地下水库储水量的计算方法、存储介质和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种地下水库储水量的计算方法、存储介质和装置，方法包括：获取采煤机割煤后的地下水库的库底曲面方程；确定煤层上方不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程；根据库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板岩层垮落后的储水系数；获取地下水库的水头标高；根据地下水库的水头标高、库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板垮落岩层的水位边界曲线。本发明专利技术解决了现有技术中很难对地下水库的动态储水量进行准确测算与实时监测的技术问题。

Calculation method, storage medium and device for storage capacity of underground reservoirs

The invention provides a method for calculating the water storage capacity of underground reservoir, a storage medium and a device. The method includes: obtaining the equation of the bottom surface of underground reservoir after cutting coal by a shearer; determining the curved surface equation of the collapsed accumulation form of roof strata at different levels above the coal seam; according to the equation of the bottom surface of the reservoir and the collapse of roof strata at different levels. The surface equation of backward accumulation form calculates the water storage coefficient of roof rock strata collapsed in different strata; obtains the head elevation of underground reservoir; calculates the water level boundary curvature of roof collapsed rock strata in different strata according to the head elevation of underground reservoir, the surface equation of reservoir bottom and the surface equation of Different Strata Roof Rock strata collapsed and backward accumulation form. Line. The invention solves the technical problem that it is difficult to accurately calculate and real-time monitor the dynamic water storage of underground reservoir in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
地下水库储水量的计算方法、存储介质和装置
本专利技术涉及计算机领域，尤其涉及一种地下水库储水量的计算方法、存储介质和装置。
技术介绍
煤矿地下水库是利用工作面煤层开采后，采空区冒落的岩层空隙、裂隙对矿井水进行储存、过滤与自净化处理形成的，由于煤层上方不同层位顶板岩层的冒落块度、堆积形态等存在很大差异，地下水库中的水头标高还受到煤层倾角、顶板冒落岩层的亲水性等因素影响，难以确定地下水库水头标高与储水量的关系(储水系数)。虽然可以通过在水库注水口与出水口处分别设计流量计来估算水库的储水量，但由于煤矿地下水库中储存的水量会受到水体下渗、水体与顶板冒落岩层发生渗透等的影响，并且地下水库上方的顶板含水层还会向水库发生淋水(水量难以确定)，因此难以对地下水库中储存的水量进行准确计算与实时监测。由于工作面上部不同层位顶板岩层的厚度、岩性、岩石力学参数等不同，导致顶板岩层垮落后的块度存在很大差异，且煤层一般具有一定的倾斜角度，采煤机截割煤层后形成的水库库底标高也具有一定的高低起伏变化，很难对地下水库的动态储水量进行准确测算与实时监测。
技术实现思路
基于以上问题，本专利技术提出一种地下水库储水量的计算方法、存储介质和装置，解决了现有技术中很难对地下水库的动态储水量进行准确测算与实时监测的技术问题。本专利技术提出一种地下水库储水量的计算方法，包括：获取采煤机割煤后的地下水库的库底曲面方程；确定煤层上方不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程；根据库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板岩层垮落后的储水系数；获取地下水库的水头标高；根据地下水库的水头标高、库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板垮落岩层的水位边界曲线；根据库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板垮落岩层的储水体积，根据不同层位顶板垮落岩层的储水体积以及不同层位顶板岩层垮落后的储水系数计算地下水库储水量。此外，所述获取采煤机割煤后的地下水库的库底曲面方程包括：通过采煤机上安装的三维定位装置获取不同位置点的三维坐标，多个三维坐标形成库底曲面方程。此外，所述根据库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板岩层垮落后的储水系数包括：根据库底曲面方程、第一层顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程、地下水库沿工作面推进方向的长度、地下水库沿工作面采煤机截割方向的长度、第一层顶板岩层沿工作面采煤机截割方向的长度、第一层顶板岩层的厚度和第一层顶板岩层沿工作面推进方向的长度计算第一层顶板岩层垮落后的储水系数。此外，所述根据库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板岩层垮落后的储水系数还包括：根据库底曲面方程、不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程、地下水库沿工作面推进方向的长度、地下水库沿工作面采煤机截割方向的长度、不同层位顶板岩层沿工作面采煤机截割方向的长度、不同层位顶板岩层的厚度和不同层位顶板岩层沿工作面推进方向的长度计算不同层位顶板岩层垮落后的储水系数。此外，所述获取地下水库的水头标高包括：在地下水库的库底的标高较低的位置设置水库水头标高监测压力表，通过水库水头标高监测压力表监测到的压力值获取地下水库的水头标高。此外，所述根据地下水库的水头标高、库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板垮落岩层的水位边界曲线包括：比较步骤，包括：比较地下水库的水头标高与库底曲面方程的垂直坐标值，若地下水库的水头标高大于库底曲面方程的垂直坐标值，则水位边界曲线不存在；若地下水库的水头标高小于等于库底曲面方程的垂直坐标值，则连接多个库底曲面方程的垂直坐标值，得到一层顶板垮落岩层的水位边界曲线；对不同层位顶板垮落岩层分别重复比较步骤得到不同层位顶板垮落岩层的水位边界曲线。本专利技术还提出一种存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机执行所述计算机指令时，用于执行如上述任一项所述的地下水库储水量的计算方法。本专利技术还提出一种地下水库储水量的计算装置，包括：监测终端、存储装置、输入终端、处理系统和显示终端；存储装置的第一输入端连接监测终端，存储装置的第二输入端连接输入终端，存储装置的输出端连接处理系统的输入端，处理系统的第一输出端连接显示终端；通过监测终端获取地下水库的水头标高，监测终端的监测结果传输至存储装置，输入终端输入地下水库的数据至存储装置，存储装置将存入的数据输出给处理系统，处理系统采用如上述任一项所述的地下水库储水量的计算方法计算地下水库储水量，处理系统向显示终端输出显示数据，显示数据包括水头标高、地下水库储水量或警戒水量。此外，所述计算装置还包括：数据上传系统和声光报警装置，处理系统的第二输出端和第三输出端分别连接数据上传系统和声光报警装置；若地下水库储水量超过警戒水量，则声光报警装置发出声光警报，数据上传系统用于将数据上传至地面的上位机。通过采用上述技术方案，具有如下有益效果：本专利技术解决了现有技术中很难对地下水库的动态储水量进行准确测算与实时监测的技术问题，本专利技术提供了一种能够精确的计算煤矿地下水库储水量的计算方法。附图说明图1是本专利技术一个实施例提供的地下水库储水量的计算方法的流程图；图2是本专利技术一个实施例提供的地下水库储水量的计算方法的流程图；图3是本专利技术一个实施例提供的地下水库不同层位顶板岩层垮落曲线的钻孔布置示意图；图4是本专利技术一个实施例提供的地下水库不同层位顶板岩层垮落曲线的钻探点布置示意图；图5是本专利技术一个实施例提供的不同层位顶板岩层垮落后的分界曲面示意图；图6是本专利技术一个实施例提供的地下水库储水量的计算装置的示意图。具体实施方式以下结合具体实施方案和附图对本专利技术进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本专利技术的具体实施方案，并不对本专利技术产生任何限制，本专利技术的保护范围以权利要求书为准。参照图1，本专利技术提出一种地下水库储水量的计算方法，包括：步骤S001，获取采煤机割煤后的地下水库的库底曲面方程；步骤S002，确定煤层上方不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程；步骤S003，根据库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板岩层垮落后的储水系数；步骤S004，获取地下水库的水头标高；步骤S005，根据地下水库的水头标高、库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板垮落岩层的水位边界曲线；步骤S006，根据库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板垮落岩层的储水体积，根据不同层位顶板垮落岩层的储水体积以及不同层位顶板岩层垮落后的储水系数计算地下水库储水量。由于现有技术中，没有综合考虑煤层倾角、煤层顶板岩层的岩性与厚度、采煤机截割煤层后形成的地下水库库底标高、顶板淋水、人工注水与放水等多重影响因素实时变化的煤矿地下水库储水量测算方法，所以本实施例中提出通过对顶板岩层的垮落高度、采煤机截割煤层形成的水库库底变化曲线、地下水库的水头标高曲线等进行综合分析计算，从而得出煤矿地下水库储水量的实时变化情况的计算方法。在步骤S001中，获取到的采煤机割煤后的地下水库的库底曲面方程例如为：fd(z)＝fd(x,y)，其中，x,y,z为地下水库库底的三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地下水库储水量的计算方法，其特征在于，包括：获取采煤机割煤后的地下水库的库底曲面方程；确定煤层上方不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程；根据库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板岩层垮落后的储水系数；获取地下水库的水头标高；根据地下水库的水头标高、库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板垮落岩层的水位边界曲线；根据库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板垮落岩层的储水体积，根据不同层位顶板垮落岩层的储水体积以及不同层位顶板岩层垮落后的储水系数计算地下水库储水量。

【技术特征摘要】
1.一种地下水库储水量的计算方法，其特征在于，包括：获取采煤机割煤后的地下水库的库底曲面方程；确定煤层上方不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程；根据库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板岩层垮落后的储水系数；获取地下水库的水头标高；根据地下水库的水头标高、库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板垮落岩层的水位边界曲线；根据库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板垮落岩层的储水体积，根据不同层位顶板垮落岩层的储水体积以及不同层位顶板岩层垮落后的储水系数计算地下水库储水量。2.根据权利要求1所述的地下水库储水量的计算方法，其特征在于，所述获取采煤机割煤后的地下水库的库底曲面方程包括：通过采煤机上安装的三维定位装置获取不同位置点的三维坐标，多个三维坐标形成库底曲面方程。3.根据权利要求1所述的地下水库储水量的计算方法，其特征在于，所述根据库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板岩层垮落后的储水系数包括：根据库底曲面方程、第一层顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程、地下水库沿工作面推进方向的长度、地下水库沿工作面采煤机截割方向的长度、第一层顶板岩层沿工作面采煤机截割方向的长度、第一层顶板岩层的厚度和第一层顶板岩层沿工作面推进方向的长度计算第一层顶板岩层垮落后的储水系数。4.根据权利要求3所述的地下水库储水量的计算方法，其特征在于，所述根据库底曲面方程和不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程计算不同层位顶板岩层垮落后的储水系数还包括：根据库底曲面方程、不同层位顶板岩层垮落后堆积形态的曲面方程、地下水库沿工作面推进方向的长度、地下水库沿工作面采煤机截割方向的长度、不同层位顶板岩层沿工作面采煤机截割方向的长度、不同层位顶板岩层的厚度和不同层位顶板岩层沿工作面推进方向的长度计算不同层位顶板岩层垮落后的储水系数。5.根据权利要求1所述的地下水库储水量的计算方...

【专利技术属性】
技术研发人员：周保精，李全生，庞义辉，李鹏，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，北京低碳清洁能源研究所，神华神东煤炭集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11