CN117929660A - 煤矿地下水库水力停留时间的测试方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本公开的实施例提供了一种煤矿地下水库水力停留时间的测试方法、装置及设备。方法包括：获取煤矿地下水库的水环境特征和岩石理化性质；根据水环境特征和岩石理化性质，选择示踪剂以及确定示踪剂的初始浓度；在按照初始浓度向煤矿地下水库的进水管投放示踪剂之后，获取煤矿地下水库的出水管处示踪剂的测量浓度；根据示踪剂的测量浓度，预测水力停留时间。以此方式，在按照初始浓度向煤矿地下水库的进水管投放示踪剂之后，可间断采集煤矿地下水库的出水管处示踪剂的测量浓度，进而根据示踪剂的测量浓度，自动而准确地预测煤矿地下水库的水力停留时间，以便于为煤矿地下水库的科学研究提供科学性和可靠性的数据。
Description
技术领域
本公开涉及煤矿地下水库领域，尤其涉及水力停留时间的测试技术领域。
背景技术
煤矿地下水库技术开辟了煤炭开采与水资源保护利用协调的新途径，在研究地下水库对矿井水的净化机理过程中，需要先获得科学的研究条件，如煤矿地下水库的水力停留时间等特征，然而目前对煤矿地下水库的水力停留时间尚没有科学可操作的测试方法，从而影响了研究的科学性和可靠性。
发明内容
本公开提供了一种煤矿地下水库水力停留时间的测试方法、装置、设备以及存储介质。
根据本公开的第一方面，提供了一种煤矿地下水库水力停留时间的测试方法。该方法包括：
获取所述煤矿地下水库的水环境特征和岩石理化性质；
根据所述水环境特征和所述岩石理化性质，选择示踪剂以及确定所述示踪剂的初始浓度；
在按照所述初始浓度向所述煤矿地下水库的进水管投放所述示踪剂之后，获取所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度；
根据所述示踪剂的测量浓度，预测所述水力停留时间。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法还包括：
获取所述煤矿地下水库的勘察资料；
根据所述勘察资料，确定所述煤矿地下水库的尺寸以及坡度；
根据所述煤矿地下水库的尺寸以及所述坡度，确定所述进水管的位置和所述出水管的位置。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述根据所述示踪剂的测量浓度，预测所述水力停留时间，包括：
判断所述示踪剂的测量浓度是否小于或等于所述初始浓度与预设系数的乘积，其中，所述预设系数大于0且小于或等于30％；
根据判断结果，预测所述水力停留时间。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据判断结果，预测所述水力停留时间，包括：
若小于或等于，则判定所述示踪剂的测量浓度有效，否则，无效；
根据有效的所述示踪剂的测量浓度对应的测量时间，预测所述水力停留时间。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述获取所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度，包括：
按照第一预设周期测量所述出水管处所述示踪剂的测量浓度；
当所述出水管处所述示踪剂的测量浓度不等于零时，按照第二预设周期获取所述出水管处所述示踪剂的测量浓度，直至所述测量浓度达到最大峰值后再次与所述出水管处所述示踪剂的背景浓度的差值小于预设阈值时停止测量，其中，所述背景浓度为未向所述煤矿地下水库投放所述示踪剂时，所述出水管处所述示踪剂的浓度，所述第一预设周期大于所述第二预设周期。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，根据所述煤矿地下水库的长度以及所述进水口的流速，确定按照所述第一预设周期的起始测量时间。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述获取所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度，包括：
按照离子电极法测量所述出水管处所述示踪剂的测量浓度，所述示踪剂包括碘化钾。
如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述水环境特征包括以下至少一项：所述煤矿地下水库的水化学类型、氧化环境、PH以及温度；
所述岩石理化性质包括以下至少一项：矿物种类、元素含量、比表面积以及孔隙率。
根据本公开的第二方面，提供了一种煤矿地下水库水力停留时间的测试装置。该装置包括：
第一获取模块，用于获取所述煤矿地下水库的水环境特征和岩石理化性质；
处理模块，用于根据所述水环境特征和所述岩石理化性质，选择示踪剂以及确定所述示踪剂的初始浓度；
第二获取模块，用于在按照所述初始浓度向所述煤矿地下水库的进水管投放所述示踪剂之后，获取所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度；
预测模块，用于根据所述示踪剂的测量浓度，预测所述水力停留时间。
根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如以上所述的方法。
根据本公开的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面和/或第二方面的方法。
本公开中，根据水环境特征和所述岩石理化性质，可选择合适的示踪剂以及确定所述示踪剂的初始浓度，进而在按照所述初始浓度向所述煤矿地下水库的进水管投放所述示踪剂之后，可间断采集所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度，而由于煤矿地下水库是个天然的污水净化器，能够对从煤矿排出的污水进行净化，因而，也能够会对示踪剂进行净化，而示踪剂净化过程其测量浓度会随之发生变化，所以，根据示踪剂的测量浓度，可自动而准确地预测煤矿地下水库的水力停留时间，以便于为煤矿地下水库的科学研究提供科学性和可靠性的数据。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出了根据本公开的实施例的一种煤矿地下水库水力停留时间的测试方法的流程图；
图2示出了根据本公开的实施例的另一种煤矿地下水库水力停留时间的测试方法的流程图；
图3示出了根据本公开的实施例的煤矿地下水库示踪实验平面示意图；
图4示出了根据本公开的实施例的煤矿地下水库示踪实验侧视示意图；
图5示出了根据本公开的实施例的煤矿地下水库水力停留时间的测试装置的框图；
图6示出了能够实施本公开的实施例的示例性电子设备的方框图。
其中，图3和图4中标号和文字的对应关系如下：
1煤矿地下水库、2上覆岩层、3底板岩层、4进水管、5出水管。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
图1示出了根据本公开实施例的煤矿地下水库水力停留时间的测试方法100的流程图。方法100可以包括：
步骤110，获取所述煤矿地下水库的水环境特征和岩石理化性质；
所述水环境特征包括以下至少一项：所述煤矿地下水库的水化学类型、氧化环境、PH以及温度；
所述岩石理化性质包括以下至少一项：矿物种类、元素含量、比表面积以及孔隙率。
示踪剂的种类包括但不限于：色素及荧光素类物质、浮游类物质、放射性同位素和离子化合物，而色素及荧光素类物质、浮游类物质并不太容易测量，放射性同位素容易对矿井水造成放射影响，因而，本公开的示踪剂种类优选离子化合物。
由于水环境特征用于表征哪些离子化合物可能与煤矿地下水库发生化学反应，而如果发生化学反应就会影响示踪剂的测量浓度，因而，根据水环境特征可从离子化合物这类示踪剂中选择不会与煤矿地下水库发生化学反应的离子化合物作为示踪剂；同样地，煤矿地下水库库内垮落岩石的岩石理化性质可表征岩石、水可能与哪些示踪剂会发生水-岩耦合作用以及大多数岩石表面的介孔用于表征煤矿地下水库的岩石能够吸附多大颗粒的示踪剂，因而，根据水环境特征和岩石理化性质可从离子化合物的示踪剂中选择不会与煤矿地下水库发生化学反应以及不会被岩石大力吸附的示踪剂，并确定该示踪剂合适的初始浓度。
当然，为了确保示踪剂的初始浓度合适，可利用基于煤矿地下水库的实验室进行相似模拟试验，然后根据相似模拟试验数据计算获得。
步骤120，根据所述水环境特征和所述岩石理化性质，选择示踪剂以及确定所述示踪剂的初始浓度；
步骤130，在按照所述初始浓度向所述煤矿地下水库的进水管投放所述示踪剂之后，获取所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度；
实际上煤矿地下水库的进水管可以有多个，用于供矿井水流入并流通，同样地，出水管也可以是多个，用于供流入煤矿地下水库的水流出；
投放示踪剂的进水管可以是已有的进水管中的一个，也可以是新建的专门用于投放示踪剂的出水管，
用于测量示踪剂的浓度的出水管也可以是已有的出水管中的一个，或者也可以是新建的专门用于测量示踪剂的出水管，当然，用于投放示踪剂的进水管，同样可以供矿井水进入，用于测量示踪剂的浓度的出水管，同样可以供矿井水流出。
步骤140，根据所述示踪剂的测量浓度，预测所述水力停留时间。
根据水环境特征和所述岩石理化性质，可选择合适的示踪剂以及确定所述示踪剂的初始浓度，进而在按照所述初始浓度向所述煤矿地下水库的进水管投放所述示踪剂之后，可间断采集所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度，而由于煤矿地下水库是个天然的污水净化器，能够对从煤矿排出的污水进行净化，因而，也能够会对示踪剂进行净化，而示踪剂净化过程其测量浓度会随之发生变化，所以，根据示踪剂的测量浓度，可自动而准确地预测煤矿地下水库的水力停留时间，以便于为煤矿地下水库的科学研究提供科学性和可靠性的数据。
在一些实施例中，所述方法还包括：
获取所述煤矿地下水库的勘察资料；勘察资料包括但不限于：煤矿地下水库的工程平面资料(平面资料用于确定水库尺寸)、采煤工作面等高线。
根据所述勘察资料，确定所述煤矿地下水库的尺寸以及坡度；
根据所述煤矿地下水库的尺寸以及所述坡度，确定所述进水管的位置和所述出水管的位置。
根据煤矿地下水库的实际尺寸以及坡度，可自动确定进水管的位置和所述出水管的位置，具体地，根据坡度可确定矿井水在煤矿地下水库内的流动方向，然后在煤矿地下水库上游的宽度方向的中间范围(宽度方向的中间点以及与该中间点的距离在预设距离范围内的位置)选择进水管的位置，以确保示踪剂能够在煤矿地下水库中均匀流动。而进水管在煤矿地下水库的高度上更靠近上岩。
同样地，可在煤矿地下水库下游的宽度方向的中间范围(下游宽度方向的中间点以及与该中间点的距离在预设距离范围内的位置)以及在煤矿地下水库的高度上更靠近下岩的区域选择出水管的位置，以确保能够有效测量示踪剂的浓度，避免测量不到。
在一些实施例中，所述根据所述示踪剂的测量浓度，预测所述水力停留时间，包括：
判断所述示踪剂的测量浓度是否小于或等于所述初始浓度与预设系数的乘积，其中，所述预设系数大于0且小于或等于30％；
根据判断结果，预测所述水力停留时间。
由于示踪剂需要经过一段时间才能流到出水管，而示踪剂越流会越少，因而，示踪剂的测量浓度会从零逐渐升高然后再降低，而由实验室相似模拟试验数据可知，当示踪剂进入煤矿地下水库后，煤矿地下水库中的矿井水会将其稀释到很低的浓度，且出水口的示踪剂浓度不会大于初始浓度的30％，所以，可判断所述示踪剂的测量浓度是否小于或等于所述初始浓度与预设系数的乘积，然后根据判断结果，自动而准确地预测所述水力停留时间。
在一些实施例中，根据判断结果，预测所述水力停留时间，包括：
若小于或等于，则判定所述示踪剂的测量浓度有效，否则，无效；
根据有效的所述示踪剂的测量浓度对应的测量时间，预测所述水力停留时间。
通过实验室相似模拟试验数据可知，当示踪剂进入煤矿地下水库后，煤矿地下水库中的矿井水会将其稀释到很低的浓度，且出水口的示踪剂浓度不会大于初始浓度的30％，因而，若示踪剂的测量浓度小于或等于所述初始浓度与预设系数的乘积，则说明示踪剂的测量浓度有效，否则，无效，而每个示踪剂浓度都有一个测量时间，这些有效的示踪剂测量浓度对应的测量时间也都有效，因而，可根据有效的所述示踪剂的测量浓度对应的测量时间，自动而准确地预测所述水力停留时间。
当然，由于有效的示踪剂的测量浓度可以有多个，而每个测量浓度都有一个测量时间，因而，有效的测量时间有多个，这样，水力停留时间就是个取值范围，该取值范围等于多个有效的测量时间的最小值与最大值。
在一些实施例中，所述获取所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度，包括：
按照第一预设周期测量所述出水管处所述示踪剂的测量浓度；
当所述出水管处所述示踪剂的测量浓度不等于零时，按照第二预设周期获取所述出水管处所述示踪剂的测量浓度，直至所述测量浓度达到最大峰值后再次与所述出水管处所述示踪剂的背景浓度的差值小于预设阈值时停止测量，其中，所述背景浓度为未向所述煤矿地下水库投放所述示踪剂时，所述出水管处所述示踪剂的浓度，所述第一预设周期大于所述第二预设周期，如第一预设周期为15天，第二预设周期可以为1天。出水管处所述示踪剂的测量浓度达到最大峰值后，再次与背景浓度的差值小于预设阈值，说明流入矿井地下水库的示踪剂基本已全部从出水管处流出。
在测量示踪剂的浓度时，可先按照较大的第一预设周期测量所述出水管处所述示踪剂的测量浓度，然后在测到的测量浓度不等于零时，说明已经能够测量到示踪剂了，因而，可按照较小的第二预设周期获取所述出水管处所述示踪剂的测量浓度，直至所述测量浓度达到最大峰值后再次与所述出水管处所述示踪剂的背景浓度的差值小于预设阈值时，说明出水管的测量浓度再次回到了背景浓度，进入煤矿地下水库的示踪剂基本完全流出了，因而，没有必要继续测量了，可停止测量，如此，既获得了完整全面的示踪剂测量浓度，也避免不必要的测量。
在一些实施例中，根据所述煤矿地下水库的长度以及所述进水口的流速，确定按照所述第一预设周期的起始测量时间。
由于煤矿流出的矿井水进入煤矿地下水库后会受到内部岩石的阻力，使其流速会逐渐降低，因此水力停留时间不会低于煤矿地下水库的长度和矿井水进水口流速的比值，具体地，起始测量时间应该大于或等于煤矿地下水库的长度和矿井水进水口流速的比值，从而避免过早测量示踪剂的浓度。
在一些实施例中，所述获取所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度，包括：
按照离子电极法测量所述出水管处所述示踪剂的测量浓度，所述示踪剂包括碘化钾。
碘化钾浓度的检测方法采用离子电极法，具体如下：用数字式离子计作为碘化钾阴离子的离子选择性电极测量离子浓度。原理是当碘离子选择性电极与参比电极连接上离子计，同时浸入被测溶液后，两电极之间形成通路，离子电极的敏感膜与溶液间即产生一定的电位差，此电位差和溶液中的离子活度a之间的关系符合电化学理论中的Nernst方程：
式中：E为电极***产生的电位值；E0为电极***的截距电位值，在一定条件下，可看作为是一常数；R为气体常数(大小为8.314J/o.mol)；F为法拉第常数(大小为9.65×104C/mol)；Z为示踪离子价数；T为溶液的绝对温度(273+t℃)；a为示踪离子活度。它与示踪离子的浓度C有a＝f·C的关系，f为活度系数。通过仪器测定截距电位值E0(已知的)；在取样测量时就可以由测得的电位值E(离子计的输出)按式(1)求出碘化钾离子浓度Cn(本质上就是碘离子浓度)。
在一些实施例中，所述水环境特征包括以下至少一项：所述煤矿地下水库的水化学类型、氧化环境、PH以及温度；
所述岩石理化性质包括以下至少一项：矿物种类、元素含量、比表面积以及孔隙率。
下面将结合图2至图4进一步详细说明本公开的技术方案：
煤矿地下水库水力停留时间的测试方法具体步骤如下：
首先，对图3和图4中的(1)煤矿地下水库进行详细勘察，包括水文地质资料、采掘工程平面资料、采煤工作面等高线及积水范围资料、采空区岩体性质、库内岩石垮落形态等。根据详细勘察数据及资料，可以确定煤矿地下水库的长度L、宽度W、高度H、坡度i和矿井水在库内的流动方向。
进一步，根据(1)煤矿地下水库坡度i和/或矿井水在库内的流动方向，将(4)进水管即示踪剂投放处设置在矿井水流向的上游位置，将(5)出水管即示踪剂接收处设置在矿井水流向的下游位置，位置示意详见附图3、图4所示。
进一步，检测并分析煤矿地下水库进出水情况，包括流速、流量、水头压力、库内水位和水质指标，掌握进出口水质(阳离子、阴离子)可以确定示踪剂的背景浓度(即未向进水口投放示踪剂时，出水管处示踪剂的浓度)，根据地下水库尺寸和进出水情况可以对水力停留时间进行预测，因为矿井水进入地下水库后由于内部岩石的阻力，其流速会逐渐降低，因此水力停留时间不会低于地下水库长度和矿井水进水口流速的比值。根据现场实际煤矿地下水库进出水水质指标，通常情况下示踪剂的背景浓度极低，在本公开中暂不考虑。
进一步，掌握并分析煤矿地下水库水环境特征，主要包括库内水化学类型、氧化还原环境、PH、温度等。由于矿井水中某些成分在特定的水环境特征下可能会与示踪剂发生反应，这样会消耗示踪剂的量，因此需要充分分析地下水库进出口水质和库内水环境特征对选择示踪剂种类、确定示踪剂投加量的影响。
进一步，掌握并分析煤矿地下水库库内垮落岩石的理化性质，主要包括矿物种类、元素含量、比表面积和孔隙率等。由于岩石、水和示踪剂会发生水-岩耦合作用，且大多数岩石表面属于介孔会对示踪剂产生吸附作用，这些也会影响示踪剂种类和投加量。
进一步，根据煤矿地下水库进出水情况、水环境特征和岩石理化性质等，选择合适的示踪剂，并估算投加量。示踪试验的试剂主要有色素及荧光素类物质、浮游类物质、放射性同位素和离子化合物。综合考虑上述特点和示踪剂自身特性，同时确保示踪实验目的和要求，本公开选用碘化钾(KI)作为示踪剂进行示踪实验，其投加量可根据实验室相似模拟试验数据计算获得。
进一步，将按照预定投加量的示踪剂碘化钾(KI)倒入容器中并加入适量的水，充分搅拌至完全溶解，经计算可确定初始碘化钾(KI)浓度C0。
进一步，开展示踪实验。将配置好的碘化钾(KI)溶液注入地下水库(4)进水管即示踪剂投放处，碘化钾(KI)可随着库内的矿井水一起沿着地下水库的坡度方向流动，并最终在(5)出水管即示踪剂接收处流出，详见附图3、图4所示。这样可通过采集(5)出水管的水样，利用相关仪器检测水样中碘化钾(KI)的浓度Cn随时间的变化特征，根据设定的计算方法来确定煤矿地下水库的水力停留时间。其中，设定地下水库(5)出水管的采样时间和频率为：可检出碘化钾前阶段每15天取样测试一次、可检出碘化钾阶段每1天取样测试一次直到检测的碘化钾浓度达到最大峰值后再次接近出水口背景浓度为止。其中，本公开中碘化钾浓度的检测方法采用离子电极法，具体如下：用数字式离子计作为碘化钾阴离子的离子选择性电极测量离子浓度。原理是当碘离子选择性电极与参比电极连接上离子计，同时浸入被测溶液后，两电极之间形成通路，离子电极的敏感膜与溶液间即产生一定的电位差，此电位差和溶液中的离子活度a之间的关系符合电化学理论中的Nernst方程：
式中：E为电极***产生的电位值；E0为电极***的截距电位值，在一定条件下，可看作为是一常数；R为气体常数(大小为8.314J/o.mol)；F为法拉第常数(大小为9.65×104C/mol)；Z为示踪离子价数；T为溶液的绝对温度(273+t℃)；a为示踪离子活度。它与示踪离子的浓度C有a＝f·C的关系，f为活度系数。通过仪器测定截距电位值E0；在取样测量时就可以由测得的电位值E按式(1)求出碘化钾离子浓度Cn。
进一步，将(5)出水管水样碘化钾(KI)的浓度Cn与初始浓度C0对比，并设定Cn≥mC0(m可根据检测结果在1％～30％取值)为判定条件，如果符合该条件，那么Cn可以作为碘化钾浓度有效数值，否则为无效数值。由实验室相似模拟实验结果可知，当示踪剂进入地下水库后，库中的矿井水会将其稀释到很低的浓度，且出水口的示踪剂浓度不会大于初始示踪剂浓度C0的30％。
进一步，利用有效Cn对应的时间天数作为煤矿地下水库的水力停留时间，如果得到多个时间值T1、T2、……、Tn(以天计)，则全部进入数据处理平台进行统计，最终得到该煤矿地下水库的水力停留时间为T最小～T最大这个时间范围；上述主要步骤见图2，这样就完成了对煤矿地下水库水力停留时间的测试。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。
以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本公开所述方案进行进一步说明。
图5示出了根据本公开的实施例的煤矿地下水库水力停留时间的测试装置500的方框图。如图5所示，装置500包括：
第一获取模块510，用于获取所述煤矿地下水库的水环境特征和岩石理化性质；
处理模块520，用于根据所述水环境特征和所述岩石理化性质，选择示踪剂以及确定所述示踪剂的初始浓度；
第二获取模块530，用于在按照所述初始浓度向所述煤矿地下水库的进水管投放所述示踪剂之后，获取所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度；
预测模块540，用于根据所述示踪剂的测量浓度，预测所述水力停留时间。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备和存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质。
图6示出了可以用来实施本公开的实施例的电子设备600的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
设备600包括计算单元601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的计算机程序或者从存储单元608加载到随机访问存储器(RAM)603中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还可存储设备600操作所需的各种程序和数据。计算单元601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
设备600中的多个部件连接至I/O接口605，包括：输入单元606，例如键盘、鼠标等；输出单元607，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元608，例如磁盘、光盘等；以及通信单元609，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元609允许设备600通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元601可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元601的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元601执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法100。例如，在一些实施例中，方法100可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元608。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 602和/或通信单元609而被载入和/或安装到设备600上。当计算机程序加载到RAM603并由计算单元601执行时，可以执行上文描述的方法100的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元601可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法100。
本文中以上描述的***和技术的各种实施方式可以在数字电子电路***、集成电路***、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上***的***(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程***上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储***、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储***、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的***和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的***和技术实施在包括后台部件的计算***(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算***(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算***(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的***和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算***中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将***的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
计算***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式***的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。
Claims (10)
1.一种煤矿地下水库水力停留时间的测试方法，其特征在于，包括：
获取所述煤矿地下水库的水环境特征和岩石理化性质；
根据所述水环境特征和所述岩石理化性质，选择示踪剂以及确定所述示踪剂的初始浓度；
在按照所述初始浓度向所述煤矿地下水库的进水管投放所述示踪剂之后，获取所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度；
根据所述示踪剂的测量浓度，预测所述水力停留时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述煤矿地下水库的勘察资料；
根据所述勘察资料，确定所述煤矿地下水库的尺寸以及坡度；
根据所述煤矿地下水库的尺寸以及所述坡度，确定所述进水管的位置和所述出水管的位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述示踪剂的测量浓度，预测所述水力停留时间，包括：
判断所述示踪剂的测量浓度是否小于或等于所述初始浓度与预设系数的乘积，其中，所述预设系数大于0且小于或等于30％；
根据判断结果，预测所述水力停留时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
根据判断结果，预测所述水力停留时间，包括：
若小于或等于，则判定所述示踪剂的测量浓度有效，否则，无效；
根据有效的所述示踪剂的测量浓度对应的测量时间，预测所述水力停留时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述获取所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度，包括：
按照第一预设周期测量所述出水管处所述示踪剂的测量浓度；
当所述出水管处所述示踪剂的测量浓度不等于零时，按照第二预设周期获取所述出水管处所述示踪剂的测量浓度，直至所述测量浓度达到最大峰值后再次与所述出水管处所述示踪剂的背景浓度的差值小于预设阈值时停止测量，其中，所述背景浓度为未向所述煤矿地下水库投放所述示踪剂时，所述出水管处所述示踪剂的浓度，所述第一预设周期大于所述第二预设周期。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
根据所述煤矿地下水库的长度以及所述进水口的流速，确定按照所述第一预设周期的起始测量时间。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述获取所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度，包括：
按照离子电极法测量所述出水管处所述示踪剂的测量浓度，所述示踪剂包括碘化钾。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，
所述水环境特征包括以下至少一项：所述煤矿地下水库的水化学类型、氧化环境、PH以及温度；
所述岩石理化性质包括以下至少一项：矿物种类、元素含量、比表面积以及孔隙率。
9.一种煤矿地下水库水力停留时间的测试装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取所述煤矿地下水库的水环境特征和岩石理化性质；
处理模块，用于根据所述水环境特征和所述岩石理化性质，选择示踪剂以及确定所述示踪剂的初始浓度；
第二获取模块，用于在按照所述初始浓度向所述煤矿地下水库的进水管投放所述示踪剂之后，获取所述煤矿地下水库的出水管处所述示踪剂的测量浓度；
预测模块，用于根据所述示踪剂的测量浓度，预测所述水力停留时间。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-8中任一项所述的方法。
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