一种煤矿地下水库储水系数的测定方法及电子设备技术

本发明专利技术公开一种煤矿地下水库储水系数的测定方法及电子设备，方法包括：获取待测煤矿地下水库的开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角、每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、每层顶板岩层的初始体积；根据开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角，确定煤层开挖后顶板岩层的垮落空间体积；根据每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、每层顶板岩层的初始体积、以及顶板岩层的垮落空间体积，确定待测煤矿地下水库的储水系数。本发明专利技术可以实现对地下水库储水系数进行合理测定，指导地下水库库容计算、人工坝体结构等进行优化设计。

A method for measuring the water storage coefficient of underground reservoir and its electronic equipment

Including the determination method of the invention discloses a coal mine underground reservoir water storage coefficient and electronic equipment, methods: the initial volume gets measured underground reservoir mining height, promote the length of each layer, each layer thickness of roof strata, roof caving angle, each layer of roof rock broken expansion coefficient of each layer, the roof strata of the original the pores and cracks, each layer of the roof rock; according to the mining height, promote the length of each layer, each layer thickness of roof strata, roof caving angle, determine the coal seam after excavation of roof rock caving space; according to each layer of roof strata thickness, each layer of the roof rock broken coefficient, each layer of the roof rock the original pore and fracture degree, each layer of the roof strata, and the initial volume of the roof rock caving space volume, determine the water storage coefficient measured in coal mine underground reservoir. The invention can make a reasonable determination of the water storage coefficient of the underground reservoir, guide the calculation of the storage capacity of the underground reservoir and the structure of the artificial dam.

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿地下水库储水系数的测定方法及电子设备
本专利技术涉及煤矿地下水库相关
，特别是一种煤矿地下水库储水系数的测定方法及电子设备。
技术介绍
储水系数是指在含水层具有弹性的前提下，由含水层的储水率来定义，即当含水层水头变化一个单位时，从底面积为一个单位、其高度等于含水层厚度的柱体中所释放(或储存)的水量。对于潜水含水层，其储水系数释放的水量主要由两部分组成：一是含水层下部的弹性水量；二是水头变化一个单位所疏干的含水层水量。煤层开采导致上覆岩层发生变形、破坏、垮落，当冒落带、裂隙带高度波及煤层上方的含水层时，含水层发生破坏，含水层中的水通过空隙、裂隙等流入工作面采空区，形成矿井水。据不完全统计，我国西部水资源匮乏的大型矿区平均每开采1吨煤炭需要排放约2吨矿井水，不仅造成了水资源的大量浪费，加剧了西部缺水矿区的生态环境恶化，而且采空区中的积水还会对周边工作面及下部煤层开采造成影响，极易诱发工作面突水溃沙等安全事故。传统的保水开采技术主要包括充填开采(固体、膏体、高水充填)、条带开采、限高开采等，其技术本质为通过降低工作面煤层开采形成的冒落带、裂隙带高度，减轻煤层开采对上部含水层的破坏，但由于充填开采、条带开采等开采方法存在成本高、效率低、效益差等问题，难以实现大面积推广应用。通过建立煤矿地下水库将传统的保水开采转变为储水开采，利用工作面采空区及上部冒落带空间对含水层中的水进行储存，将矿井水变废为宝，不仅可以有效解决煤炭开采导致的水资源浪费问题，而且通过对地下水库水资源进行合理调配，还可以解决西部矿区季节性缺水的难题。地下水库的储水系数不仅与水库的库容计算息息相关，而且还直接影响水库人工坝体的安全，因此，储水系数是煤矿地下水库建设与利用过程中一个非常关键的参数。然而，现有技术并没有关于煤矿地下水库储水系数的确定方法。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有技术缺乏关于煤矿地下水库储水系数的确定方法的技术问题，提供一种煤矿地下水库储水系数的测定方法及电子设备。本专利技术提供一种煤矿地下水库储水系数的测定方法，包括：参数获取步骤，包括：获取待测煤矿用于建设地下水库的工作面开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角、每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、每层顶板岩层的初始体积；垮落空间体积确定步骤，包括：根据用于建设地下水库的工作面开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角，确定煤层开挖后顶板岩层的垮落空间体积；储水系数确定步骤，包括：根据每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、每层顶板岩层的初始体积、以及顶板岩层的垮落空间体积，确定待测煤矿地下水库的储水系数。进一步的，所述储水系数确定步骤，具体包括：根据每层顶板岩层厚度，确定每层顶板岩层对采空区的充填高度，根据每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度，确定在垂直高度方向上每层顶板岩层的储水系数；根据每层顶板岩层的初始体积、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、以及顶板岩层的垮落空间体积，确定待测煤矿地下水库的平均储水系数。更进一步的，所述在垂直高度方向上每层顶板岩层的储水系数采用如下方式确定：第i层顶板岩层的储水系数Ri＝Ki+φi-1，其中，Ki为第i层顶板岩层碎胀系数，φi为第i层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度。更进一步的，所述平均储水系数其中，V为顶板岩层的垮落空间体积，Vi为第i层顶板岩层的初始体积，n为顶板岩层的数量，φi为第i层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度。进一步的，所述垮落空间体积确定步骤，具体包括：根据用于建设地下水库的工作面开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角，确定煤层开挖后顶板岩层的垮落空间体积其中L为推进长度，M为开采高度，mi为第i层顶板岩层厚度，αi为第i层顶板岩层垮落角，li为第i层顶板岩层的垮落长度。本专利技术提供一种用于煤矿地下水库储水系数计算的电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行：参数获取步骤，包括：获取待测煤矿用于建设地下水库的工作面开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角、每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、每层顶板岩层的初始体积；垮落空间体积确定步骤，包括：根据用于建设地下水库的工作面开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角，确定煤层开挖后顶板岩层的垮落空间体积；储水系数确定步骤，包括：根据每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、每层顶板岩层的初始体积、以及顶板岩层的垮落空间体积，确定待测煤矿地下水库的储水系数。进一步的，所述储水系数确定步骤，具体包括：根据每层顶板岩层厚度，确定每层顶板岩层对采空区的充填高度，根据每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度，确定在垂直高度方向上每层顶板岩层的储水系数；根据每层顶板岩层的初始体积、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、以及顶板岩层的垮落空间体积，确定待测煤矿地下水库的平均储水系数。更进一步的，所述在垂直高度方向上每层顶板岩层的储水系数采用如下方式确定：第i层顶板岩层的储水系数Ri＝Ki+φi-1，其中，Ki为第i层顶板岩层碎胀系数，φi为第i层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度。更进一步的，所述平均储水系数其中，V为顶板岩层的垮落空间体积，Vi为第i层顶板岩层的初始体积，n为顶板岩层的数量，φi为第i层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度。进一步的，所述垮落空间体积确定步骤，具体包括：根据用于建设地下水库的工作面开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角，确定煤层开挖后顶板岩层的垮落空间体积其中L为推进长度，M为开采高度，mi为第i层顶板岩层厚度，αi为第i层顶板岩层垮落角，li为第i层顶板岩层的垮落长度。本专利技术通过对顶板岩层的碎胀系数、垮落形态、垮落体积等进行计算，确定含水层下方岩层的破碎块度、充填体积及孔隙、裂隙分布规律，计算得出地下水库的储水系数。本专利技术可以实现对地下水库储水系数进行合理测定，指导地下水库库容计算、人工坝体结构等进行优化设计。附图说明图1为本专利技术一种煤矿地下水库储水系数的测定方法的工作流程图；图2为采空区顶板岩层断裂结构示意图；图3为采空区断裂空间及相关参数示意图；图4为本专利技术最佳实施例一种煤矿地下水库储水系数的测定方法的工作流程图；图5为本专利技术一种用于煤矿地下水库储水系数计算的电子设备的硬件结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细的说明。如图1所示为本专利技术一种煤矿地下水库储水系数的测定方法，包括：步骤S101，包括：获取待测煤矿用于建设地下水库的工作面开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角、每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、每层顶板岩层的初始体积；步骤S102，包括：根据用于建设地下水库的工作面开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角，确定煤层开挖后顶板岩层的垮落空间体积；步骤S103，包括：根据每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层碎胀系数、每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿地下水库储水系数的测定方法，其特征在于，包括：参数获取步骤，包括：获取待测煤矿用于建设地下水库的工作面开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角、每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、每层顶板岩层的初始体积；垮落空间体积确定步骤，包括：根据用于建设地下水库的工作面开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角，确定煤层开挖后顶板岩层的垮落空间体积；储水系数确定步骤，包括：根据每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、每层顶板岩层的初始体积、以及顶板岩层的垮落空间体积，确定待测煤矿地下水库的储水系数。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿地下水库储水系数的测定方法，其特征在于，包括：参数获取步骤，包括：获取待测煤矿用于建设地下水库的工作面开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角、每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、每层顶板岩层的初始体积；垮落空间体积确定步骤，包括：根据用于建设地下水库的工作面开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角，确定煤层开挖后顶板岩层的垮落空间体积；储水系数确定步骤，包括：根据每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、每层顶板岩层的初始体积、以及顶板岩层的垮落空间体积，确定待测煤矿地下水库的储水系数。2.根据权利要求1所述的煤矿地下水库储水系数的测定方法，其特征在于，所述储水系数确定步骤，具体包括：根据每层顶板岩层厚度，确定每层顶板岩层对采空区的充填高度，根据每层顶板岩层碎胀系数、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度，确定在垂直高度方向上每层顶板岩层的储水系数；根据每层顶板岩层的初始体积、每层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度、以及顶板岩层的垮落空间体积，确定待测煤矿地下水库的平均储水系数。3.根据权利要求2所述的煤矿地下水库储水系数的测定方法，其特征在于，所述在垂直高度方向上每层顶板岩层的储水系数采用如下方式确定：第i层顶板岩层的储水系数Ri＝Ki+φi-1，其中，Ki为第i层顶板岩层碎胀系数，φi为第i层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度。4.根据权利要求2所述的煤矿地下水库储水系数的测定方法，其特征在于，所述平均储水系数其中，V为顶板岩层的垮落空间体积，Vi为第i层顶板岩层的初始体积，n为顶板岩层的数量，φi为第i层顶板岩层的原始孔隙和裂隙度。5.根据权利要求1所述的煤矿地下水库储水系数的测定方法，其特征在于，所述垮落空间体积确定步骤，具体包括：根据用于建设地下水库的工作面开采高度、推进长度、每层顶板岩层厚度、每层顶板岩层垮落角，确定煤层开挖后顶板岩层的垮落空间体积其中L为推进长度，M为开采高度，mi为第i层顶板岩层厚度，αi为第i层顶板岩层垮落角，li为第i层顶板岩层的垮落长度。6.一种用于煤矿地下水库储水系数计算的...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞义辉，李全生，张建民，郝兴辉，曹志国，
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