專利名稱：一種露天煤礦地下水庫的位置確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地下水庫的位置確定方法，尤其涉及一種露天煤礦地下水庫的位置確定方法。
背景技術(shù)：
露天煤礦在開采過程中，需要進行排水和剝離作業(yè)，目前露天煤礦開采過程中大量的水資源通常被抽排到地面，這樣不僅造成了水資源的浪費，同時采煤過程所污染的水源未進行凈化處理也直接排放到底面，污染環(huán)境。因此，有必要在露天煤礦建設(shè)地下水庫來儲存水資源，建設(shè)露天煤礦地下水庫一方面可以保護水資源，另一方面可以實現(xiàn)不外排采煤過程中污染的水源。因此，為了合理利用露天煤礦的地理條件建設(shè)儲水性能好且便于收集開采地層的地下水的露天煤礦地下水庫，在進行露天煤礦水庫建設(shè)之前，有必要進行露天煤礦地下水庫的建設(shè)位置的篩選。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種露天煤礦地下水庫的位置確定方法，該方法能夠篩選出儲水性能好且便于收集開采地層的地下水的露天煤礦地下水庫位置。
本發(fā)明的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)
一種露天煤礦地下水庫的位置確定方法，包括如下步驟
步驟①勘探露天煤礦采區(qū)底部區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，同時采集露天煤礦采區(qū)底部所勘探區(qū)域的巖石樣本；
步驟②判斷所勘探區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，選擇地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的勘探區(qū)域的巖石樣本進行滲透系數(shù)測定；
步驟③選擇滲透系數(shù)小于或等于預(yù)定值的勘探區(qū)域作為備選區(qū)，測定所述備選區(qū)與下一采區(qū)的距離；
步驟④選擇所有備選區(qū)中與下一采區(qū)的距離最小的備選區(qū)作為露天煤礦地下水庫的建設(shè)位置。
進一步地，步驟①中，所述勘探為地球物理勘探和/或鉆孔勘探。
進一步地，步驟①中，從位于露天煤礦采區(qū)底部IOm深的位置采集巖石樣本。
進一步地，步驟②中，地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的勘探區(qū)域為水平構(gòu)造和/或傾斜構(gòu)造。
進一步地，步驟③中，選擇所述滲透系數(shù)小于或等于I. 0X10_7cm/s的區(qū)域作為備選區(qū)。
進一步地，步驟③中，所述預(yù)定值為I. OX 10_6cm/s。
進一步地，步驟④中，測定各備選區(qū)距下一采區(qū)及地表水的距離之和，選擇距離之和最小的備選區(qū)作為天煤礦地下水庫的建設(shè)位置。
進一步地，步驟④中，測定所述備選區(qū)距下一采區(qū)、地表水及當(dāng)前采區(qū)的排土場的距離之和，選擇距離之和最小的備選區(qū)作為露天煤礦地下水庫的建設(shè)位置。
本發(fā)明通過探測露天煤礦采區(qū)底部地質(zhì)構(gòu)造及滲透系數(shù)，篩選出儲水性能好且便于收集開采地層的地下水的露天煤礦地下水庫位置，實現(xiàn)對露天煤礦地下水庫位置確定進行綜合把握，最大程度地保護露天煤礦地下水資源。


圖I是本發(fā)明露天煤礦地下水庫的位置確定方法示意圖2是利用本發(fā)明露天煤礦地下水庫的位置確定方法的地下水庫位置確定示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例做詳細(xì)描述。
如圖I所示，本發(fā)明提供了一種露天煤礦地下水庫的位置確定方法，包括如下步驟
步驟①勘探露天煤礦采區(qū)底部區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，同時采集露天煤礦采區(qū)底部所勘探區(qū)域的巖石樣本。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述勘探為地球物理勘探和/或鉆孔勘探，并且本發(fā)明優(yōu)選地從位于露天煤礦采區(qū)底部IOm深的位置采集巖石樣本。當(dāng)然，本發(fā)明還可以進一步結(jié)合所述露天煤礦采區(qū)的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)煤巖層勘探數(shù)據(jù)來獲知所述采區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造。
步驟②判斷所勘探區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，選擇地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的勘探區(qū)域的巖石樣本進行滲透系數(shù)測定，本發(fā)明可以通過常水頭法試驗法或變水頭試驗法對所述巖石樣本的滲透系數(shù)進行測定。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的勘探區(qū)域可以包括水平構(gòu)造和 /或傾斜構(gòu)造，但是不可以包括斷裂、斷層、錯層等地質(zhì)構(gòu)造不穩(wěn)定的勘探區(qū)域。選擇地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的勘探區(qū)域測定巖石樣本的滲透系數(shù)是由于有些不穩(wěn)定的地質(zhì)構(gòu)造自身的防滲性能差，影響在此基礎(chǔ)上建設(shè)的地下水庫的儲水能力，例如在出現(xiàn)斷層的位置建設(shè)地下水庫， 水庫中的水體會從斷層位置滲透到較深的地下。
步驟③選擇滲透系數(shù)小于或等于預(yù)定值的勘探區(qū)域作為備選區(qū)，測定所述備選區(qū)與下一采區(qū)的距離。
前述步驟中的預(yù)定值優(yōu)選地為1.0X10_6cm/s，本發(fā)明選擇滲透系數(shù)小于或等于 LOXlO-Ws的區(qū)域作為備選區(qū)以確保待建的露天煤礦地下水庫具有更好的防滲性能，以進一步提高其儲水性能。如果勘探區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造不穩(wěn)定或者勘探區(qū)域的滲透系數(shù)均大于 I. OX 10_6cm/s，本發(fā)明還可以在相應(yīng)的露天煤礦采區(qū)底部區(qū)域進行加強防滲工程，例如鋪設(shè)防滲層。當(dāng)然，本發(fā)明還可以根據(jù)水質(zhì)和地質(zhì)條件等實際因素選擇其他適合的預(yù)定值來保證地下水庫的防滲性能。
步驟④選擇所有備選區(qū)中與下一采區(qū)的距離最小的備選區(qū)作為露天煤礦地下水庫的建設(shè)位置，例如，選擇距離下一采區(qū)的邊緣最小的備選區(qū)。使備選區(qū)與下一采區(qū)保持較小的距離的目的是方便輸送水體至建設(shè)的露天煤礦地下水庫中，降低能耗，節(jié)約輸送成本。 同樣地，為了綜合利用地表水，本發(fā)明還可以優(yōu)選地測定所述備選區(qū)距下一采區(qū)及地表水的距離之和，選擇距離之和最小的備選區(qū)作為天煤礦地下水庫的建設(shè)位置。
更優(yōu)選地，本發(fā)明利用開采當(dāng)前采區(qū)所剝離的礫石和砂礫石來回填露天煤礦地下水庫，因此為了降低運輸回填料的成本，本發(fā)明還可以測定所述備選區(qū)距下一采區(qū)、地表水及當(dāng)前采區(qū)的排土場的距離之和，選擇距離之和最小的備選區(qū)作為天煤礦地下水庫的建設(shè)位置。類似地，本發(fā)明還可以根據(jù)實際環(huán)境選擇適合建設(shè)露天煤礦地下水庫的位置，例如地表建筑物等因素。
如圖2所示，以神華集團某露天煤礦地下水庫選址為例進行進一步說明，該露天煤礦共分五個采區(qū)第一采區(qū)I、第二采區(qū)2、第三采區(qū)3、第四采區(qū)4和第五采區(qū)5，目前第一采區(qū)I已開采完畢，開采工作推進至第二采區(qū)2，目前正在進行第二采區(qū)2的剝離工作，因此在第一采區(qū)I底部進行地下水庫位置確定。
步驟①利用地球物理勘探和鉆孔勘探方式勘探第一采區(qū)I的采煤坑底部區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，同時采集所勘探區(qū)域底部IOm深處的巖石樣本。
步驟②對采煤坑底部區(qū)域的地層、巖層、構(gòu)造進行分析和判斷，選擇地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的勘探區(qū)域的巖石樣本進行滲透系數(shù)測定，如圖2所示，選擇底部地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的采煤坑，即篩選出地質(zhì)構(gòu)造為水平構(gòu)造或傾斜構(gòu)造的區(qū)域A、B、C、D。
步驟③對區(qū)域A、B、C、D的滲透系數(shù)進行測定，所述勘探A、B、C、D的滲透系數(shù)均小于或等于I. O X 10_6cm/s，滿足露天煤礦地下水庫對庫底的要求，因此區(qū)域A、B、C、D均可作為備選區(qū)。
步驟④選擇區(qū)域A、B、C、D與下第二采區(qū)2的距離最小的區(qū)域A作為露天煤礦地下水庫的建設(shè)位置。如圖2所示，區(qū)域A距離第二采區(qū)2的距離最近，因此在該處建設(shè)露天煤礦地下水庫。通過上述方法確定的露天煤礦地下水庫，既方便輸送水體至所述露天煤礦地下水庫中，還能降低能耗，節(jié)約輸送成本。此外，區(qū)域A距離地表水位置及排土場的距離之和最小，因此在A處建立露天煤礦地下水庫不但可以將地下水庫和地表述綜合利用，還可以降低將排土場上的回填料運輸至區(qū)域A的運輸成本。
上述實施例僅供說明本發(fā)明之用，而并非是對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.ー種露天煤礦地下水庫的位置確定方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟①勘探露天煤礦采區(qū)底部區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，同時采集露天煤礦采區(qū)底部所勘探區(qū)域的巖石樣本； 步驟②判斷所勘探區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，選擇地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的勘探區(qū)域的巖石樣本進行滲透系數(shù)測定； 步驟③選擇滲透系數(shù)小于或等于預(yù)定值的勘探區(qū)域作為備選區(qū)，測定所述備選區(qū)與下ー采區(qū)的距離； 步驟④選擇所有備選區(qū)中與下ー采區(qū)的距離最小的備選區(qū)作為露天煤礦地下水庫的建設(shè)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天煤礦地下水庫的位置確定方法，其特征在干，步驟①中，所述勘探為地球物理勘探和/或鉆孔勘探。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天煤礦地下水庫的位置確定方法，其特征在干，步驟①中，從位于露天煤礦采區(qū)底部IOm深的位置采集巖石樣本。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天煤礦地下水庫的位置確定方法，其特征在干，步驟②中，地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的勘探區(qū)域為水平構(gòu)造和/或傾斜構(gòu)造。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天煤礦地下水庫的位置確定方法，其特征在干，步驟③中，選擇所述滲透系數(shù)小于或等于l.OXKTcm/s的區(qū)域作為備選區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天煤礦地下水庫的位置確定方法，其特征在干，步驟③中，所述預(yù)定值為I. OX l(T6cm/s。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天煤礦地下水庫的位置確定方法，其特征在干，步驟④中，測定各備選區(qū)距下ー采區(qū)及地表水的距離之和，選擇距離之和最小的備選區(qū)作為天煤礦地下水庫的建設(shè)位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的露天煤礦地下水庫的位置確定方法，其特征在干，步驟④中，測定所述備選區(qū)距下ー采區(qū)、地表水及當(dāng)前采區(qū)的排土場的距離之和，選擇距離之和最小的備選區(qū)作為露天煤礦地下水庫的建設(shè)位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種露天煤礦地下水庫的位置確定方法，包括步驟①勘探露天煤礦采區(qū)底部區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，同時采集露天煤礦采區(qū)底部所勘探區(qū)域的巖石樣本；步驟②判斷所勘探區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造，選擇地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的勘探區(qū)域的巖石樣本進行滲透系數(shù)測定；步驟③選擇滲透系數(shù)小于或等于預(yù)定值的勘探區(qū)域作為備選區(qū)，測定備選區(qū)與下一采區(qū)的距離；步驟④選擇所有備選區(qū)中與下一采區(qū)的距離最小的備選區(qū)作為露天煤礦地下水庫的建設(shè)位置。本發(fā)明通過探測露天煤礦采區(qū)底部地質(zhì)構(gòu)造及滲透系數(shù)，篩選出儲水性能好且便于收集開采地層的地下水的露天煤礦地下水庫位置，實現(xiàn)對露天煤礦地下水庫位置確定進行綜合把握，最大程度地保護露天煤礦地下水資源。
文檔編號G01V9/00GK102981188SQ20121047333
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者顧大釗, 曹志國, 王宗熙, 李全生, 杜文鳳, 張利忠 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華寶日希勒能源有限公司, 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)