巖導水裂隙帶的發育高度的判斷利用鉆孔沖洗液漏失量觀測法。

進一步地，所述采空區儲水空間通過以下公式計算得出：

V_儲水＝0.5Lcosα×B×h×δ

其中，L為采空區儲水范圍對應的走向長度；

α為煤層傾角；

B為采空區傾向寬度；

h為采空區儲水的極限儲水水位；

δ為儲水系數。

進一步地，所述儲水系數為0.1-0.2。

采用上述技術方案后，具有如下有益效果：

本發明由于通過對水源、通道和庫容三種條件的判斷，考慮了利用井下采空區蓄水的地下水庫保水技術的適用條件，能夠適應不同開采條件煤礦地下水庫是否可以實施的決策，可為礦區煤炭開采與水資源保護的協調發展提供保障，可靠性高，實用性強。

附圖說明