(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210932764.9 (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 国能神东煤炭集团有限责任公司 地址 017219 内蒙古自治区鄂 尔多斯市伊 金霍洛旗乌兰木伦镇上湾金 龙路北 申请人 中国神华能源股份有限公司神东煤 炭分公司 (72)发明人 潘金　杨茂林　郭洋楠　高振宇　 李国庆　 (74)专利代理 机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 1 1240 专利代理师 刘娜 (51)Int.Cl. E21F 17/16(2006.01) G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 煤矿分布式地下 水库的选 址方法 (57)摘要 本发明提供了一种煤矿分布式地下水库的 选址方法， 包括以下步骤， 步骤S1， 确定主采煤层 的底板的坐标、 标高、 以及主采煤层的煤层厚度； 步骤S2， 确定主采煤层的顶板的冒采比和冒落带 高度； 步骤S3， 确定主采煤层的底板的砂地比和 顶板的砂地比； 步骤S4， 根据主采煤层的底板的 标高、 主采煤层的煤层厚度、 顶板的冒落带高度、 底板的砂地比、 顶板的砂地比， 计算得出地下水 库选址的综合评价指数； 步骤S5， 定量评价井田 范围内的地下水库的建设适宜性， 本发明解决了 现有技术中的如何在数十至上百平方公里井田 范围内正确选址， 以实现地下水库坝体应力集中 程度低、 安全 稳定、 水库储水空间大、 储 水性能强 的问题。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 115288792 A 2022.11.04 CN 115288792 A 1.一种煤矿分布式地下 水库的选 址方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1， 确定主采煤层的底板的坐标、 标高、 以及所述主采煤层的煤层厚度； 步骤S2， 确定所述主采煤层的顶板的冒采比和冒落带高度； 步骤S3， 确定所述主采煤层的底板的砂地比和顶板的砂地比； 步骤S4， 根据所述主采煤层的底板的标高、 所述主采煤层的煤层厚度、 顶板的冒落带高 度、 底板的砂地比、 顶板的砂地比， 计算得 出地下水库选址的综合评价指数； 步骤S5， 定量评价井田范围内的所述 地下水库的建 设适宜性。 2.根据权利要求1所述的选 址方法， 其特 征在于， 在所述 步骤S1中， 根据井田地质报告和勘探孔资料， 采集所述主采煤层的底板的坐标、 标高、 以及所述主 采煤层的煤层厚度(x,y,z,m)， 其中， x,y为所述主采煤层的底板的平面坐标， z为所述主采 煤层的底板的标高， m为所述主采煤层的煤层厚度。 3.根据权利要求1所述的选 址方法， 其特 征在于， 在所述 步骤S2中， 根据矿井 盘区的生产数据， 获取 所述主采煤层的冒采比w； 根据第一计算公式： 计算得出所述主采煤层的顶板的冒落带 的高度h， 其中， m为所述主采煤层的煤层厚度， k 为碎胀系数。 4.根据权利 要求3所述的选址方法， 其特征在于， 在所述步骤S2中， 碎胀系数k满足： 1.1 ≤k≤1.5 。 5.根据权利要求3所述的选址方法， 其特征在于， 在所述步骤S2中， 所述主采煤层的煤 层厚度m满足： m＞2.0m。 6.根据权利要求1所述的选址方法， 其特征在于， 在所述步骤S3中， 所述主采煤层的顶 板的砂地比r为在冒落带范围内的粉砂以及砂岩的总厚度与冒落带的高度h的比值， 其中， r ≥0.2。 7.根据权利要求1所述的选址方法， 其特征在于， 在所述步骤S3中， 所述主采煤层的底 板的砂地比f为在底板的采动裂隙带范围内的粉砂以及砂岩的总厚度与采动裂隙带深度的 比值， 其中， 0 ≤f≤0.35。 8.根据权利要求1所述的选址方法， 其特征在于， 在所述步骤S4中， 将所述主采煤层的 底板的标高z、 所述主采煤层的煤层厚度m、 底板的砂地比f、 顶板的砂地比r分别进 行归一化 处理， 所述归一 化处理方法的第二计算公式为： 其中， Xnorm为归一化处理后的值， X0为原始指标值， Xmax和Xmin分 别表示最大值和最小值， 将所述主采煤层的底板的标高z、 所述主采煤层的煤层厚度m、 底板 的砂地比f、 顶板的砂地比r分别代入所述第二计算公式中， 分别对应得出经过所述归一化 处理后的znorm、 mnorm、 fnorm、 rnorm。 9.根据权利要求8所述的选址方法， 其特征在于， 根据经过所述归一化处理后的znorm、 mnorm、 fnorm、 rnorm得出综合评价指数CI 为CI＝mnorm+rnorm‑znorm‑fnorm。 10.根据权利要求9所述的选址方法， 其特征在于， 在所述步骤S5 中， 根据所述综合评价 指数CI绘制井田地下 水库建造适宜性指数SI的等 值线图。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115288792 A 2煤矿分布式地下水库的选址 方法 技术领域 [0001]本发明涉及矿井水利用领域、 采矿工程和水资源的综合应用技术领域， 具体而言， 涉及一种煤矿分布式地下 水库的选 址方法。 背景技术 [0002]西北地区生态环境脆弱， 水资源短缺， 煤炭开采会导致煤层上部的第四系含水层 破坏， 浅层第四系含水层的水是干净 的水， 会下渗到矿井， 导致当地的地下水资源被破坏、 被污染， 严重威胁矿井的生产安全性。 [0003]现有技术中， CN109667538A公开了一种煤矿地下水库矿井水智能直排生态灌溉系 统的施工方法， 该方法提出了在低部位修建地下水库可实现矿井水智能直排； CN102865103A公开了一种矿井地下水的分布式利用方法， 该方法提出了在不透水采空区建 设煤矿分布式地下水库的观点， 提出了在采空区底部回填煤矸石以净化矿井水； CN1087558 36A公开了一种基于矿井水地下储存的矿区水资源综合利用方法， 提出将 外来水 源、 井下排水和顶板来水纳入水资源综合利用， 利用不同的采空 区建设的地下水库， 分别储 存顶板含水层水和矿井水处 理厂出水， 按分质供 水原则进行分类处 理利用。 [0004]上述公开的几个现有技术虽然对于煤矿地下水库的建设运行具有指导意义， 但 是， 如何在数十至上百平方公里井田范围内正确选址， 以实现地下水库坝体应力集中程度 低、 安全稳定、 水库储水空间大、 储水性能强， 仍是一个待解决的技 术难题。 发明内容 [0005]本发明的主要目的在于提供一种煤矿分布式地下水库的选址方法， 以解决现有技 术中的如何在数十至上百平方公里井田范围内正确选址， 以实现地下水库坝体应力集中程 度低、 安全稳定、 水库储水空间大、 储水性能强的问题。 [0006]为了实现上述目的， 根据本发明的一个方面， 提供了一种煤矿分布式地下水库的 选址方法， 包括以下步骤， 步骤S1， 确定主采煤层的底板的坐标、 标高、 以及 主采煤层的煤层 厚度； 步骤S2， 确定主采煤层的顶板的冒采比和冒落带高度； 步骤S3， 确定主采煤层的底板 的砂地比和顶板的砂地比； 步骤S4， 根据主采煤层的底板的标高、 主采煤层的煤层厚度、 顶 板的冒落带高度、 底板的砂地比、 顶板的砂地比， 计算得出地下水库选址的综合评价指数； 步骤S5， 定量评价井田范围内的地下 水库的建 设适宜性。 [0007]进一步地， 在步骤S1中， 根据井田地质报告和勘探孔资料， 采集主采煤层的底板的 坐标、 标高、 以及 主采煤层的煤层厚度(x,y,z,m)， 其中， x,y为主采煤层的底板的平 面坐标， z为主采煤层的底板的标高， m为主采煤层的煤层厚度。 [0008]进一步地， 在步骤S2中， 根据 矿井盘区的生产数据， 获取主采煤层的冒采比w； 根据 第一计算公式： 计算得出主采煤层的顶板的冒落带的高度h， 其中， m为主采 煤层的煤层厚度， k 为碎胀系数。说　明　书 1/5 页 3 CN 115288792 A 3