[发明专利]一种准确测量煤矿地下水库库容的方法

说明书

本发明公开了一种准确测量煤矿地下水库库容的方法，该方法包括如下步骤：通过对煤田布置钻孔，或者结合现有的地质资料来确定煤层厚度及各个岩层的具体厚度；计算由下往下硬岩层、软弱岩层各自垮落储水高度和裂隙储水高度；采集垮落带岩层范围以下岩层的碎涨系数，采空区走向长及采空区倾向长，通过如下公式计算垮落带、裂隙带岩层范围储水量；通过水位实时监测系统测量煤矿地下水库水位；根据的高度值确定水库库容由下往上所覆盖岩层的高度，计算煤矿地下水库库容。本发明在水位变化时，可以由水位的变化求取水库水储量的变化，或者计算水库的剩余空间等关键数据，对于水库的调配，水资源的预控都有重要作用。

技术领域

本发明涉及一种水库库容测量方法，尤其涉及一种准确测量煤矿地下水库库容的方法。

背景技术

煤矿地下水库是利用煤炭开采形成的采空区岩体空隙，用人工坝体将不连续的安全煤柱连接形成水库坝体，形成相对封闭的储水空间，同时建设矿井水注入设施和取水设施，充分利用采空区岩体对矿井水的自然净化作用，实现矿井水井下储存与利用，该技术已成功在神东矿区全面实施。煤矿地下水库的库容在研究之处采用的方法是水库储水体积乘以储水系数，而储水系数引自《煤矿防治水规定》，该系数是一个经验系数，受煤矿开采多种因素制约，通过影响因素间接估算，并不是直接计算的数学推动系数。

申请号为CN201210256976.6的中国发明专利公开了一种矿井地下水库的库容确定方法，其测量地下水库的库容需要基准矿井，而且需要基准井的岩体强度、煤层埋藏深度、煤层厚度及开采尺寸与待测矿井地下水库一致，这些数据如何量化，如何算一致暂且不好确定，地下水库数量本身就不多，哪里好找埋藏深度、煤层厚度及开采尺寸与待测矿井地下水库一致的矿井，同时如果没有这些条件一致的矿井，这个方法的实用性就大打折扣，因此急需一种新的方式来精确衡量地下水库的库容。

同时，也是最主要的，我们需要精确测量不同水库深度其水库库容，因为库容量并不是与水深成线性关系的，甚至变化非常大；矿上需要随时知道水库的准确库容，按照以往的线性估算，会造成巨大差异，因为采空区面积巨大，基数太大；因此寻找一种可以准确测量煤矿地下水库库容的方法尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种准确测量煤矿地下水库库容的方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种准确测量煤矿地下水库库容的方法，该方法包括如下步骤：

步骤①：通过对煤田布置钻孔，或者结合现有的地质资料来确定煤层厚度h_煤及各个岩层的具体厚度；

步骤②：通过如下公式计算由下往上硬岩层、软弱岩层各自垮落储水高度和裂隙储水高度，

硬岩层综放开采垮落储水高度

硬岩层综放开采裂隙储水高度

软弱岩层综放开采垮落储水高度

软弱岩层综放开采裂隙储水高度

步骤③：采集垮落带岩层范围以下岩层的碎涨系数k，采空区走向长L及采空区倾向长l，通过如下公式计算垮落带岩层范围储水量Q₁，i为垮落储水高度内从下往上第i层岩层；

采集导水裂隙带中分层储水系数σ_j及分层体积V_i，通过如下公式计算裂隙带岩层范围储水量Q₂，j为裂隙储水高度内从下往上第j层岩层；

步骤④：通过水位实时监测系统测量煤矿地下水库水位h_水位；

步骤⑤：根据h_水位的高度值确定水库库容由下往上所覆盖岩层的高度，通过如下公式计算煤矿地下水库库容Q_总，