[发明专利]一种具有应急泄水装置的地下水库及其安全应急处理方法

权利要求书

1.一种具有应急泄水装置的地下水库，其特征在于，包括坝体和在煤炭开采中形成的用于储水的工作面采空区，

所述坝体包括煤柱坝体和人工坝体，

所述煤柱坝体和所述人工坝体布置在所述工作面采空区的周围，将所述工作面采空区围成封闭的储水空间，

所述人工坝体上设置有应急泄水装置，

所述应急泄水装置包括泄水孔、控制阀门和水压监测传感器，

所述泄水孔设置在所述人工坝体上，所述泄水孔的进水口与所述蓄水空间连通，所述控制阀门设置在所述泄水孔的泄水口内，所述水压监测传感器设置在所述泄水孔中，

在所述人工坝体的背侧设置有滤网，所述滤网布置在所述进水口与所述蓄水空间之间。

2.根据权利要求1所述的地下水库，其特征在于，所述滤网包括工字钢和铁丝滤网，所述铁丝滤网布置在所述工字钢上。

3.根据权利要求1所述的地下水库，其特征在于，在所述人工坝体上设置有多个所述应急泄水装置。

4.根据权利要求1所述的地下水库，其特征在于，所述蓄水空间在垂直方向上包括多个工作面采空区，在上方岩层不稳定的所述工作面采空区的所述人工坝体上设置有所述应急泄水装置，

在承受水压最大的所述工作面采空区的所述人工坝体上设置有所述应急泄水装置。

5.根据权利要求1所述的地下水库，其特征在于，所述应急泄水装置随所述人工坝体一体构筑形成。

6.一种地下水库的安全应急处理方法，其特征在于，该安全应急处理方法包括如下步骤：

步骤1：在煤矿地下水库上方的地表和井下进行勘察；

步骤2：根据勘察结果，在所述地下水库不同位置选取合适位置，作为应急泄水装置的安装位置，

所述应急泄水装置包括泄水孔、控制阀门和水压监测传感器；

步骤3：在所述地下水库位于所述安装位置处的人工坝体上安装所述应急泄水装置，

在所述人工坝体上开设所述泄水孔，使所述泄水孔的进水口与所述蓄水空间连通，使所述泄水孔的泄水口与所述地下水库的外部连通，将所述控制阀门安装在所述泄水孔的泄水口内，将所述水压监测传感器设置在所述泄水孔中，并在所述人工坝体的背侧设置有滤网，将所述滤网布置在所述进水口与所述蓄水空间之间；

步骤4：根据上述勘察结果，设定所述控制阀门开启的临界阀值F₀，所述水压监测传感器在所述泄水孔内进行日常监控水压变化，

如所述水压监测传感器监测到所述泄水孔内的压力F小于所述临界阀值F₀时，则所述控制阀门保持处于关闭状态；

如所述水压监测传感器监测到所述泄水孔内的压力F大于所述临界阀值F₀时，则所述控制阀门开启，进行应急泄水。

7.根据权利要求6所述的一种地下水库的安全应急处理方法，其特征在于，还包括如下步骤：定期检查所述应急泄水装置，并定期对所述泄水孔进行反向冲洗。

8.根据权利要求6所述的一种地下水库的安全应急处理方法，其特征在于，在上述步骤1中还包括如下步骤：在煤矿地下水库上方地表进行物探和钻探，在井下进行钻探勘察，对地下水库上方岩体垮落情况进行分析，查明冒落带和易垮落地带并进行标定。

9.根据权利要求6所述的一种地下水库的安全应急处理方法，其特征在于，在上述步骤4中还包括如下步骤：

利用勘察结果，构筑地下水库稳定性三维模拟平台，分别模拟上方冒落岩体突然垮落、矿震、采动多种工况下的水体对所述人工坝体和煤柱坝体的冲击，获取各种工况下的水压值，取最小的水压值作为控制阀门开启的临界阀值F₀。

10.根据权利要求6所述的一种地下水库的安全应急处理方法，其特征在于，所述应急泄水装置随同所述人工坝体一体构筑形成。