专利名称：地下水库的位置确定方法
技术领域：
本发明涉及矿业开采中水资源保护技术，尤其涉及一种地下水库的位置确定方法。
背景技术：
我国是缺水国家，水资源短缺的现象对国民经济发展和人民生活的改善都构成了威胁。在煤矿开采过程中会产生矿井水，矿井水的外排，不仅浪费了大量宝贵的水资源，而且对周边环境极易构成污染。同时，我国西部地区有丰富的煤炭资源，但水资源匮乏，矿区用水紧张，影响了矿区的生产。
目前，为了利用矿井水，采用的手段通常是在采空区对矿井水进行过滤和处理，再排出到地面上。但是，上述方法的局限性在于只有在进行井下开采时才能充分利用矿井水，当季节轮换，不宜进行开采时，又会造成水资源的短缺。因此，上述方法无法解决西部地区水资源供给季节性失衡的问题。为了解决水资源供给失衡的问题，通常采区保水措施，进行保水开采，目前的保水方式是先确定采区，然后在开采过程中自然形成地下水库。其缺陷是，地下水库的位置往往不是最优的位置，即地下水库的储水量不高。

发明内容
本发明提供了一种地下水库的位置确定方法，以解决开采过程中形成的地下水库储水量不高的缺陷，优化地下水库的选取位置，提高水资源利用率。本发明提供了一种地下水库的位置确定方法，其中，包括如下步骤采集待开采区域地下空间的岩体强度和煤层埋深；将岩体强度大于设定强度值的区域在水平面上的投影，作为地下水库的水平覆盖区域；将煤层埋深的最低位置作为地下水库的底部位置。如上所述的地下水库的位置确定方法，其中，优选的是，将岩体强度大于设定强度值的区域在水平面上的投影，作为地下水库的水平覆盖区域之后，还包括采集岩体裂纹；选择岩体裂纹数小于设定裂纹数的区域；将选择的区域与所述水平覆盖区域之间的交集区在水平面上的投影，作为地下水库的水平覆盖区域。如上所述的地下水库的位置确定方法，其中，优选的是，还包括根据地下水库的空间位置确定各个采区位置，使所述地下水库被同一采区覆盖。如上所述的地下水库的位置确定方法，其中，优选的是，还包括先开采设置地下水库的采区，再开采没有设置地下水库的采区。如上所述的地下水库的位置确定方法，其中，优选的是，开采设置地下水库的采区具体包括由煤层低埋深工作面向煤层高埋深工作面进行开采。如上所述的地下水库的位置确定方法，其中，优选的是所述设定强度值为3Mpa。本发明提供的地下水库的位置确定方法通过采集岩体强度和煤层埋深来确定地下水库的空间位置，对地下水库进行开采前的整体布局，避免了由于地下水库的位置不当造成的储水量小的缺陷，提高了水资源利用率，减少了建设工程，降低了施工成本。


图I为本发明实施例提供的地下水库的位置确定方法流程图一； 图2为本发明实施例提供的地下水库的位置确定方法流程图二 ；图3为本发明实施例提供的地下水库的位置确定方法流程图三；图4为利用本发明实施例提供的地下水库的位置确定方法所确定的地下水库位置示意图。
具体实施例方式图I为本发明实施例提供的地下水库的位置确定方法流程图一，本发明提供了一种地下水库的位置确定方法，其中包括如下步骤步骤110、采集待开采区域地下空间的岩体强度和煤层埋深。在上述步骤中，各个参数的采集通过地下勘探来进行，地下勘探的手段以物探为主，获取上述参数。勘察的范围及密度可根据地形地貌、地质条件等情况并结合实际工程需要而设定。步骤120、将岩体强度大于设定强度值的区域在水平面上的投影，作为地下水库的水平覆盖区域。采集岩体强度，即测量岩体的抗压强度，以某一具体矿区为例，当选定一定体积的区域后，根据矿区勘探的钻孔数量，确定一定数量的测量点，测量点的数量与钻孔数量对应相等。针对上述测量点，取岩石样本，测量样本的岩体抗压强度，若抗压强度大于设定强度值，例如3MPa的测量点满足一定的百分率，例如80%，则视为该区域的岩体强度大于设定的强度值，可选择该区域作为地下水库的水平覆盖区域。 上述实施方式除了考虑到岩体强度参数之外，还可以进一步考虑岩体裂纹数对水库保水量的影响，图2为本发明实施例提供的地下水库的位置确定方法流程图二，优选的是，在步骤120之后,还包括步骤121、采集岩体裂纹数；步骤122、选择岩体裂纹数小于设定裂纹数的区域；步骤123、将选择的区域与所述水平覆盖区域之间的交集区在水平面上的投影，作为地下水库的水平覆盖区域。岩体裂纹数的采集及区域选择与岩体强度相类似，可以选定一定体积的区域，测量该区域内的岩体裂纹数，若测量结果小于设定裂纹数的测量点满足一定数量或百分率，则视为该区域的岩体裂纹数小于设定裂纹数，可将该区域与上述通过岩体强度参数得到的水平覆盖区域取交集，最终确定地下水库的水平覆盖区域。
以上实施方式同时考虑岩体抗压强度和岩体的裂纹数，选择岩体抗压强度大且裂纹数少的区域作为地下水库的水平覆盖区域。在确定了地下水库的水平覆盖区域后，再确定地下水库的深度。步骤130、将煤层埋深的最低位置作为地下水库的底部位置。通过地下勘探探测到煤层的位置，将煤层埋深的最低位置作为地下水库的底部位置。在一个实施例中，如果一个矿区的煤层平均埋深位于地下180米处，则将地下水库的底部位置设置在地下180米，以便后续的开采工作。由于煤层不会是严格的水平，通常带有倾角，使煤层距离水平面在深度170米到200米之间，此时，确定地下水库的底部位置在地下200米处。图3为本发明实施例提供的地下水库的位置确定方法流程图三，根据确定的地下水库位置，再确定开采区布局，上述方法还包括步骤140、根据地下水库的空间位置确定各个采区位置，使地下水库覆盖在同一采 区内。图4为利用本发明实施例提供的地下水库的位置确定方法所确定的地下水库位置示意图，如图4所示，当确定地下水库I的空间位置后，可将采区进行划分，使第三采区2完全覆盖住地下水库1，而与第三采区接壤的第一采区3、第二采区4和第四采区5的覆盖面均没有设置地下水库I。地下水库I位于同一采区，可以减少施工量，避免建设施工量过多的情况。进一步地，上述方法还可以包括步骤150、先开采设置地下水库的采区，再开采没有设置地下水库的采区。先开采设置地下水库的采区能够先形成储水空间，再使后开采的采区产生的矿井水汇集到储水空间，减少矿井水的浪费。在煤矿开采时，根据煤层埋深的高低，由低向高布置工作面。所谓低埋深煤层是指同一煤层中距离地面较远的煤层，所谓高埋深层是指同一煤层中距离地面较近的煤层。从而使开采后较低工作面首先形成地下水库，利用自然渗透快速形成储水空间。本发明实施例提供的地下水库的位置确定方法通过采集岩体强度和煤层埋深来确定地下水库的空间位置，对地下水库进行开采前的整体布局，避免了由于地下水库的位置不当造成的储水量小的缺陷，提高了水资源利用率，减少了建设工程，降低了施工成本。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种地下水库的位置确定方法，其特征在于，包括如下步骤 采集待开采区域地下空间的岩体强度和煤层埋深； 将岩体强度大于设定强度值的区域在水平面上的投影，作为地下水库的水平覆盖区域； 将煤层埋深的最低位置作为地下水库的底部位置。
2.根据权利要求I所述的地下水库的位置确定方法，其特征在于，将岩体强度大于设定强度值的区域在水平面上的投影，作为地下水库的水平覆盖区域之后，还包括 采集岩体裂纹数； 选择岩体裂纹数小于设定裂纹数的区域； 将选择的区域与所述水平覆盖区域之间的交集区在水平面上的投影，作为地下水库的水平覆盖区域。
3.根据权利要求2所述的地下水库的位置确定方法，其特征在于，还包括 根据地下水库的空间位置确定各个采区位置，使所述地下水库被同一采区覆盖。
4.根据权利要求3所述的地下水库的位置确定方法，其特征在于，还包括 先开采设置地下水库的采区，再开采没有设置地下水库的采区。
5.根据权利要求4所述的地下水库的位置确定方法，其特征在于，开采设置地下水库的采区具体包括 由煤层低埋深工作面向煤层高埋深工作面进行开采。
6.根据权利要求I所述的地下水库的位置确定方法，其特征在于所述设定强度值为3Mpa0
全文摘要
本发明公开了一种地下水库的位置确定方法，其中，包括如下步骤采集待开采区域地下空间的岩体强度和煤层埋深；将岩体强度大于设定强度值的区域在水平面上的投影，作为地下水库的水平覆盖区域；将煤层埋深的最低位置作为地下水库的底部位置。本发明实施例提供的地下水库的位置确定方法通过采集岩体强度和煤层埋深的最低位置来确定地下水库的空间位置，对地下水库进行开采前的整体布局，避免了由于地下水库的位置不当造成的储水量小的缺陷，提高了水资源利用率，减少了建设工程，降低了施工成本。
文档编号G01V9/00GK102809765SQ201210256970
公开日2012年12月5日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者顾大钊, 彭苏萍, 贺安民, 张建华, 杜文凤 申请人:中国神华能源股份有限公司, 中国矿业大学(北京)