矿井充水含水层水质的预测方法和预测装置与流程

本发明涉及水质检测，具体而言，涉及一种矿井充水含水层水质的预测方法、预测装置、计算机可读存储介质、处理器和电子设备。

背景技术：

1、煤炭是我国的主要能源，采煤活动改变了矿井充水含水层的水化学和水动力条件。随着开采深度和强度的增加，采煤和抽排水等人类活动不同程度破坏矿井充水含水层的地下水赋存状态，导致地下水水质恶化。矿井水通过不同地层岩体及煤矿地下水库垮落岩体时发生水岩反应，导致矿井水水质发生变化。

2、现有的矿井水质预测方法，仅考虑了矿井不同充水含水层的水混合后对矿井水质的影响，没有考虑到充水含水层的水与岩石的反应对对矿井水质的影响，导致预测的矿井水质平衡后矿井水质情况准确度较低，并且仅能确定平衡后充水含水层的水质，无法确定平衡之前充水含水层的水质的变化情况。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种矿井充水含水层水质的预测方法、矿井充水含水层水质的预测装置、计算机可读存储介质、处理器和电子设备，以至少解决现有的矿井水质预测方法仅考虑了矿井不同充水含水层的水混合后对矿井水质的影响，导致预测的矿井水质平衡后矿井水质情况准确度较低的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种矿井充水含水层水质的预测方法，所述方法包括：在第一矿井进行煤炭开采工作过程中，获取第一数据、第二数据和第一顺序，所述第一数据包括多个第一充水含水层的水的第一特征参数，所述第一特征参数包括：多种矿物质离子的浓度、水的tds值、水的ph值、水的电导率、水的orp值，所述第二数据包括各所述第一充水含水层的岩石的第二特征参数，所述第二特征参数包括：多种矿物质的含量，所述第一顺序为垂直方向上各所述第一充水含水层的分布顺序，所述第一充水含水层为所述第一矿井的充水含水层；将所述第一数据、所述第二数据和所述第一顺序，输入水岩反应动力学模型，至少得到第三数据，所述第三数据为在所有的所述第一充水含水层的水质均达到平衡的情况下所有的所述第一充水含水层的水的所述第一特征参数，所述水岩反应动力学模型用于按照所述充水含水层的分布顺序确定不同的所述充水含水层的水发生反应后，和/或，所述充水含水层的水与所述充水含水层的岩石发生反应后所有的所述充水含水层的水的所述第一特征参数。

3、可选地，在获取第一数据、第二数据和第一顺序之前，所述方法还包括：构建所述水岩反应动力学模型；构建所述水岩反应动力学模型，包括：在至少一个第二充水含水层的水质未达到平衡的情况下，获取第四数据、第五数据和第二顺序，所述第二充水含水层为第二矿井的充水含水层，所述第四数据包括所有的所述第二充水含水层的水的所述第一特征参数，所述第五数据包括所有的所述第二充水含水层的岩石的所述第二特征参数，所述第二顺序为垂直方向上各所述第二充水含水层的分布顺序；获取第六数据，所述第六数据包括多种第一混合水在连续多个时间节点的所述第一特征参数，一种所述第一混合水为将任意两个的所述第二充水含水层的水反应得到的；获取第七数据，所述第七数据包括多种第二混合水在连续多个时间节点的所述第一特征参数，一种第二混合水为将一所述第二充水含水层的水与一种类型的岩石反应得到的；获取第八数据，所述第八数据为包括多种第三混合水在连续多个时间节点的所述第一特征参数，一种第三混合水为将一所述第二充水含水层的水依次与多种类型的岩石反应得到的；基于所述第四数据、所述第五数据、所述第六数据、所述第七数据、所述第八数据和所述第二顺序，采用反应动力学方程构建所述水岩反应动力模型，所述反应动力学方程可以为以下任意一个：准一级反应动力学方程、elovicoh方程、抛物线扩散方程、准二级动力学方程。

4、可选地，在获取第一数据、第二数据和第一顺序，包括：获取所述第一充水含水层的水中的各矿物质的饱和指数；在所述第一充水含水层的水中的至少一个矿物质的饱和指数不满足预设条件的情况下，确定所述第一充水含水层的水质未达到平衡，在所述第一充水含水层的水中的所有的矿物质的饱和指数均满足所述预设条件的情况下，确定所述第一充水含水层的水质达到平衡，所述预设条件为矿物质的饱和指数大于预设饱和指数；在至少一个所述第一充水含水层的水质未达到平衡的情况下，获取所述第一数据、所述第二数据和所述第一顺序。

5、可选地，将所述第一数据、所述第二数据和所述第一顺序，输入水岩反应动力学模型，至少得到第三数据，包括：将所述第一数据、所述第二数据和所述第一顺序，输入所述水岩反应动力学模型，还得到第九数据，所述第九数据包括所有的所述第一充水含水层的水的第一特征参数的变化范围。

6、可选地，在将所述第一数据、所述第二数据和所述第一顺序，输入水岩反应动力学模型，至少得到第三数据之后，所述方法还包括：确定各所述第一充水含水层的岩石的各矿物质的转移量，所述转移量为所述第一充水含水层的岩石的矿物质溶解到水中的含量；在所有的所述第一充水含水层的岩石的各矿物质的转移量小于或者等于对应的含量的情况下，将所述第三数据发送至客户端。

7、可选地，将所述第三数据发送至客户端，所述方法包括：基于所述第三数据，生成多个矿井水质图，一所述矿井水质图与所述第一充水含水层的水的一所述第一特征参数对应，所述矿井水质图为所述第一充水含水层的水的一所述第一特征参数的空间分布图；将所述矿井水质图发送至客户端。

8、根据本技术的另一方面，提供了一种矿井充水含水层水质的预测装置，所述装置包括：获取单元，用于在第一矿井进行煤炭开采工作过程中，获取第一数据、第二数据和第一顺序，所述第一数据包括多个第一充水含水层的水的第一特征参数，所述第一特征参数包括：多种矿物质离子的浓度、水的tds值、水的ph值、水的电导率、水的orp值，所述第二数据包括各所述第一充水含水层的岩石的第二特征参数，所述第二特征参数包括：多种矿物质的含量，所述第一顺序为垂直方向上各所述第一充水含水层的分布顺序，所述第一充水含水层为所述第一矿井的充水含水层；处理单元，用于将所述第一数据、所述第二数据和所述第一顺序，输入水岩反应动力学模型，至少得到第三数据，所述第三数据为在所有的所述第一充水含水层的水质均达到平衡的情况下所有的所述第一充水含水层的水的所述第一特征参数，所述水岩反应动力学模型用于按照所述充水含水层的分布顺序确定不同的所述充水含水层的水发生反应后，和/或，所述充水含水层的水与所述充水含水层的岩石发生反应后所有的所述充水含水层的水的所述第一特征参数。

9、根据本技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的矿井充水含水层水质的预测方法。

10、根据本技术的又一方面，提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任意一种所述的矿井充水含水层水质的预测方法。

11、根据本技术的另一方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的矿井充水含水层水质的预测方法。

12、应用本技术的技术方案，在第一矿井进行煤炭开采工作过程中，将第一矿井的充水含水层的水的第一特征参数、第一矿井的充水含水层的岩石的第二特征参数以及充水含水层的分布顺序输入到水岩反应动力学模型，得到第一矿井的所有的充水含水层的水质均达到平衡时第一矿井的充水含水层的水的第一特征参数，确定了矿井的充水含水层的水质的变化情况，由于水岩反应动力学模型同时考虑到了不同充水含水层的水的反应以及充水含水层的水和岩石的反应对充水含水层的水质的影响，因此，水岩反应动力学模型预测的充水含水层的水质准确度比较高，解决了现有的矿井水质预测方法仅考虑了矿井不同充水含水层的水混合后对矿井水质的影响，导致预测的矿井水质平衡后矿井水质情况准确度较低的问题。