基于生态水位保护的陕北煤炭开采条件分区.pdf

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1、2010年6月矿业安全与环保第37卷第3期基于生态水位保护的陕北煤炭开采条件分区王双明，范立民。，黄庆享，申涛(1．陕西省煤炭工业局，陕西西安710~1；2．西安科技大学能源学院，陕西西安71~54；3．陕西省煤炭地质测量技术中心，陕西西安71~01)摘要：以保护生态水位为目标，总结出煤与地下水赋存的类型，分析了自然条件下以保护地下水位为目标的开采地质条件分区，划分出自然保水开采区、可控保水开采区、保水限采区和无水开采区4种类型；提出各分区适宜的采煤方法，编制了我国第一幅区域性采煤方法规划图，以及对应保水开采分区的长壁综(开)采区、长壁限定综(开)采区和长壁限高开采区。关键词：生

2、态水位；保水开采分区；生态脆弱矿区中图分类号：TD82；P641．8文献标志码：A文章编号：1008—4495(2010)03—0081—03陕北能源化工基地建设神东、陕北两个大型煤煤在下，煤、水(含水层)之间的厚度间隔变化大，神炭基地，该区煤炭采掘业处于快速发展时期，但由于北矿区瓷窑湾煤矿仅间隔3．14m，榆神矿区深部超煤层埋藏浅，采动对地表损害明显¨J。20年的采煤过400m，大部分区域为50—150m。煤与含水层之实践，出现了地下水位下降，泉水、湖淖干涸，河川基间的红土隔水层主要分布在榆神矿区，神北矿区局流量衰减乃至断流，流域生态变异和表生生态环境部分布，新民区缺失。煤层顶

3、板基岩厚度与含水层恶化等一系列严重的环境问题。调查发现，地下水厚度呈负相关关系，基岩变薄区往往含水层厚度大、位埋深是影响矿区表生生态环境的主控因素，地下富水性强；基岩增厚区往往是地下水分水岭，含水层水位埋深1．5～3m最适合沙漠植被发育，为最佳生厚度小、富水性弱。地层倾向与煤层坡向相反，基岩态水位J，采煤造成的水位下降超过5m时，表生生总体变薄的矿区浅部，也是地下水的主要排泄区。态受到严重影响。目前，采空区水位下降幅度达到依据含水层、隔水层厚度及平面分布特点，可分成以8～12m，主要是由于2煤开采引起。保水位开下4种类型：采是矿区长期面临的一个重大课题，研究控制地1)含水层为孤立

4、分布的小型含水盆地，主要位下水位下降的保水开采技术方法，保护矿山地质环于神北矿区，潜水面高于侵蚀基准面时，以泉水形式境J，是科学采矿、建设绿色矿区的重要任务J。排泄，盆地底界面距煤层的地层厚度一般小于50m，研究范围包括神北矿区、新民区和榆神矿区，面属于局部富水的区域。积约7700km。。2)含水层大面积分布，煤层与含水层之间无单一的土层隔水层，煤层上覆复合隔水岩组厚度一般1煤与水赋存的空间组合关系为30～120m，主要分布于榆神矿区东部。研究区煤水关系总的特点是煤水共生，水在上、3)含水层、土层隔水层均大面积分布，厚度变化均较大，土层隔水层厚度20—170m，一般厚20～40m

5、，煤层上覆复合隔水岩组厚度一般为120—收稿日期：2009—10—13480m，主要分布于榆神矿区。基金项目：国家自然科学基金项目(50574074)；教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET一04—0971)；陕西省自然4)萨拉乌苏组与烧变岩复合含水层，主要分布科学基金项目(98D02)；陕西省软科学计划项目(2008KR58)在沟谷沿岸，烧变岩含水层上与萨拉乌苏组、下与煤作者简介：王双明(1955一)，男，陕西岐山人，教授级高级层直接接触。工程师，博导，从事煤矿地质、矿山环境地质及煤炭行业管理研究区内煤水关系复杂，煤层开采对含水层的技术工作。影响差异较大。孤立小型含水盆地型

6、一旦破坏，则·8】·2010年6月矿业安全与环保第37卷第3期整个盆地在短期内迅速疏干；大面积含水区，在无单标，将生态脆弱区的煤炭开采技术条件划分为自然一土层隔水层的情况下，采煤将导致地下水位的区保水开采区、可控保水开采区、广义保水开采区(生域性下降，进而影响河JJI径流量，导致流域生态变异态可恢复型，水煤共采型)和保水限采区等4种类和恶化；含水层、土层隔水层均为大面积时，采煤不型，见图1。会导致地下水位明显下降，但会引起地表变形；烧变岩含水体附近采煤，会造成烧变岩和补给区水位下降，必须留设一定宽度的防水煤柱。2基于保护生态水位的煤炭开采条件分区2．1分区依据1)水位控制目标：保

7、水开采，采的是煤，保的是地下水。由于陕北生态脆弱矿区地表生态系统对地下水位具有很强的依赖性，地下水位埋深小于1．5m为盐渍化水位埋深，1．5～3m为最佳生态地下水位埋深，3—5m为乔灌木承受地下水位埋深，5—8m为警戒地下水位埋深，8～15m为乔木衰败地下水位埋深，大于15m为乔木枯梢地下水位埋深。风沙滩地区最适宜的地下水位埋深为1．5—5m，这是图1保水开采条件分区该区调控地下水位、确定地下水资源开采方式及评价煤炭保水开采条件的基本依据。因此，陕北保水自然保水开采区：通过科学评