(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111589853.X (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 中煤科工集团西安研究院有限公司 地址 710077 陕西省西安市高新区锦业 一 路82号 (72)发明人 刘基　赵春虎　乔伟　周振方　 柳昭星　李渊　薛建坤　王淑璇　 (74)专利代理 机构 西安恒泰知识产权代理事务 所 61216 专利代理师 国旭东 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 煤矿区水资源 优化配置方法 (57)摘要 本发明提供了一种煤矿区水资源优化配置 方法， 该方法利用构建好的煤矿区开采边界的概 化模型确定煤矿区的矿井涌水量； 根据煤层开采 顺序、 煤矿区的矿井涌水量和煤矿区的垮落带层 和裂缝带层赋 予新水文地质参数， 采用数值模拟 方法， 运用数值模拟软件MODFLOW模拟确定煤矿 区水资源总量； 采用logistics方法预测煤矿区 用户的实际需水量； 最后构建煤矿区水资源经济 性模型， 进行煤矿区水资源优化配置。 本发明方 法基于矿井水开采顺序的水资源动态评价方法， 以经济目标和社会目标最优为基础， 对煤矿区水 资源的配置和进行优化， 借助本发 明方法可以提 高矿井水的利用率， 可持续地利用当地水资源， 最终达到经济社会环境效益 最大化的目标。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114565121 A 2022.05.31 CN 114565121 A 1.一种煤矿区水资源优化配置方法， 其特征在于， 所述方法通过煤矿区水资源经济性 模型实现， 包括以下步骤： 步骤1、 收集煤矿区勘探数据， 根据收集到的勘探数据构建煤矿区开采边界的概化模 型， 利用构建好的煤矿区开采边界的概 化模型确定 煤矿区的矿井涌水量； 所述的煤矿区开采边界的概 化模型如下： 式中： QD为矿井涌水量， 单位 为m3/d； CD为含水层流向采空区的水力传导系数， 单位 为m2/d； H为充水含水层水头标高， 单位 为m； HD为采空区排水 标高， 单位 为m； 步骤2、 根据收集到的勘探数据， 确定煤矿区煤层开采的垮落带高度、 导水裂缝带发育 高度、 地层水文地质参数， 所述 地层水文地质参数包括 渗透系数和储水系数； 步骤3、 根据确定的煤矿区煤层开采的垮落带高度和导水裂缝带发育高度对煤矿区地 层进行垂向剖分得到垮落带层和裂缝带层； 分别为垮落带层和裂缝带层赋予新水文地质参 数； 步骤4、 根据煤层开采顺序、 步骤1确定的煤矿区的矿井涌水量和步骤3的新水文地质参 数， 采用数值模拟方法， 运用数值模拟软件MODFLOW模拟确定 煤矿区水资源总量； 步骤5、 采用l ogistics方法预测煤矿区用户的实际需水量； 步骤6， 构建煤矿区水资源经济性模型， 进行煤矿区水资源 优化配置 。 2.如权利要求1所述的煤矿区水资源优化配置方法， 其特征在于， 所述新水文地质参数 为地层水文地质参数的3～8倍。 3.如权利要求1所述的煤矿区水资源优化配置方法， 其特征在于， 所述新水文地质参数 为地层水文地质参数的5倍。 4.如权利要求1所述的煤矿区水资源优化配置方法， 其特征在于， 所述煤矿区水资源经 济模型中的目标函数为： Z＝opt[f1(x),f2(x)] 式中： f1(x)为经济目标； f2(x)为社会目标； x为煤矿区的实际供 水量， 单位 为： 亿m3； 其中， 经济目标f1(x)通过以下公式确定： 式中： bi为第i个水资源用户的效益系数； ci为第i个水资源用户的费用系数；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114565121 A 2αi为第i个水资源用户的供 水次序系数； βi为第i个水资源用户的用水公平系数； wi为第i个水资源用户的权 重系数； n为水资源用户的数量， n 为正整数； 其中， 社会目标f2(x)通过以下公式确定： min f2(x)＝min(D‑x) 式中： D为煤矿区的实际需水量， 单位 为： 亿m3； 其中， 煤矿区水资源经济模型中的约束条件为： 式中： V为煤矿区水资源总量， 单位 为亿m3； Nmin为煤矿区第i个用户的最小需水量， 单位 为亿m3； Nmax为煤矿区第i个用户的最大需水量， 单位 为亿m3 xi为煤矿区第i个用户的实际供 水量； 单位 为亿m3； 其中， 煤矿区用户的实际需水量 通过以下公式确定： 式中： y(t)为第t年的煤矿区用户需水量， 单位 为亿m3； r为水资源开发利用增长率； V0为煤矿区用户的初始需水量， 单位 为亿m3。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114565121 A 3