專利名稱:地下水庫(kù)的位置確定方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及礦業(yè)開(kāi)采中水資源保護(hù)技術(shù),尤其涉及一種地下水庫(kù)的位置確定方法。
背景技術(shù):
我國(guó)是缺水國(guó)家,水資源短缺的現(xiàn)象對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的改善都構(gòu)成了威脅。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生礦井水,礦井水的外排,不僅浪費(fèi)了大量寶貴的水資源,而且對(duì)周邊環(huán)境極易構(gòu)成污染。同時(shí),我國(guó)西部地區(qū)有豐富的煤炭資源,但水資源匱乏,礦區(qū)用水緊張,影響了礦區(qū)的生產(chǎn)。
目前,為了利用礦井水,采用的手段通常是在采空區(qū)對(duì)礦井水進(jìn)行過(guò)濾和處理,再排出到地面上。但是,上述方法的局限性在于只有在進(jìn)行井下開(kāi)采時(shí)才能充分利用礦井水,當(dāng)季節(jié)輪換,不宜進(jìn)行開(kāi)采時(shí),又會(huì)造成水資源的短缺。因此,上述方法無(wú)法解決西部地區(qū)水資源供給季節(jié)性失衡的問(wèn)題。為了解決水資源供給失衡的問(wèn)題,通常采區(qū)保水措施,進(jìn)行保水開(kāi)采,目前的保水方式是先確定采區(qū),然后在開(kāi)采過(guò)程中自然形成地下水庫(kù)。其缺陷是,地下水庫(kù)的位置往往不是最優(yōu)的位置,即地下水庫(kù)的儲(chǔ)水量不高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種地下水庫(kù)的位置確定方法,以解決開(kāi)采過(guò)程中形成的地下水庫(kù)儲(chǔ)水量不高的缺陷,優(yōu)化地下水庫(kù)的選取位置,提高水資源利用率。本發(fā)明提供了一種地下水庫(kù)的位置確定方法,其中,包括如下步驟采集待開(kāi)采區(qū)域地下空間的巖體強(qiáng)度和煤層埋深;將巖體強(qiáng)度大于設(shè)定強(qiáng)度值的區(qū)域在水平面上的投影,作為地下水庫(kù)的水平覆蓋區(qū)域;將煤層埋深的最低位置作為地下水庫(kù)的底部位置。如上所述的地下水庫(kù)的位置確定方法,其中,優(yōu)選的是,將巖體強(qiáng)度大于設(shè)定強(qiáng)度值的區(qū)域在水平面上的投影,作為地下水庫(kù)的水平覆蓋區(qū)域之后,還包括采集巖體裂紋;選擇巖體裂紋數(shù)小于設(shè)定裂紋數(shù)的區(qū)域;將選擇的區(qū)域與所述水平覆蓋區(qū)域之間的交集區(qū)在水平面上的投影,作為地下水庫(kù)的水平覆蓋區(qū)域。如上所述的地下水庫(kù)的位置確定方法,其中,優(yōu)選的是,還包括根據(jù)地下水庫(kù)的空間位置確定各個(gè)采區(qū)位置,使所述地下水庫(kù)被同一采區(qū)覆蓋。如上所述的地下水庫(kù)的位置確定方法,其中,優(yōu)選的是,還包括先開(kāi)采設(shè)置地下水庫(kù)的采區(qū),再開(kāi)采沒(méi)有設(shè)置地下水庫(kù)的采區(qū)。如上所述的地下水庫(kù)的位置確定方法,其中,優(yōu)選的是,開(kāi)采設(shè)置地下水庫(kù)的采區(qū)具體包括由煤層低埋深工作面向煤層高埋深工作面進(jìn)行開(kāi)采。如上所述的地下水庫(kù)的位置確定方法,其中,優(yōu)選的是所述設(shè)定強(qiáng)度值為3Mpa。本發(fā)明提供的地下水庫(kù)的位置確定方法通過(guò)采集巖體強(qiáng)度和煤層埋深來(lái)確定地下水庫(kù)的空間位置,對(duì)地下水庫(kù)進(jìn)行開(kāi)采前的整體布局,避免了由于地下水庫(kù)的位置不當(dāng)造成的儲(chǔ)水量小的缺陷,提高了水資源利用率,減少了建設(shè)工程,降低了施工成本。
圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的地下水庫(kù)的位置確定方法流程圖一; 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的地下水庫(kù)的位置確定方法流程圖二 ;圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的地下水庫(kù)的位置確定方法流程圖三;圖4為利用本發(fā)明實(shí)施例提供的地下水庫(kù)的位置確定方法所確定的地下水庫(kù)位置示意圖。
具體實(shí)施例方式圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的地下水庫(kù)的位置確定方法流程圖一,本發(fā)明提供了一種地下水庫(kù)的位置確定方法,其中包括如下步驟步驟110、采集待開(kāi)采區(qū)域地下空間的巖體強(qiáng)度和煤層埋深。在上述步驟中,各個(gè)參數(shù)的采集通過(guò)地下勘探來(lái)進(jìn)行,地下勘探的手段以物探為主,獲取上述參數(shù)??辈斓姆秶懊芏瓤筛鶕?jù)地形地貌、地質(zhì)條件等情況并結(jié)合實(shí)際工程需要而設(shè)定。步驟120、將巖體強(qiáng)度大于設(shè)定強(qiáng)度值的區(qū)域在水平面上的投影,作為地下水庫(kù)的水平覆蓋區(qū)域。采集巖體強(qiáng)度,即測(cè)量巖體的抗壓強(qiáng)度,以某一具體礦區(qū)為例,當(dāng)選定一定體積的區(qū)域后,根據(jù)礦區(qū)勘探的鉆孔數(shù)量,確定一定數(shù)量的測(cè)量點(diǎn),測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量與鉆孔數(shù)量對(duì)應(yīng)相等。針對(duì)上述測(cè)量點(diǎn),取巖石樣本,測(cè)量樣本的巖體抗壓強(qiáng)度,若抗壓強(qiáng)度大于設(shè)定強(qiáng)度值,例如3MPa的測(cè)量點(diǎn)滿足一定的百分率,例如80%,則視為該區(qū)域的巖體強(qiáng)度大于設(shè)定的強(qiáng)度值,可選擇該區(qū)域作為地下水庫(kù)的水平覆蓋區(qū)域。 上述實(shí)施方式除了考慮到巖體強(qiáng)度參數(shù)之外,還可以進(jìn)一步考慮巖體裂紋數(shù)對(duì)水庫(kù)保水量的影響,圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的地下水庫(kù)的位置確定方法流程圖二,優(yōu)選的是,在步驟120之后,還包括步驟121、采集巖體裂紋數(shù);步驟122、選擇巖體裂紋數(shù)小于設(shè)定裂紋數(shù)的區(qū)域;步驟123、將選擇的區(qū)域與所述水平覆蓋區(qū)域之間的交集區(qū)在水平面上的投影,作為地下水庫(kù)的水平覆蓋區(qū)域。巖體裂紋數(shù)的采集及區(qū)域選擇與巖體強(qiáng)度相類似,可以選定一定體積的區(qū)域,測(cè)量該區(qū)域內(nèi)的巖體裂紋數(shù),若測(cè)量結(jié)果小于設(shè)定裂紋數(shù)的測(cè)量點(diǎn)滿足一定數(shù)量或百分率,則視為該區(qū)域的巖體裂紋數(shù)小于設(shè)定裂紋數(shù),可將該區(qū)域與上述通過(guò)巖體強(qiáng)度參數(shù)得到的水平覆蓋區(qū)域取交集,最終確定地下水庫(kù)的水平覆蓋區(qū)域。
以上實(shí)施方式同時(shí)考慮巖體抗壓強(qiáng)度和巖體的裂紋數(shù),選擇巖體抗壓強(qiáng)度大且裂紋數(shù)少的區(qū)域作為地下水庫(kù)的水平覆蓋區(qū)域。在確定了地下水庫(kù)的水平覆蓋區(qū)域后,再確定地下水庫(kù)的深度。步驟130、將煤層埋深的最低位置作為地下水庫(kù)的底部位置。通過(guò)地下勘探探測(cè)到煤層的位置,將煤層埋深的最低位置作為地下水庫(kù)的底部位置。在一個(gè)實(shí)施例中,如果一個(gè)礦區(qū)的煤層平均埋深位于地下180米處,則將地下水庫(kù)的底部位置設(shè)置在地下180米,以便后續(xù)的開(kāi)采工作。由于煤層不會(huì)是嚴(yán)格的水平,通常帶有傾角,使煤層距離水平面在深度170米到200米之間,此時(shí),確定地下水庫(kù)的底部位置在地下200米處。圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的地下水庫(kù)的位置確定方法流程圖三,根據(jù)確定的地下水庫(kù)位置,再確定開(kāi)采區(qū)布局,上述方法還包括步驟140、根據(jù)地下水庫(kù)的空間位置確定各個(gè)采區(qū)位置,使地下水庫(kù)覆蓋在同一采 區(qū)內(nèi)。圖4為利用本發(fā)明實(shí)施例提供的地下水庫(kù)的位置確定方法所確定的地下水庫(kù)位置示意圖,如圖4所示,當(dāng)確定地下水庫(kù)I的空間位置后,可將采區(qū)進(jìn)行劃分,使第三采區(qū)2完全覆蓋住地下水庫(kù)1,而與第三采區(qū)接壤的第一采區(qū)3、第二采區(qū)4和第四采區(qū)5的覆蓋面均沒(méi)有設(shè)置地下水庫(kù)I。地下水庫(kù)I位于同一采區(qū),可以減少施工量,避免建設(shè)施工量過(guò)多的情況。進(jìn)一步地,上述方法還可以包括步驟150、先開(kāi)采設(shè)置地下水庫(kù)的采區(qū),再開(kāi)采沒(méi)有設(shè)置地下水庫(kù)的采區(qū)。先開(kāi)采設(shè)置地下水庫(kù)的采區(qū)能夠先形成儲(chǔ)水空間,再使后開(kāi)采的采區(qū)產(chǎn)生的礦井水匯集到儲(chǔ)水空間,減少礦井水的浪費(fèi)。在煤礦開(kāi)采時(shí),根據(jù)煤層埋深的高低,由低向高布置工作面。所謂低埋深煤層是指同一煤層中距離地面較遠(yuǎn)的煤層,所謂高埋深層是指同一煤層中距離地面較近的煤層。從而使開(kāi)采后較低工作面首先形成地下水庫(kù),利用自然滲透快速形成儲(chǔ)水空間。本發(fā)明實(shí)施例提供的地下水庫(kù)的位置確定方法通過(guò)采集巖體強(qiáng)度和煤層埋深來(lái)確定地下水庫(kù)的空間位置,對(duì)地下水庫(kù)進(jìn)行開(kāi)采前的整體布局,避免了由于地下水庫(kù)的位置不當(dāng)造成的儲(chǔ)水量小的缺陷,提高了水資源利用率,減少了建設(shè)工程,降低了施工成本。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改,或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種地下水庫(kù)的位置確定方法,其特征在于,包括如下步驟 采集待開(kāi)采區(qū)域地下空間的巖體強(qiáng)度和煤層埋深; 將巖體強(qiáng)度大于設(shè)定強(qiáng)度值的區(qū)域在水平面上的投影,作為地下水庫(kù)的水平覆蓋區(qū)域; 將煤層埋深的最低位置作為地下水庫(kù)的底部位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地下水庫(kù)的位置確定方法,其特征在于,將巖體強(qiáng)度大于設(shè)定強(qiáng)度值的區(qū)域在水平面上的投影,作為地下水庫(kù)的水平覆蓋區(qū)域之后,還包括 采集巖體裂紋數(shù); 選擇巖體裂紋數(shù)小于設(shè)定裂紋數(shù)的區(qū)域; 將選擇的區(qū)域與所述水平覆蓋區(qū)域之間的交集區(qū)在水平面上的投影,作為地下水庫(kù)的水平覆蓋區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下水庫(kù)的位置確定方法,其特征在于,還包括 根據(jù)地下水庫(kù)的空間位置確定各個(gè)采區(qū)位置,使所述地下水庫(kù)被同一采區(qū)覆蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地下水庫(kù)的位置確定方法,其特征在于,還包括 先開(kāi)采設(shè)置地下水庫(kù)的采區(qū),再開(kāi)采沒(méi)有設(shè)置地下水庫(kù)的采區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地下水庫(kù)的位置確定方法,其特征在于,開(kāi)采設(shè)置地下水庫(kù)的采區(qū)具體包括 由煤層低埋深工作面向煤層高埋深工作面進(jìn)行開(kāi)采。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的地下水庫(kù)的位置確定方法,其特征在于所述設(shè)定強(qiáng)度值為3Mpa0
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種地下水庫(kù)的位置確定方法,其中,包括如下步驟采集待開(kāi)采區(qū)域地下空間的巖體強(qiáng)度和煤層埋深;將巖體強(qiáng)度大于設(shè)定強(qiáng)度值的區(qū)域在水平面上的投影,作為地下水庫(kù)的水平覆蓋區(qū)域;將煤層埋深的最低位置作為地下水庫(kù)的底部位置。本發(fā)明實(shí)施例提供的地下水庫(kù)的位置確定方法通過(guò)采集巖體強(qiáng)度和煤層埋深的最低位置來(lái)確定地下水庫(kù)的空間位置,對(duì)地下水庫(kù)進(jìn)行開(kāi)采前的整體布局,避免了由于地下水庫(kù)的位置不當(dāng)造成的儲(chǔ)水量小的缺陷,提高了水資源利用率,減少了建設(shè)工程,降低了施工成本。
文檔編號(hào)G01V9/00GK102809765SQ201210256970
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者顧大釗, 彭蘇萍, 賀安民, 張建華, 杜文鳳 申請(qǐng)人:中國(guó)神華能源股份有限公司, 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)