[发明专利]煤矿地下水库储水系数测算方法

权利要求书

1.一种煤矿地下水库储水系数测算方法，其特征在于，包括：

获取煤矿地下水库采空区内的储水岩样；

获取储水岩样的内部裂隙空间分布，根据内部裂隙空间分布得到裂隙几何参数的分布概率密度函数和统计岩样内裂隙总数，裂隙几何参数至少包括：裂隙中心点位置、裂隙走向、裂隙倾向、裂隙倾角、裂隙面积和裂隙开度；

对裂隙几何参数的分布概率密度函数运用蒙特卡罗法，生成三维裂隙网络模型；

根据三维裂隙网络模型计算煤矿地下水库储水系数。

2.根据权利要求1所述的煤矿地下水库储水系数测算方法，其特征在于，

获取煤矿地下水库采空区内的储水岩样包括：

对储水岩层进行分层，在每一层取一个储水岩样，每一层储水岩层对应一个储水岩样。

3.根据权利要求1所述的煤矿地下水库储水系数测算方法，其特征在于，

获取储水岩样的内部裂隙空间分布包括：

采用工业CT扫描系统对每个储水岩样进行实时扫描，建立储水岩样的三维数字化模型，得到储水岩样的内部裂隙空间分布。

4.根据权利要求1所述的煤矿地下水库储水系数测算方法，其特征在于，

根据内部裂隙空间分布得到裂隙几何参数的分布概率密度函数和统计岩样内裂隙总数包括：

根据内部裂隙空间分布得到每条裂隙的裂隙几何参数，根据裂隙总数计算每一个裂隙几何参数的均值和均方差；

将均值和均方差带入到裂隙几何参数对应的分布函数中，得到裂隙几何参数分布概率密度函数。

5.根据权利要求1所述的煤矿地下水库储水系数测算方法，其特征在于，

对裂隙几何参数的分布概率密度函数运用蒙特卡罗法，生成三维裂隙网络模型包括以下步骤：

确定生成域的范围；

根据生成域的范围计算总裂隙数；

运用蒙特卡罗法生成裂隙几何参数随机量，每一层中多个裂隙几何参数随机量形成这一层的裂隙网络模型，多层裂隙网络模型生成三维裂隙网络模型。

6.根据权利要求5所述的煤矿地下水库储水系数测算方法，其特征在于，

总裂隙数等于煤矿地下水库采空区的长度、宽度、高度和裂隙体积频率之积。

7.根据权利要求5所述的煤矿地下水库储水系数测算方法，其特征在于，

运用蒙特卡罗法生成裂隙几何参数随机量包括：

生成服从(0,1)区间均匀分布的随机数集合；

利用随机数集合以及裂隙几何参数符合的分布函数生成裂隙几何参数随机量。

8.根据权利要求5所述的煤矿地下水库储水系数测算方法，其特征在于，

根据三维裂隙网络模型计算煤矿地下水库储水系数包括：

首先根据三维裂隙网络模型计算煤矿地下水库采空区内裂隙空间体积，然后根据煤矿地下水库采空区内裂隙空间体积和生成域的范围计算煤矿地下水库储水系数。

9.根据权利要求8所述的煤矿地下水库储水系数测算方法，其特征在于，

计算煤矿地下水库采空区内裂隙空间体积的公式为：

其中，E为煤矿地下水库采空区内裂隙空间体积，N_i为岩体层layer_i生成的总裂隙数，为岩体层layer_i生成的第j条裂隙的面积，为岩体层layer_i生成的第j条裂隙的开度。

10.根据权利要求5所述的煤矿地下水库储水系数测算方法，其特征在于，

煤矿地下水库储水系数计算公式为：

其中，L、W，h分别煤矿地下水库采空区长度、宽度、高度，E为煤矿地下水库采空区内裂隙空间体积，P为煤矿地下水库储水系数，n为岩层分层数量。

11.根据权利要求8所述的煤矿地下水库储水系数测算方法，其特征在于，

根据三维裂隙网络模型计算煤矿地下水库储水系数的公式为：

其中，符号表示向上取整，用于计算坐标(x,y,z)处于哪一岩体层，和分别为该岩体层的第j条裂隙的面积和开度，P(x,y,z)为煤矿地下水库储水系数。