[发明专利]一种煤矿地下水库储水系数的原位测试系统及方法

权利要求书

1.一种煤矿地下水库储水系数的原位测试系统，其特征在于，包括：

进水系统，所述进水系统包括设置在高位工作面上的临时水仓；

储水系统，所述储水系统包括水库，所述水库由低位工作面上的采空区、煤柱坝体和人工坝体构成，所述人工坝体上设置有对应所述水库的出水流量监测仪与水位监测仪；

其中，所述临时水仓通过由所述高位工作面向所述低位工作面构造的输水结构连接所述水库，所述输水结构上设置有进水流量监测仪。

2.根据权利要求1所述的煤矿地下水库储水系数的原位测试系统，其特征在于，所述输水结构包括：

进水通道，所述进水通道被构造于所述高位工作面与所述低位工作面之间的地层中，且连通所述临时水仓与所述水库；

进水管，所述进水管由所述临时水仓的内部延伸至所述进水通道的上半部分中；

其中，所述进水流量监测仪设置于所述进水管上。

3.根据权利要求1或2所述的煤矿地下水库储水系数的原位测试系统，其特征在于，所述进水系统还包括：

通水闭气巷道，所述通水闭气巷道构造于所述低位工作面上，所述通水闭气巷道的一端与所述水库连通、另一端对应所述输水结构底部的出水口。

4.根据权利要求3所述的煤矿地下水库储水系数的原位测试系统，其特征在于，所述通水闭气巷道的顶板上具有凹陷与凸起，所述凹陷位于所述凸起靠近所述水库的一侧，所述凹陷与所述凸起在所述通水闭气巷道宽度方向上的长度均等于所述通水闭气巷道的宽度，所述通水闭气巷道中在所述凹陷的正下方设置有挡水墙；

其中，所述挡水墙的顶部高度高于所述通水闭气巷道顶板的高度且小于所述凹陷最高点的高度。

5.根据权利要求3所述的煤矿地下水库储水系数的原位测试系统，其特征在于，所述进水通道呈轴线为直线的管状结构，所述进水通道的轴线与水平面的夹角为锐角。

6.根据权利要求1所述的煤矿地下水库储水系数的原位测试系统，其特征在于，所述人工坝体上靠近所述水库底部的位置分别设置有均连通所述水库的排水管与水位监测管，所述排水管与所述水位监测管上均设置有阀门；

其中，所述出水流量监测仪与所述水位监测仪分别设置于所述排水管与所述水位监测管上。

7.根据权利要求6所述的煤矿地下水库储水系数的原位测试系统，其特征在于，所述排水管与所述水位监测管位于所述水库内部的一端的管口上均设置有钢丝滤网。

8.根据权利要求7所述的煤矿地下水库储水系数的原位测试系统，其特征在于，所述排水管与所述水位监测管位于所述水库内部的一端管壁上开设有多个透水孔。

9.根据权利要求2所述的煤矿地下水库储水系数的原位测试系统，其特征在于，所述进水通道的内壁与所述进水管的外壁之间还设置有防水层，所述防水层由砂浆构成。

10.一种煤矿地下水库储水系数的原位测试方法，其应用于如权利要求1至9任一项所述的原位测试系统，其特征在于，包括：

步骤a：通过进水管的进水流量监测仪获取流入水库的水的流量Qin，通过排水管的出水流量监测仪获取从所述水库中排出的水的流量Qout，通过水位监测管的水位监测仪获取所述水库当前的水位高度h；

步骤b：根据以下公式计算所述水库的储水系数：

R_h＝(Q_in-Q_out)/V_h

V_h＝(S×h)

其中，R_h为储水系数，V_h为水位高度为h时水库的空间体积，S为水库面积。