張 保，曹志國，池明波，吳寶楊，張西斌，張 勇

（1.國家能源集團(tuán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院，北京 102211；2.國家能源集團(tuán)煤炭開采水資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京110011；3.華能煤業(yè)有限公司，北京 100070；4.華能云南滇東能源有限責(zé)任公司礦業(yè)分公司，云南曲靖 655508）

神東礦區(qū)位于干旱缺水的毛烏素沙漠邊緣地區(qū)，生態(tài)環(huán)境極其脆弱，水資源嚴(yán)重匱乏[1-2]。目前西部礦區(qū)已經(jīng)成為我國煤炭資源開發(fā)的“主戰(zhàn)場(chǎng)”，煤炭大規(guī)模開采使生態(tài)環(huán)境和水資源情況加速惡化，造成了西部礦區(qū)缺水的局面[3-4]。隨著神東礦區(qū)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)和生活用水量也隨之增加，而地面水資源日漸匱乏導(dǎo)致礦區(qū)用水的問題越來越突出，西部礦區(qū)水資源的保護(hù)與利用已成為國家戰(zhàn)略要求和煤炭企業(yè)必須解決的關(guān)鍵問題[5-6]?，F(xiàn)有的保水采煤和將大量礦井水外排會(huì)引起水資源大量蒸發(fā)損失的問題[7-8]。針對(duì)上述神東礦區(qū)水資源保護(hù)與利用的問題，顧大釗院士首次提出了“導(dǎo)儲(chǔ)用”為核心的煤礦地下水庫礦井水保護(hù)與利用的理念，并在神東礦區(qū)13 個(gè)礦井進(jìn)行了大量的工程實(shí)踐，目前已建成煤礦地下水庫33 座，儲(chǔ)水量最高時(shí)達(dá)3 300 萬m3，給礦區(qū)供應(yīng)95%以上的用水，每年創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益10 億元以上，并在西部其他礦區(qū)積極推廣。

1 建設(shè)煤礦地下水庫的適應(yīng)性條件

1）水資源匱乏、生態(tài)脆弱地區(qū)。我國水資源分布為南多北少、東多西少，而煤炭資源北富南貧，西多東少，水資源與煤炭資源呈現(xiàn)逆向分布的特點(diǎn)。晉陜蒙甘寧等省份已探明的煤炭資源儲(chǔ)量占全國總儲(chǔ)量的71.6 %，而水資源量僅占全國的3.9 %。我國西部礦區(qū)開發(fā)面臨2 個(gè)問題：一是水資源匱乏；二是生態(tài)環(huán)境脆弱。西部地區(qū)長期干旱，年降水量小，蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降雨量，地表植被不良，這些地區(qū)隨著工農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，加之煤炭高強(qiáng)度開發(fā)，缺水的問題日趨嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，西部地區(qū)正在生產(chǎn)和建設(shè)的大型煤炭基地，礦區(qū)水源地日供水能力僅為需水量的1/2。西部礦區(qū)是我國煤炭的主產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)能關(guān)系到國家能源安全，傳統(tǒng)的保水采煤會(huì)對(duì)產(chǎn)能產(chǎn)生一定的影響。既要保證產(chǎn)能，又要對(duì)水資源進(jìn)行保護(hù)和利用，煤礦地下水庫建設(shè)無疑是最佳的選擇。

2）采煤方法。根據(jù)不同的地質(zhì)條件、開采條件、資源儲(chǔ)量和設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力等，可選擇的采煤方法有很多種，總體來說柱式采煤法不適宜建設(shè)煤礦地下水庫。采用壁式采煤法中的走向長壁采煤法、傾斜長壁采煤法、大采高一次采全厚綜采、綜采放頂煤、水平分層采煤法等礦井均能形成面積較大且規(guī)整的采空區(qū)，且頂板管理采用全部垮落法，有利于井下儲(chǔ)水，適宜建設(shè)地下水庫。

3）煤層傾角和厚度及煤的硬度。①建設(shè)煤礦地下水庫較為適宜的是近水平煤層，煤層傾角0°～8°，煤層傾角越小，底板起伏越小，水庫儲(chǔ)水系數(shù)越高，反之，煤層角度越大，儲(chǔ)水系數(shù)越低，而且當(dāng)水頭高度高于人工壩體時(shí)，礦井水通過人工壩體上部裂隙滲流，人工壩體上部有滲水的可能性；②建設(shè)煤礦地下水庫較為適宜的是中厚煤層和厚煤層，一般采高越大，采空區(qū)空間越大，儲(chǔ)水量越高，反之，薄煤層儲(chǔ)水空間小，而且隨著底板起伏，低洼處形成不可循環(huán)的靜水的可能性增大，不利于水庫間調(diào)水和水資源再利用；③煤礦地下水庫壩體大部分為設(shè)計(jì)留設(shè)的保護(hù)煤柱，煤的強(qiáng)度很關(guān)鍵，是煤體抗破壞能力的主要指標(biāo)之一，直接影響到煤柱壩體的安全性，一般普氏系數(shù)f 大于2 的硬煤其強(qiáng)度能滿足水庫的建設(shè)要求，煤的普氏系數(shù)越高，煤柱壩體抗破壞能力越強(qiáng)，壩體越安全。

4）水文地質(zhì)條件。一般水文地質(zhì)條件為中等及簡單的礦井適宜建設(shè)煤礦地下水庫，礦井主要為孔隙、裂隙、巖溶含水，補(bǔ)給水量較穩(wěn)定，有一定的補(bǔ)給水源，一般歷年礦井涌水量較穩(wěn)定的礦井最佳。涌水量較大的礦井，水庫庫容短時(shí)間內(nèi)注滿，調(diào)水空間很小，仍需依靠排水系統(tǒng)將大部分礦井水外排，不宜建設(shè)分布式地下水庫。

5）其他開采條件。①煤層頂板：偽頂、直接頂一般為中硬巖層，如頂板巖層普氏系數(shù)太高，頂板管理較復(fù)雜，容易發(fā)生頂板事故，尤其頂板大面積冒落事故，一般會(huì)引起小范圍礦震，不利于煤礦地下水庫壩體的穩(wěn)定性，而頂板巖層普氏系數(shù)太低可能會(huì)導(dǎo)致采空區(qū)破碎巖體碎漲系數(shù)偏低，水庫儲(chǔ)水系數(shù)過低，不利于水庫蓄水；②煤層底板：水庫一般建設(shè)在底板巖層滲透性低的煤層中，且底板起伏較少，底板不能遇水泥化，易對(duì)出水口造成阻塞；③瓦斯：一般選擇瓦斯礦井，由于高瓦斯礦井一般會(huì)進(jìn)行煤層瓦斯抽采，瓦斯抽采的過程會(huì)使煤柱裂隙擴(kuò)展，而布置過瓦斯抽采鉆孔的煤柱不宜作為水庫煤柱壩體使用，建成后易滲水，水庫利用采空區(qū)建設(shè)而成，高瓦斯礦井采空區(qū)上方瓦斯積聚，而調(diào)水會(huì)影響瓦斯運(yùn)移，有可能造成水庫周圍巷道瓦斯超限；④沖擊地壓：井巷或工作面周圍可能出現(xiàn)能量突然釋放的動(dòng)力現(xiàn)象，一般有強(qiáng)烈震動(dòng)、瞬間底（幫）鼓、煤巖彈射等現(xiàn)象，煤礦地下水庫煤柱壩體內(nèi)一般存在應(yīng)力集中，沖擊地壓不利于煤柱壩體的穩(wěn)定性，由此，有強(qiáng)沖擊傾向性礦井不宜建設(shè)地下水庫；⑤地震烈度：由于自然地震有可能引起井下局部甚至大規(guī)模礦震，不利于煤礦地下水庫壩體的穩(wěn)定性，因此，建設(shè)地下水庫的礦井其地震基本烈度不宜超過7 度。

6）多煤層開采順序。多煤層開采時(shí)在以下條件下可進(jìn)行上行開采：上部煤層為劣質(zhì)煤或薄煤層或不穩(wěn)定煤層，開采困難，下部煤層為厚煤層或優(yōu)質(zhì)煤，且上行開采不影響上煤層完整性；上部煤層有沖擊地壓或煤與瓦斯突出危險(xiǎn)，下部煤層作為解放層開采；上部煤層含水豐富，采下部煤層有利于疏水。多煤層開采可進(jìn)行上行開采時(shí)，適宜在下煤層較低或有天窗位置布置煤礦地下水庫，該方法既能增加地下水庫使用年限，又能避免水庫壓覆和時(shí)空銜接的問題。

2 煤礦地下水庫設(shè)計(jì)體系

通過對(duì)煤礦地下水庫的提前規(guī)劃、布局和設(shè)計(jì)可將煤礦地下水庫設(shè)計(jì)體系的構(gòu)建及其與礦井整體設(shè)計(jì)深度融合。煤礦地下水庫設(shè)計(jì)體系如圖1。

圖1 煤礦地下水庫設(shè)計(jì)體系Fig.1 Coal mine underground reservoir design system

1）水庫選址。分布式地下水庫由若干采區(qū)或工作面子水庫組成，根據(jù)初步設(shè)計(jì)確定的采區(qū)劃分，分析各采區(qū)覆巖含水層賦存情況、水力聯(lián)系、地下水補(bǔ)逕排條件、底板標(biāo)高、底板滲透性和隔水層厚度和導(dǎo)水構(gòu)造分布情況等[9-10]。上覆巖層含水層厚度較大、底板標(biāo)高較低、滲透性差、隔水層較厚且無導(dǎo)水構(gòu)造的采區(qū)適宜建設(shè)子水庫，實(shí)際選址時(shí)很難有采區(qū)能滿足以上全部條件，可視具體情況綜合評(píng)價(jià)，進(jìn)行子水庫選址。當(dāng)上下煤層同時(shí)布置子水庫時(shí)，下煤層水庫選址要充分考慮與上煤層水庫的安全距離，且要盡量減少上下水庫間的調(diào)水距離[11]。

2）庫容設(shè)計(jì)。子水庫的庫容主要受采空區(qū)巖體碎脹系數(shù)、采區(qū)面積、底板起伏和儲(chǔ)水系數(shù)等影響[12-13]。當(dāng)子水庫不僅作為儲(chǔ)水單元，且在水循環(huán)中起到凈化水的作用，還應(yīng)考慮采區(qū)涌水量、礦井水平衡等因素。如某采區(qū)地質(zhì)條件好，建設(shè)條件和經(jīng)濟(jì)性高，適宜建設(shè)長期服務(wù)的子水庫，但采區(qū)涌水量不穩(wěn)定，為穩(wěn)定出水量和增強(qiáng)凈化效果，應(yīng)適當(dāng)加大采區(qū)面積，增加庫容且加長礦井水凈化距離，使其出水流量穩(wěn)定且可直接在井下回用[14]。

3）子水庫時(shí)空順序。采區(qū)銜接順序一般遵循距主副井先近后遠(yuǎn)、埋深先淺后深、多煤層開采先上后下的原則，子水庫建設(shè)就是采區(qū)采空區(qū)形成的過程，因此，子水庫時(shí)空順序應(yīng)主要考慮與采區(qū)銜接相協(xié)調(diào)。近水平煤層開采時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整采區(qū)開采順序，根據(jù)水庫選址先開采適宜建設(shè)長期服務(wù)子水庫的采區(qū)。在首個(gè)子水庫達(dá)到預(yù)警水位之前，需建設(shè)完成其他子水庫或及時(shí)泄水。根據(jù)各水庫不同凈化效果，提前規(guī)劃各水庫在水循環(huán)系統(tǒng)中的作用，依據(jù)各子水庫重要程度對(duì)子水庫建設(shè)進(jìn)行排序，對(duì)采區(qū)銜接計(jì)劃進(jìn)行微調(diào)。

4）管網(wǎng)及巷道布置。各子水庫需有至少1 個(gè)注水口和1 個(gè)出水口，通過給排水管路將各子水庫連接，用于各子水庫均不超過預(yù)警水位和常規(guī)的調(diào)水。各子水庫由于水流路徑及采空區(qū)巖體巖性不同，凈化效果不同，將各出水口水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)不同的水質(zhì)將各出水管分別接入消防灑水、采掘設(shè)備用水、水處理和排水等系統(tǒng)。沿走向推進(jìn)的采區(qū)，一般注水口和出水口均在采區(qū)巷道側(cè)，管路、加壓泵房及其附屬設(shè)施可布置在進(jìn)、回風(fēng)巷道口和采區(qū)聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，采用已有巷道改造或預(yù)留的方式布置。沿傾向推進(jìn)的采區(qū)，一般注（出）水口在采空區(qū)最遠(yuǎn)端，需提前預(yù)留2 條巷道用于布置給（排）水管路，掘進(jìn)至凈化水路徑最遠(yuǎn)端或底板最高（低）處，出（注）水口、管路、加壓泵房及其附屬設(shè)施可布置在進(jìn)、回風(fēng)巷道口和采區(qū)聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)。

5）煤柱壩體設(shè)計(jì)。煤礦地下水庫壩體由煤柱壩體和人工壩體組成，其中煤柱壩體一般為采區(qū)邊界保護(hù)煤柱或相鄰工作面間保護(hù)煤柱。根據(jù)水庫選址規(guī)劃，提前對(duì)保護(hù)煤柱進(jìn)行定性定位，煤柱壩體寬度應(yīng)符合《煤礦防治水細(xì)則》中防隔水煤柱尺寸不得小于20 m 的規(guī)定。巷道一側(cè)煤柱非彈性區(qū)受埋深、頂?shù)装鍘r性、礦壓等因素影響，而地下水庫一側(cè)煤柱非彈性區(qū)還受到側(cè)向水壓、水浸時(shí)間、水浸次數(shù)等因素影響[15]，水壓致裂和水浸弱化煤體強(qiáng)度，多因素影響煤柱非彈性區(qū)的機(jī)理較為復(fù)雜，目前仍難以量化計(jì)算，由此，煤柱壩體寬度仍需要理論計(jì)算、物理實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法確定[16-17]。對(duì)于生產(chǎn)礦井，按照正常工作面回采留設(shè)了保護(hù)煤柱，有儲(chǔ)水需求而將采空區(qū)改造成地下水庫，原保護(hù)煤柱有滲漏的風(fēng)險(xiǎn)，儲(chǔ)水前應(yīng)對(duì)煤柱進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，存在安全風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域需進(jìn)行局部注漿加固。煤柱寬度可采用式（1）計(jì)算[18]：

式中：W 為煤柱壩體寬度，m；x0為地下水庫一側(cè)煤柱非彈性區(qū)寬度，m；x0′為巷道一側(cè)煤柱非彈性區(qū)寬度，m；k 為調(diào)整系數(shù)；M 為煤層厚度，m。

6）人工壩體設(shè)計(jì)。每個(gè)工作面回采后在進(jìn)、回風(fēng)巷道口構(gòu)筑人工壩體，其安全性主要受尺寸、構(gòu)筑形式、承載力和穩(wěn)定性等影響。人工壩體目前的構(gòu)筑形式主要有平板型、T 字型、工字型、梯形等。平板型人工壩體結(jié)構(gòu)為磚、充填材料、素混凝土、鋼筋混凝土、工字鋼等構(gòu)筑的單一或復(fù)合結(jié)構(gòu)。人工壩體根據(jù)厚度計(jì)算公式保證壩體的承載力，通過選擇有針對(duì)性的構(gòu)筑形式保證壩體的穩(wěn)定性[19]。人工壩體厚度可采用式（2）計(jì)算：

式中：S 為人工壩體厚度，m；K1為調(diào)整系數(shù)，p為抗水壓強(qiáng)度，MPa；F 為壩體截面積，m2；［τ］為壩體抗剪強(qiáng)度，MPa；L 為煤柱壩體內(nèi)掏槽槽體周長，m。

7）壩體連接處設(shè)計(jì)。壩體連接處是指人工壩體嵌入煤柱壩體的部分及其錨固部件。構(gòu)筑人工壩體前需在煤柱上進(jìn)行掏槽，掏槽深度在一定程度上增加了連接處煤體和混凝土之間的接觸面積，有利于連接處防滲。連接處連接工藝是指人工壩體與煤柱壩體之間錨固方式、參數(shù)，一般采用錨桿，也可采用工字鋼、鋼板或組合形式。錨桿間排距不宜過密或過疏，既要連接處煤體裂隙發(fā)育程度不宜過高，又能達(dá)到連接強(qiáng)度要求，錨桿間距一般為500～800 mm，排距一般為500～600 mm。連接處在開槽后需視界面破壞程度進(jìn)行預(yù)注漿處理，人工壩體砌成后也需對(duì)縫隙進(jìn)行注漿防滲處理，注漿漿液以水泥類、水泥—水玻璃雙漿液、水泥黏土類、黏土漿液等為主。注漿材料的性能主要包括粒度、黏稠度、凝結(jié)時(shí)間、穩(wěn)定性、流動(dòng)性、抗腐蝕性和抗?jié)B性等，注漿材料的耐久性和抗?jié)B性在地下水庫設(shè)計(jì)中尤為重要。掏槽深度可采用式（3）計(jì)算：

式中：E 為掏槽深度，m；K2為調(diào)整系數(shù)；［δ］為人工壩體和煤柱壩體抗壓強(qiáng)度較小值，MPa。

8）水庫安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。為了對(duì)煤礦地下水庫的相關(guān)安全參數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)監(jiān)控，在水庫關(guān)鍵位置應(yīng)布置相應(yīng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備。在煤柱壩體和人工壩體外側(cè)關(guān)鍵位置布置有害氣體、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)傳感器，人工壩體外側(cè)除此之外還應(yīng)布置水位、水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備。設(shè)計(jì)用于收集和處理大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的地下水庫多信息數(shù)據(jù)分析及處理平臺(tái)，將各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)交互聯(lián)通，形成完整的水庫安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并將其作為1個(gè)子系統(tǒng)納入礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控及自動(dòng)化系統(tǒng)之中。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋結(jié)果，對(duì)水庫日常運(yùn)行安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并在礦井主監(jiān)控系統(tǒng)中實(shí)時(shí)顯示。設(shè)計(jì)基于傳感器收集、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集、智能處理的安全預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水庫安全參數(shù)超標(biāo)時(shí)能智能預(yù)警，并確定危險(xiǎn)類型、級(jí)別和危險(xiǎn)源位置。

9）調(diào)水系統(tǒng)。調(diào)水系統(tǒng)分為常規(guī)水循環(huán)調(diào)水、調(diào)蓄和應(yīng)急排水系統(tǒng)。個(gè)別子水庫其凈化水效果較好，可代替常規(guī)水循環(huán)中的沉淀和過濾的流程，礦井水經(jīng)凈化效果好的子水庫后，對(duì)出水口水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，若符合井下沖洗用水、設(shè)備用水或消防灑水水質(zhì)要求，可接入相應(yīng)的給排水管路。由此該子水庫、給排水管路及水泵被納入常規(guī)水循環(huán)調(diào)水系統(tǒng)。水庫安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中對(duì)每個(gè)子水庫水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，調(diào)蓄系統(tǒng)是為了保證每個(gè)子水庫水位保持在警戒線以下，利用調(diào)水管路將高水位水庫的礦井水調(diào)入低水位水庫。另外，根據(jù)上下煤層采區(qū)銜接計(jì)劃，確定子水庫時(shí)空順序，上下煤層子水庫間調(diào)水也屬于調(diào)蓄系統(tǒng)。某子水庫其涌水量會(huì)出現(xiàn)突變的情況，普通調(diào)蓄系統(tǒng)無法滿足排水要求，應(yīng)設(shè)計(jì)有應(yīng)急排水裝置，其閥門和管路應(yīng)大于普通調(diào)蓄系統(tǒng)。若出現(xiàn)礦震或沖擊地壓會(huì)導(dǎo)致水庫壩體不穩(wěn)定，具備建設(shè)條件的多個(gè)子水庫可在井下巷道最低點(diǎn)共建災(zāi)變潛水泵排水系統(tǒng)，由地面直接供電并控制。以上各調(diào)水系統(tǒng)可將管路、閥門、水泵進(jìn)行精簡優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到滿足功能的前提下經(jīng)濟(jì)合理。

3 煤礦地下水庫設(shè)計(jì)與礦井整體設(shè)計(jì)深度融合

煤礦地下水庫設(shè)計(jì)的各個(gè)系統(tǒng)都與礦井設(shè)計(jì)密不可分，需要兩者深度融合[20]。煤礦地下水庫設(shè)計(jì)與煤礦設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖2。

圖2 煤礦地下水庫設(shè)計(jì)與煤礦設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)關(guān)系Fig.2 Corresponding relation between underground reservoir design and coal mine design

根據(jù)采區(qū)水文地質(zhì)條件進(jìn)行水庫選址，根據(jù)采區(qū)劃分進(jìn)行庫容設(shè)計(jì)，同時(shí)為了讓建設(shè)條件好的子水庫增加服務(wù)年限和庫容，也可適當(dāng)調(diào)整采區(qū)劃分范圍。子水庫時(shí)序應(yīng)與采區(qū)銜接計(jì)劃緊密結(jié)合，以采區(qū)銜接計(jì)劃為主，盡量兼顧由低到高的開采順序。根據(jù)子水庫具體設(shè)計(jì)，確定煤柱壩體和人工壩體位置，煤柱壩體寬度、人工壩體及其連接處結(jié)構(gòu)、形式進(jìn)行單項(xiàng)計(jì)算和設(shè)計(jì)，代替常規(guī)設(shè)計(jì)中的采區(qū)煤柱留設(shè)尺寸、工作面密閉墻及其防滲措施方面的設(shè)計(jì)。水庫安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，作為獨(dú)立子系統(tǒng)納入綜合監(jiān)控及自動(dòng)化系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫日常運(yùn)營和安全數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。調(diào)水系統(tǒng)發(fā)揮著及其重要的作用，子水庫的凈化功能可代替水處理工藝中部分環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)可與水處理系統(tǒng)相結(jié)合，同時(shí)也應(yīng)將調(diào)水系統(tǒng)接入給排水和應(yīng)急排水系統(tǒng)。

綜上所述，煤礦地下水庫設(shè)計(jì)工作應(yīng)與新建礦井可行性研究報(bào)告、初步設(shè)計(jì)、安全設(shè)施設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)和竣工驗(yàn)收等設(shè)計(jì)階段進(jìn)行高度協(xié)調(diào)同步，與礦井設(shè)計(jì)做到“四同時(shí)”：即同時(shí)規(guī)劃、同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)驗(yàn)收。

4 結(jié) 語

基于顧大釗院士提出的以“導(dǎo)儲(chǔ)用”為核心的煤礦地下水庫理論框架和技術(shù)體系，論述了建設(shè)煤礦地下水庫的適應(yīng)性條件，構(gòu)建了以水庫選址、庫容設(shè)計(jì)、子水庫時(shí)序、煤柱壩體設(shè)計(jì)、人工壩體及連接處設(shè)計(jì)、管網(wǎng)及巷道布置、調(diào)水系統(tǒng)、安全監(jiān)控系統(tǒng)為核心的設(shè)計(jì)體系。

隨著我國部分煤炭開發(fā)地區(qū)水資源短缺的問題日益嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境急劇惡化，環(huán)保政策日趨嚴(yán)格，煤礦地下水庫技術(shù)成為礦區(qū)水資源保護(hù)和利用的最佳選擇，能解決礦井水外排蒸發(fā)帶來的水資源損失問題，又能實(shí)現(xiàn)礦井水零排放，減少礦井水上下井的電力消耗，促使了礦井水的高效利用，減少了水處理的沉淀凈化環(huán)節(jié)，能為煤礦在環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等多方面發(fā)揮重要作用。