[发明专利]矿区矿井水水质评估方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种矿区矿井水水质评估方法、装置、电子设备及存储介质，其方法包括：S1、确定开采煤层所处的地层结构、成分构成；S2、以物质元素构成构建特征因子数据库，对开采煤层从上至下依次分层测量水质参数由此得到初始特征因子数据集；S3、测量确定矿井水的来源及比例δ_j；S4、确定影响矿井水的修正系数；S5、得出矿井水水质数据。本发明根据研究区地层结构、成分构成构建初始特征因子数据集，通过水‑水混合试验、水‑岩平衡试验分别得到影响矿井水修正系数的低、高值，通过运算得到矿井水水质数据，建立了一整套能够实现矿井水追源关系研究与持续水质评估，有利于后续的采矿作业指导和外排措施合理规划。

技术领域

本发明涉及煤炭开采及矿井水质领域，尤其涉及一种矿区矿井水水质评估方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

煤矿开采多是以井工开采方式进行，为保障矿井安全生产避免发生水害等灾情，大量的矿井水需外排处理，这样矿井水的水质情况就显得比较严重。由于煤炭开采需导通含水层，导致地下含水水由水平方向径流转化为以垂直方向渗流为主，在与多层地下水与煤层上覆岩等接触后会对水质产生明显的影响。目前，矿区开采前详勘、环评等步骤均是通过地下水文孔监测，获取地下含水层，尤其是待开采煤层上方需导通的地下水层水质参数，并以此作为后续矿井水处理工艺选取与设计依据。然而，水质参数(例如：水体的TDS、总硬度、钙、镁、氟离子等，可能会影响矿井水处理站的效果甚至影响部分工艺设备，如残存钙、镁离子结垢对反渗透膜的影响，又比如：F离子(即氟离子)浓度过高而无法达到地表三类水标准)怎样测量与评测，及如何准确反应开采后的真实数据是本领域需要解决的技术难题；现有技术无法确定矿井水的开采煤层来源和物质来源分布，也就无法对矿井水进行持续水平评估或治理分析等，无法从来源上追根溯源分析与评估矿井水，更无法有效采取合理的外排处理措施。

发明内容

本发明的目的在于解决背景技术提出的技术问题，提供一种矿区矿井水水质评估方法、装置、电子设备及存储介质，根据研究区地层结构、成分构成构建初始特征因子数据集，通过水-水混合试验、水-岩平衡试验，分别得到影响矿井水修正系数的低、高值，然后通过运算得到包含有来源及各特征因子浓度的矿井水水质数据，通过矿井水水质数据能够得出矿井水各特征因子的浓度范围，同时也能得到矿井水来源某一层的特征因子浓度范围分布，建立了一整套能够实现矿井水追源关系研究与持续水质评估，有利于后续的采矿作业指导和外排措施合理规划。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供一种矿区矿井水水质评估方法，其方法包括：

S1、确定开采煤层所处的地层结构、成分构成；地层结构包括围岩、顶板煤岩、含水层及三者的厚度，成分构成包括水质参数，水质参数包括物质元素构成；

S2、以物质元素构成构建特征因子数据库，特征因子数据库包括m个特征因子，对开采煤层从上至下依次分层测量水质参数由此得到初始特征因子数据集，开采煤层包括n层，初始特征因子数据集的表达式如下：

U_j＝{U_j1,U_j2,U_ji...U_jm}，其中j表示开采煤层的层编号，1≤j≤n，U_ji表示开采煤层j层、特征因子i的浓度测量值；

S3、测量确定矿井水的来源及比例δ_j，矿井水的来源为开采煤层所对应的层，δ_j表示开采煤层j层的占比；

S4、确定影响矿井水的修正系数；

S41、收集步骤S3矿井水来源中含水层的地下水水样，按照如下方法开展水-水混合试验：