[發(fā)明專利]一種煤礦地下水庫儲水系數(shù)的原位測試系統(tǒng)及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110057878.9
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN114763746A
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王路軍;李全生;曹志國;方杰;李鵬;張勇;武洋
• 申請（專利權(quán)）人: 神華神東煤炭集團有限責(zé)任公司;北京低碳清潔能源研究院;國家能源投資集團有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21F17/16
• 分類號: E21F17/16;E21D11/38;E21F16/00;G01D21/02
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;張高潔

1.一種煤礦地下水庫儲水系數(shù)的原位測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：

進水系統(tǒng)，所述進水系統(tǒng)包括設(shè)置在高位工作面上的臨時水倉；

儲水系統(tǒng)，所述儲水系統(tǒng)包括水庫，所述水庫由低位工作面上的采空區(qū)、煤柱壩體和人工壩體構(gòu)成，所述人工壩體上設(shè)置有對應(yīng)所述水庫的出水流量監(jiān)測儀與水位監(jiān)測儀；

其中，所述臨時水倉通過由所述高位工作面向所述低位工作面構(gòu)造的輸水結(jié)構(gòu)連接所述水庫，所述輸水結(jié)構(gòu)上設(shè)置有進水流量監(jiān)測儀。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦地下水庫儲水系數(shù)的原位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述輸水結(jié)構(gòu)包括：

進水通道，所述進水通道被構(gòu)造于所述高位工作面與所述低位工作面之間的地層中，且連通所述臨時水倉與所述水庫；

進水管，所述進水管由所述臨時水倉的內(nèi)部延伸至所述進水通道的上半部分中；

其中，所述進水流量監(jiān)測儀設(shè)置于所述進水管上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦地下水庫儲水系數(shù)的原位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述進水系統(tǒng)還包括：

通水閉氣巷道，所述通水閉氣巷道構(gòu)造于所述低位工作面上，所述通水閉氣巷道的一端與所述水庫連通、另一端對應(yīng)所述輸水結(jié)構(gòu)底部的出水口。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦地下水庫儲水系數(shù)的原位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述通水閉氣巷道的頂板上具有凹陷與凸起，所述凹陷位于所述凸起靠近所述水庫的一側(cè)，所述凹陷與所述凸起在所述通水閉氣巷道寬度方向上的長度均等于所述通水閉氣巷道的寬度，所述通水閉氣巷道中在所述凹陷的正下方設(shè)置有擋水墻；

其中，所述擋水墻的頂部高度高于所述通水閉氣巷道頂板的高度且小于所述凹陷最高點的高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煤礦地下水庫儲水系數(shù)的原位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述進水通道呈軸線為直線的管狀結(jié)構(gòu)，所述進水通道的軸線與水平面的夾角為銳角。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦地下水庫儲水系數(shù)的原位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述人工壩體上靠近所述水庫底部的位置分別設(shè)置有均連通所述水庫的排水管與水位監(jiān)測管，所述排水管與所述水位監(jiān)測管上均設(shè)置有閥門；

其中，所述出水流量監(jiān)測儀與所述水位監(jiān)測儀分別設(shè)置于所述排水管與所述水位監(jiān)測管上。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的煤礦地下水庫儲水系數(shù)的原位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述排水管與所述水位監(jiān)測管位于所述水庫內(nèi)部的一端的管口上均設(shè)置有鋼絲濾網(wǎng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的煤礦地下水庫儲水系數(shù)的原位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述排水管與所述水位監(jiān)測管位于所述水庫內(nèi)部的一端管壁上開設(shè)有多個透水孔。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤礦地下水庫儲水系數(shù)的原位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述進水通道的內(nèi)壁與所述進水管的外壁之間還設(shè)置有防水層，所述防水層由砂漿構(gòu)成。

10.一種煤礦地下水庫儲水系數(shù)的原位測試方法，其應(yīng)用于如權(quán)利要求1至9任一項所述的原位測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：

步驟a：通過進水管的進水流量監(jiān)測儀獲取流入水庫的水的流量Qin，通過排水管的出水流量監(jiān)測儀獲取從所述水庫中排出的水的流量Qout，通過水位監(jiān)測管的水位監(jiān)測儀獲取所述水庫當(dāng)前的水位高度h；

步驟b：根據(jù)以下公式計算所述水庫的儲水系數(shù)：

R_h＝(Q_in-Q_out)/V_h

V_h＝(S×h)

其中，R_h為儲水系數(shù)，V_h為水位高度為h時水庫的空間體積，S為水庫面積。