[發明專利]西部礦區開采擾動下礦井水來源判別方法

在審

• 申請號: 202011179309.3
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112508330A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 楊建;王強民;王皓;張溪彧;董興玲;王甜甜
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F17/11;G01N33/18;G01F23/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 李振文

一種西部礦區開采擾動下礦井水來源判別方法，包括：步驟1：確定煤層及頂板地層結構特征；步驟2：確定研究區各含水層水位和水質特征；步驟3：根據各含水層水位變化確定礦井水來源；步驟4：確定井下礦井水水質特征和來源比例。由此，通過分析研究區煤層及其頂板各層段地層厚度、巖性巖相等特征，掌握含水層分布發育規律、水位和水質特征，確定水質指標標準值，監測煤炭開采過程中各含水層的水位變化情況，確定煤炭開采擾動下導水裂縫帶溝通的含水層情況和礦井水來源，取樣檢測礦井水中常規水化學指標和環境同位素指標，并建立科學的開采擾動下礦井水來源比例計算公式，實現對煤炭開采擾動條件下礦井水來源和比例的準確判斷。

技術領域

本發明涉及地質、水文地質、采礦工程和水文地球化學綜合應用 的技術領域，尤其涉及一種西部礦區開采擾動下礦井水來源判別方法。

背景技術

西部鄂爾多斯盆地是我國煤炭資源開采的核心區域，多個礦區在 煤炭開采過程中，出現了礦井涌水量大、充水含水層補給好的特點， 但是其來源一直不清楚，特別是煤炭開采過程中是否會導致淺部第四 系松散層水漏失。為了解決上述問題，必須掌握煤層及頂板地層結構 特征，確定研究區各含水層水位和水質特征，查清開采擾動下各含水 層水位變化規律，準確判斷井下礦井水水質特征和來源比例，這一方 面可以為西部礦區水資源保護和生態供水保障提供科學依據，另一方 面可以指導煤礦井下防治水工作的開展。因此，在提出并制定科學合 理的礦區水資源保護、生態恢復和水害防治措施之前，必須查清礦區煤炭開采擾動前后含水層水位變化和水質特征，以及礦井水水質特征， 并建立礦井水來源比例計算公式，實現對西部礦區開采擾動下礦井水 來源判別，但是鑒于西部鄂爾多斯盆地陸相沉積地層結構、含水層賦 水、水文地球化學演化的復雜性和高強度開采擾動的破壞性影響，往 往又難以建立科學準確的一種西部礦區開采擾動下礦井水來源判別 方法。

為此，本發明的設計者有鑒于上述缺陷，通過潛心研究和設計， 綜合長期多年從事相關產業的經驗和成果，研究設計出一種西部礦區 開采擾動下礦井水來源判別方法，以克服上述缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種西部礦區開采擾動下礦井水來源判 別方法，解決了現有技術難以科學準確判斷西部礦區開采擾動下礦井 水來源和比例難以確定的問題，能有效實現對煤炭開采擾動條件下礦 井水來源和比例的準確判斷。

為實現上述目的，本發明公開了一種西部礦區開采擾動下礦井水 來源判別方法，其根據研究區煤層頂板地層結構特征，并建立開采擾 動下礦井水來源比例計算公式，實現對煤炭開采擾動條件下礦井水來 源和比例的準確判斷；其特征在于包括如下步驟：

步驟1：確定煤層及頂板地層結構特征；

收集整理研究區的地質勘探資料，確定研究區中煤層及其頂板的 各層段的地層厚度、巖性巖相的特征，以明確各層段的含水層的分布 和發育規律；

步驟2：確定研究區各含水層水位和水質特征；

開展各含水層的水位監測和水質取樣分析，確定研究區各含水層 在未受到開采擾動條件下的水位和水質特征，從而確定研究區的水質 指標標準值；

步驟3：根據各含水層水位變化確定礦井水來源；

利用研究區的水位自動監測系統，監測整個煤炭開采過程中各含 水層的水位變化情況，并開展工作面頂板覆巖破壞實測，確定煤炭開 采過程中導水裂縫帶發育高度，確定煤炭開采擾動下導水裂縫帶溝通 的含水層情況，確定井下礦井水的來源；

步驟4：確定井下礦井水水質特征和來源比例；

取樣檢測礦井水中常規水化學指標和環境同位素指標，綜合步驟 2中含水層水質指標標準值，建立礦井水來源比例計算公式(1)，計 算出礦井水中各含水層地下水的比例；