一種礦井地下水的分布式存儲方法技術

本發明專利技術公開了一種礦井地下水的分布式存儲方法，包括如下步驟：A、對采區地下空間進行勘查，獲得地層的基礎地質數據；B、對礦井地下水進行觀測，獲得地下水的流場分布情況、水質數據以及水壓數據；C、根據步驟A獲得的地層基礎地質數據，和步驟B獲得地下水的流場分布情況、水質數據以及水壓數據，將采煤后一個或多個地下水無法穿透的采空區空間確定為分布式地下水庫的儲水空間；D、在采煤過程中，當確定的儲水空間形成后，其相鄰工作面采煤時產生的地下水，自然滲流到所述儲水空間。本發明專利技術實現了對礦井地下水的合理保存，能夠減少對生態環境的生長及恢復的影響。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及地下水資源的保護與利用領域，特別涉及。
技術介紹
中國是缺水國家，水資源短缺現象對國民經濟發展和人民生活的改善構成了嚴重威脅。在煤炭開采過程中不可避免的會產生礦井地下水，僅國有重點煤礦每年排放的礦井地下水就高達22億噸，平均每開采一噸煤就需要排放2噸廢水。這樣，不僅浪費了大量寶貴的水資源，而且礦井地下水一旦外排，對周邊環境極易構成嚴重的環境污染。在中國西部地區賦存著豐富的煤炭資源，但水資源匱乏，礦區用水及周邊區域用 水緊張的情況進ー步惡化，已經嚴重制約了礦區的正常生產，也不利于資源與環境的協調發展。目前，對礦井地下水的處理仍以抽排到地面為主。由于水資源利用的季節性等因素，造成水資源的極大浪費，加劇了當地水資源供給的失衡。同時，對礦井地下水懸浮物及水質的處理方法大多仍是在礦井水由井下排放在地面進行處理，也容易造成二次污染。對于地下水資源的保護國內已有ー些嘗試，比如峰峰集団梧桐莊礦出于對深部水害的防治及地下水的保護，對礦井水進行井下收集、處理并回灌至奧灰含水層。另外，“礦井水處理工藝及礦井水一體化處理裝置”(CN1884145)、“利用礦井地下巷道空間處理礦井水技術” (CN101012091)、“煤礦礦井水井下凈化處理裝置及方法” (CN102336484A)、“礦井水綜合處理利用技術”(CN101975087A)、“煤礦井下采空區水的凈化方法” (CN1482078)等專利文獻中，分別提出了通過采空區過濾凈化水、巷道空間利用浄水設備處理礦井水、以及對礦井水的收集與利用，以此實現對礦井水的處理及保護。上述方法中，礦井水的收集主要是通過井下水泵及管道將礦井水收集到水倉，通過排水管將水輸送到地面。其中有兩種方式，ー是在井下進行收集后處理，然后復用到生產中；ニ是將水收集后輸送到地面進行處理及利用。不管是收集后井下處理還是地面處理，這兩種方法都是將礦井水從地層空間中消耗走，沒有對水資源進行合理保存，同時導致水位不斷下降，影響生態環境的生長及恢復。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的主要目的在于提供，以實現對礦井地下水的合理保存，減少對生態環境的生長及恢復的影響。為實現上述目的，本專利技術提供了，包括如下步驟A、對采區地下空間進行勘査，獲得地層的基礎地質數據；B、對礦井地下水進行觀測，獲得地下水的流場分布情況、水質數據以及水壓數據；C、根據步驟A獲得的地層基礎地質數據，和步驟B獲得地下水的流場分布情況、水質數據以及水壓數據，將采煤后ー個或多個地下水無法穿透的采空區空間確定為分布式地下水庫的儲水空間；D、在采煤過程中，當確定的儲水空間形成后，其相鄰工作面采煤時產生的地下水，自然滲流到所述儲水空間。較佳地，所述步驟A包括采煤前的勘察和采空區形成后的勘察，分別獲得地層開采前和采空區的基礎地質數據；所述步驟C中，根據獲得的地層開采前和采空區的基礎地質數據，和步驟B獲得地下水的流場分布情況、水質數據以及水壓數據，確定儲水空間。較佳地，所述基礎地質數據至少包括地層結構，各地層巖性，巖石力學強度，巖石滲透性能，采空區的空間范圍。 較佳地，步驟B所述獲得地下水的流場分布情況為確定地下水的流動方向。較佳地，該方法還包括進行首采時，在保障安全的前提下，在采區工作面中最低標高的工作面進行首采。較佳地，該方法進ー步包括，以混凝土防水密閉加固各作為儲水空間的采空區與大巷交叉的平巷出口。較佳地，該方法還包括在作為儲水空間的采空區的平巷ロ加設采空區水位觀測透明膠管以及泄水管路；當采空區水位超過警戒水位時，打開泄水閥進行疏放。由上述的技術方案可見，本專利技術的這種礦井地下水的分布式存儲方法，通過將礦井地下水存儲到能夠防止透水的采空區，而不抽出地面的方式，實現了對礦井地下水的合理保存，能夠減少對生態環境的生長及恢復的影響。附圖說明圖I為本專利技術礦井地下水的分布式存儲方法的過程圖；圖2為本專利技術一個較佳實施例中的分布式水庫的空間示意圖。具體實施例方式以下參照附圖，并舉具體實施例對本專利技術進行詳細說明。本專利技術提供了，通過將礦井地下水存儲到能夠防止透水的采空區，而不抽出地面的方式，實現了對礦井地下水的合理保存，能夠減少對生態環境的生長及恢復的影響。如圖I所示，本專利技術的這種礦井地下水的分布式存儲方法，包括如下步驟步驟101，對采區地下空間進行勘査，獲得地層的基礎地質數據。實際應用中，對采區地下空間的勘察包括采煤前的勘察和采空區形成后的勘察，分別獲得地層開采前和采空區的基礎地質數據。這些基礎地質數據包括地層結構，各地層巖性，巖石力學強度，巖石滲透性能，采空區的空間范圍等等。步驟102，對礦井地下水進行觀測，獲得地下水的流場分布情況、水質數據以及水壓數據。這里所述的獲得地下水的流場分布情況為確定地下水的流動方向。步驟103，根據步驟101獲得的地層基礎地質數據，和步驟102獲得地下水的流場分布情況、水質數據以及水壓數據，將采煤后ー個或多個地下水無法穿透的采空區空間確定為分布式地下水庫的儲水空間。實際應用中，可以根據獲得的地層開采前和采空區的基礎地質數據，和步驟102獲得地下水的流場分布情況、水質數據以及水壓數據，確定儲水空間。步驟104，在采煤過程中，當確定為儲水空間形成后，其相鄰工作面采煤時產生的地下水，自然滲流到所述儲水空間。另外，本專利技術在初始儲水空間的選擇上，改變以往基于防治水理念選擇煤層較高標高進行首采的思路，在采區工作面中最低標高的工作面進行首采，以利于地下水通過自然滲流匯入分布式水庫的各個儲水空間。同時，由于分布式水庫的各個儲水空間有限，大量積水的存在必 然導致水壓的上升，為了防止突水事故的發生，本專利技術還可以采取ー些密封加固工程措施。下面以神東礦區利用分布式水庫存儲地下水的應用情況為實施例對本專利技術作進一步描述首先，為了選取可能適宜的地下儲水空間，對采區地下空間了進行勘査。本實施例中從采區地下空間的綜合勘査成果圖中獲取地層、巖性、構造分布等數據和信息，從地下水分布動態觀測數據庫導入水位數據及其相關數據和信息。充分搜集采區的現有鉆孔數據、水文地質圖以及相關水文地質資料，通過數字化儀、掃描儀等將原始數據數字化，采用數據庫工具管理、維護和處理最終獲得了地層的地層結構、各地層巖性、巖石力學強度、巖石滲透性能、采空區的空間范圍等等基礎地質數據。具體的勘査方法與現有技術相同，這里不再贅述。然后，對礦井地下水進行觀測，獲得地下水的流場分布情況、水質數據以及水壓數據。本實施例中，為了探索地下水的分布特征、流動規律等，對采區地下水的水位、水質、水壓等進行定期動態觀測。地下水分布動態觀測與采集的手段分為人工和自動兩種方式，結合實際水文地質條件，一般設定每周記錄I次數據，通過數字設備導入數據庫中。通過數據庫實現將不同時期、不同格式的多源數據匯集，作為原始水文地質依據。地下水觀測的目的是主要有三個一是通過水位數據獲得地下水的流場分布情況，即地下水的流動方向，基于此可以為選擇地下水庫提供依據，因為水庫的選擇需要使地下水流入其中；ニ是獲得水質數據，了解地下水庫中地下水的污染情況，為將來的處理與利用做依據；三是獲得水壓數據，為密封保護提供依據，使地下水庫的結構強度能否滿足水壓要求，不至于發生泄漏。然后，再根據前面獲得的地層基礎地質數據和地下水的流場分布情況、水質數據以及水本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種礦井地下水的分布式存儲方法，其特征在于，包括如下步驟：A、對采區地下空間進行勘查，獲得地層的基礎地質數據；B、對礦井地下水進行觀測，獲得地下水的流場分布情況、水質數據以及水壓數據；C、根據步驟A獲得的地層基礎地質數據，和步驟B獲得地下水的流場分布情況、水質數據以及水壓數據，將采煤后一個或多個地下水無法穿透的采空區空間確定為分布式地下水庫的儲水空間；D、在采煤過程中，當確定的儲水空間形成后，其相鄰工作面采煤時產生的地下水，自然滲流到所述儲水空間。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：顧大釗，
申請(專利權)人：中國神華能源股份有限公司，中國礦業大學北京，
類型：發明
國別省市：