[发明专利]一种露天煤矿地下水库储水系数确定方法

说明书

本发明公开的一种露天煤矿地下水库储水系数确定方法，涉及露天开采矿井水资源保护技术领域。该方法包括以下步骤：首先在露天煤矿地下水库地表均布若干注水钻孔，结合钻孔，采用声波探测技术，确定排土场重构土层性质；然后在钻孔过程中，布置钻孔电视，测定岩层孔隙度；接着在钻孔基础上开展钻孔注水试验，测定储水介质的分层渗透性，计算储水介质的分层孔隙性；最后基于地下水库等高线信息沿高程分层，计算每分层储水量，通过累加计算地下水库总储水量。本发明通过注水试验和先进探测技术，逐层探明了各重构层的基本性质，为计算储水系数提供了基础；同时，通过多种技术手段对露天开采排弃物重构岩层孔隙性质进行确定，提升了计算结果的可靠性。

技术领域

本发明涉及露天开采矿井水资源保护技术领域，具体涉及一种露天煤矿地下水库储水系数确定方法。

背景技术

露天开采过程中需要先将表土层和上覆岩土层剥离后再采出煤炭资源，这种采煤方式带来了土地挖损与压占、水资源流失、植被退化等生态问题，其中水资源破坏是制约矿区生态恢复的关键因子。目前，在“零排放”要求下，部分矿区通过在地表建立蓄水池将矿井水进行储存。这种方式一是会造成大量水资源蒸发浪费，二是可能引起矿井水向水池四周扩散，引起环境污染。

露天开采过程中重要的工序之一是将剥离后的表土层进行堆积后形成排土场，利用排土场堆积构建露天煤矿地下水库，是实现露天开采水资源保护的关键技术和途径。露天煤矿地下水库库容大小是保障区域水资源和生态环境保护的关键，对库容评价的核心是储水系数的确定。然而水库建成后存在内部结构复杂、探测难等问题，导致储水系数确定成为露天煤矿地下水库建设的难题之一。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种露天煤矿地下水库储水系数确定方法，实现露天煤矿地下水库储水系数确定，指导露天煤矿地下水库库容设计、监测等关键技术，为露天开采水资源保护提供基础。针对露天煤矿地下水库各分层储水介质压实性、岩石孔隙度不同等问题，从地表钻孔和注水实验入手，结合钻孔电视和声波测试等技术，对水库内岩层孔隙度、渗透系数进行计算，进而确定储水系数大小，为露天开采地下水库建设提供基础。

根据本发明的目的提出的一种露天煤矿地下水库储水系数确定方法，包括以下步骤：

步骤一：根据露天煤矿地下水库建设范围，注水井位置和可能通过的地层条件，在露天煤矿地下水库地表均布若干注水钻孔，钻孔终孔于地下水库库底或以下位置。

步骤二：结合钻孔，采用声波探测技术，确定排土场重构土层性质。

步骤三：在钻孔过程中，布置钻孔电视，测定岩层孔隙度。

步骤四：在钻孔基础上开展钻孔注水试验，测定储水介质的分层渗透性，计算储水介质的分层孔隙性。

步骤五：基于地下水库等高线信息沿高程分层，计算每分层储水量，通过累加计算地下水库总储水量。

优选的，步骤一中，当钻机造孔至预定深度时下套管，孔底沉淀物厚度小于等于10cm；当钻孔施工至需要注水的层位时布置过滤花管。

优选的，步骤二中确定排土场重构土层性质的方法，包括以下步骤：

S1、通过声波探测技术，对煤矿地下水库进行探测，初步得到排土场各层储水介质孔隙度。

S2、结合声波探测结果和钻孔岩心分析，初步评测各重构岩层物理力学性质和水理性质，得到储水介质孔隙度。

优选的，步骤三中布置钻孔电视测定岩层孔隙度的方法，包括以下步骤：

S1、在进行现场钻孔过程中，利用钻孔电视对钻孔进行探测，通过钻孔电视影像资料反演重构岩层岩性和孔隙。

S2、结合钻孔取芯情况和声波探测结果，进一步分析各个重构岩层的基本性质。