[发明专利]煤矿地下水库环境风险评估方法

权利要求书

1.一种煤矿地下水库环境风险评估方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

分析地下水库的煤岩物理力学性质参数和地下水库内废水组分；

获取采空区围岩破断形态数据及裂隙发育特征数据；

根据所述围岩破断形态数据及裂隙发育特征数据得到围岩应力位移和破坏演化规律；

根据所述煤岩物理力学性质参数和所述围岩应力位移和破坏演化规律确定废水渗流范围和渗流路径；

根据所述废水渗流范围和渗流路径以及所述废水组分确定所述地下水库中的废水对周围地下水区域造成环境污染的风险指数。

2.根据权利要求1所述的煤矿地下水库环境风险评估方法，其特征在于，获取采空区围岩破断形态数据及裂隙发育特征数据的步骤中基于高压压水试验的方法的获取裂隙发育特征数据，其包括：

在采空区周边煤柱体内布置探测钻孔；

向所述探测钻孔中分级加压注水，获取不同注水压力下的注水量大小，分析不同部位、不同注水压力及不同介质的条件下煤柱体内的渗透性进而得到裂隙发育特征数据。

3.根据权利要求2所述的煤矿地下水库环境风险评估方法，其特征在于，获取采空区围岩破断形态数据及裂隙发育特征数据的步骤中基于钻孔窥视方法获取围岩破断形态数据，其包括：

在采空区顶板岩体内布置探测钻孔；

采用钻孔窥视的方式，获取采空区覆岩不同区域及高度的垮落状态数据；

根据所述跨落状态数据得到围岩破断形态数据，所述围岩破断形态数据包括采空区覆岩冒落带和裂隙带的垂直高度及水平扩展范围。

4.根据权利要求1所述的煤矿地下水库环境风险评估方法，其特征在于，根据所述围岩破断形态数据及裂隙发育特征数据得到围岩应力位移和破坏演化规律的步骤中，采用相似模拟试验的方式得到围岩应力位移和破坏演化规律，其包括：

根据相似原理，将采空区岩层以设定比例缩小后采用相似材料制备得到采空区岩层模型；

针对采空区岩层模型中的煤层区进行模拟开采操作；获取采空区岩层模型上的岩层围岩区域由于所述模拟开采操作引起的移动、变形和破坏状态信息；

根据所述移动、变形和破坏状态信息得到围岩应力位移和破坏演化规律。

5.根据权利要求4所述的煤矿地下水库环境风险评估方法，其特征在于，根据相似原理，将采空区岩层以设定比例缩小后采用相似材料制备得到采空区岩层模型的步骤中：

以采空区岩层为原型，根据该采空区岩层的水文地质柱状图和室内岩石力学参数选择骨料及胶结料进行配比试验得到采空区岩层模型。

6.根据权利要求5所述的煤矿地下水库环境风险评估方法，其特征在于，根据相似原理，将采空区岩层以设定比例缩小后采用相似材料制备得到采空区岩层模型的步骤中包括：

按照采空区岩层各分层的原型材料配比各分层的模拟材料；

按照各分层的尺寸自下而上的铺设各分层的模拟材料，相邻量分层间撒云母粉，夯实每一层的模拟材料得到初始岩层模型；

在初始岩层模型的顶板岩层布设压力和应变传感器，在初始岩层模型的覆岩布设孔隙水压传感器和位移观测点；

将初始岩层模型自然养护20-30天，直至初始岩层模型干燥定型后得到采空区岩层模型。

7.根据权利要求6所述的煤矿地下水库环境风险评估方法，其特征在于，针对采空区岩层模型中的煤层区进行模拟开采操作；获取采空区岩层模型上的岩层围岩区域由于所述模拟开采操作引起的移动、变形和破坏状态信息的步骤中包括：

针对采空区岩层模型采用下行开采；

每完成一个开采阶段，待采空区岩层模型移动稳定后，获取采空区岩层模型中压力和应变传感器发送的压力和应变检测数据；获取水压传感器和位移观测点发送的水压和测点数据；获取岩层围岩区域由于所述模拟开采操作引起的移动、变形和破坏状态信息；

所有开采阶段均完成后，根据每一阶段的岩层围岩区域的移动、变形和破坏状态信息得到围岩应力位移和破坏演化规律。