西部缺水矿区地下水库储水容量优化与保水采煤策略

本文主要探讨了在西部缺水矿区采用地下水库技术进行水源蓄存和循环利用的重要性，特别是在保障矿井水资源安全和可持续开采方面的作用。研究的核心内容集中在如何精确计算和确定地下水库的合理储水容量，这对于地下水库技术的稳定运行和经济效益最大化至关重要。 首先，作者通过理论分析、模拟实验和现场实测相结合的方法，揭示了地下水库储水容量的构成。他们发现，地下水库的总储水量包括两个部分：一是储水区域内的垮落带（破碎岩块之间的）自由空隙量，这部分反映了岩体内部的自然孔隙；二是裂隙带中断裂岩层的离层裂隙量，这是由于采空区产生的应力变化导致的岩石层间缝隙扩大。这两个因素共同决定了地下水库的最大储存潜力。 其次，针对煤层倾角对垮落带岩体空隙的影响，研究人员构建了一个类抛物空间形态模型，从而得出了考虑倾斜条件下的垮落带岩体空隙量计算公式。这使得理论计算更加精准，能够更好地适应实际地质条件。 再者，文章引入了覆岩采动裂隙分布的“O”形圈理论模型，用以确定覆岩各层关键层底界面及相邻关键层间断裂岩层的离层空隙量。这种模型考虑了开采活动对裂隙扩展的影响，进一步细化了储水容量的估算。 最后，根据储水水位在垮落带的不同位置，研究人员建立了一套数学表达式，以确定地下水库的极限库容和合理库容。这个确定方法不仅提供了科学依据，还直接指导了李家壕煤矿地下水库的实际建设，确保了工程的顺利实施和资源的有效利用。 总结起来，本文的研究成果为西部缺水矿区地下水库的设计与管理提供了实用的科学依据和技术支持，对于提高矿产资源开发的可持续性和环境保护具有重要意义。关键词包括保水采煤、煤矿地下水库、库容、关键层和采动岩体空隙，这些都是深入理解本文核心内容的关键术语。