[發(fā)明專利]一種煤礦地下水庫(kù)儲(chǔ)水系數(shù)的測(cè)定方法及電子設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711222863.3
• 申請(qǐng)日: 2017-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN107882592B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李全生;張建民;龐義輝;郝興輝;曹志國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)神華能源股份有限公司;北京低碳清潔能源研究所;神華神東煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): E21F17/16
• 分類號(hào): E21F17/16;G06F17/50
• 代理公司: 北京邦信陽(yáng)專利商標(biāo)代理有限公司 11012
• 代理人: 崔華;張偉杰

本發(fā)明公開一種煤礦地下水庫(kù)儲(chǔ)水系數(shù)的測(cè)定方法及電子設(shè)備，方法包括：獲取待測(cè)煤礦地下水庫(kù)的開采高度、推進(jìn)長(zhǎng)度、每層頂板巖層厚度、每層頂板巖層垮落角、每層頂板巖層碎脹系數(shù)、每層頂板巖層的原始孔隙和裂隙度、每層頂板巖層的初始體積；根據(jù)開采高度、推進(jìn)長(zhǎng)度、每層頂板巖層厚度、每層頂板巖層垮落角，確定煤層開挖后頂板巖層的垮落空間體積；根據(jù)每層頂板巖層厚度、每層頂板巖層碎脹系數(shù)、每層頂板巖層的原始孔隙和裂隙度、每層頂板巖層的初始體積、以及頂板巖層的垮落空間體積，確定待測(cè)煤礦地下水庫(kù)的儲(chǔ)水系數(shù)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水庫(kù)儲(chǔ)水系數(shù)進(jìn)行合理測(cè)定，指導(dǎo)地下水庫(kù)庫(kù)容計(jì)算、人工壩體結(jié)構(gòu)等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦地下水庫(kù)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種煤礦地下水庫(kù)儲(chǔ)水系數(shù)的測(cè)定方法及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

儲(chǔ)水系數(shù)是指在含水層具有彈性的前提下，由含水層的儲(chǔ)水率來(lái)定義，即當(dāng)含水層水頭變化一個(gè)單位時(shí)，從底面積為一個(gè)單位、其高度等于含水層厚度的柱體中所釋放(或儲(chǔ)存)的水量。對(duì)于潛水含水層，其儲(chǔ)水系數(shù)釋放的水量主要由兩部分組成：一是含水層下部的彈性水量；二是水頭變化一個(gè)單位所疏干的含水層水量。

煤層開采導(dǎo)致上覆巖層發(fā)生變形、破壞、垮落，當(dāng)冒落帶、裂隙帶高度波及煤層上方的含水層時(shí)，含水層發(fā)生破壞，含水層中的水通過(guò)空隙、裂隙等流入工作面采空區(qū)，形成礦井水。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)西部水資源匱乏的大型礦區(qū)平均每開采1噸煤炭需要排放約2噸礦井水，不僅造成了水資源的大量浪費(fèi)，加劇了西部缺水礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境惡化，而且采空區(qū)中的積水還會(huì)對(duì)周邊工作面及下部煤層開采造成影響，極易誘發(fā)工作面突水潰沙等安全事故。傳統(tǒng)的保水開采技術(shù)主要包括充填開采(固體、膏體、高水充填)、條帶開采、限高開采等，其技術(shù)本質(zhì)為通過(guò)降低工作面煤層開采形成的冒落帶、裂隙帶高度，減輕煤層開采對(duì)上部含水層的破壞，但由于充填開采、條帶開采等開采方法存在成本高、效率低、效益差等問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)大面積推廣應(yīng)用。

通過(guò)建立煤礦地下水庫(kù)將傳統(tǒng)的保水開采轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)水開采，利用工作面采空區(qū)及上部冒落帶空間對(duì)含水層中的水進(jìn)行儲(chǔ)存，將礦井水變廢為寶，不僅可以有效解決煤炭開采導(dǎo)致的水資源浪費(fèi)問(wèn)題，而且通過(guò)對(duì)地下水庫(kù)水資源進(jìn)行合理調(diào)配，還可以解決西部礦區(qū)季節(jié)性缺水的難題。地下水庫(kù)的儲(chǔ)水系數(shù)不僅與水庫(kù)的庫(kù)容計(jì)算息息相關(guān)，而且還直接影響水庫(kù)人工壩體的安全，因此，儲(chǔ)水系數(shù)是煤礦地下水庫(kù)建設(shè)與利用過(guò)程中一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù)。

然而，現(xiàn)有技術(shù)并沒(méi)有關(guān)于煤礦地下水庫(kù)儲(chǔ)水系數(shù)的確定方法。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)缺乏關(guān)于煤礦地下水庫(kù)儲(chǔ)水系數(shù)的確定方法的技術(shù)問(wèn)題，提供一種煤礦地下水庫(kù)儲(chǔ)水系數(shù)的測(cè)定方法及電子設(shè)備。

本發(fā)明提供一種煤礦地下水庫(kù)儲(chǔ)水系數(shù)的測(cè)定方法，包括：

參數(shù)獲取步驟，包括：獲取待測(cè)煤礦用于建設(shè)地下水庫(kù)的工作面開采高度、推進(jìn)長(zhǎng)度、每層頂板巖層厚度、每層頂板巖層垮落角、每層頂板巖層碎脹系數(shù)、每層頂板巖層的原始孔隙和裂隙度、每層頂板巖層的初始體積；

垮落空間體積確定步驟，包括：根據(jù)用于建設(shè)地下水庫(kù)的工作面開采高度、推進(jìn)長(zhǎng)度、每層頂板巖層厚度、每層頂板巖層垮落角，確定煤層開挖后頂板巖層的垮落空間體積；

儲(chǔ)水系數(shù)確定步驟，包括：根據(jù)每層頂板巖層厚度、每層頂板巖層碎脹系數(shù)、每層頂板巖層的原始孔隙和裂隙度、每層頂板巖層的初始體積、以及頂板巖層的垮落空間體積，確定待測(cè)煤礦地下水庫(kù)的儲(chǔ)水系數(shù)。

進(jìn)一步的，所述儲(chǔ)水系數(shù)確定步驟，具體包括：

根據(jù)每層頂板巖層厚度，確定每層頂板巖層對(duì)采空區(qū)的充填高度，根據(jù)每層頂板巖層碎脹系數(shù)、每層頂板巖層的原始孔隙和裂隙度，確定在垂直高度方向上每層頂板巖層的儲(chǔ)水系數(shù)；

根據(jù)每層頂板巖層的初始體積、每層頂板巖層的原始孔隙和裂隙度、以及頂板巖層的垮落空間體積，確定待測(cè)煤礦地下水庫(kù)的平均儲(chǔ)水系數(shù)。