采空区储水--干旱区保水采煤新途径.pdf

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1、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报１００４－９６６５／２０１４／２２（５）１００３０５ＤＯＩ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１４．０５．０３３采空区储水———干旱区保水采煤新途径①②①③①李文平李涛陈伟常金源王启庆（①中国矿业大学资源与地球科学学院徐州２２１１１６）（②陕西煤业化工技术研究院有限责任公司西安７１００７０）（③中国科学院地质与地球物理研究所，中国科学院页岩气与地质工程重点实验室北京１０００２９）摘要我国西北干旱半干旱地区水资源总体贫乏，但煤炭储量丰富，且埋藏浅。煤炭开采覆岩土破裂常发育到地表，破

2、坏浅表层水资源，造成潜水水位下降、地表水枯竭，生态地质环境恶化，实施水资源保护性开采（保水采煤）是西北干旱地区煤炭科学开采的唯一选择。本文叙述了“保水采煤”的历史和现状，分析了采空区储水的基本条件和机理，给出了采空区储水的水量预计方法，并以实例说明了采空区储水水量和水质效果，认为采空区储水是西北干旱区浅埋煤层大规模保水开采的最有效途径。关键词干旱区保水采煤采空区储水水资源中图分类号：Ｐ６４文献标识码：ＡＧＯＡＦＷＡＴＥＲＳＴＯＲＡＧＥ—ＡＮＥＷＷＡＹＦＯＲＷＡＴＥＲＰＲＥＳＥＲＶＥＤＭＩＮＩＮＧＩＮＡＲＩＤＡＲＥＡＳ①②①③①ＬＩＷｅｎｐｉｎｇＬＩＴａｏＣＨＥ

3、ＮＷｅｉＣＨＡＮＧＪｉｎｙｕａｎＷＡＮＧＱｉｑｉｎｇ（①ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１１１６）（②ＳｈａａｎｘｉＣｏａｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉ′ａｎ７１００７０）（③ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｈａｌｅＧａｓａｎｄＧｅｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００

4、０２９）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｃｏａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｓｅｍｉａｒｉｄａｒｉｄｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＣｈｉｎａａｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｅｄｗｉｔｈｒｉｃｈｒｅｓｅｒｖｅｓ，ｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄ，ｂｕｔｓｈｏｒｔｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅ．Ｔｈｅｗａｔｅｒｆｒａｃｔｕｒｅｚｏｎｅｏｆｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎｒｏｃｋｄｕｅｔｏｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｃｏｕｌｄｄｅｖｅｌｏｐｔｏｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ，ｄｅｓｔｒｏｙｉｎｇｔｈｅｓｈａｌｌｏｗｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｃａｕｓｉｎｇｔｈｅｌｏｓｓｏｆｐｈｒｅａｔｉｃｗａｔｅｒ，ｄｒｙｉｎｇｕｐｔｈｅｓｕｒｆａｃ

5、ｅｗａｔｅｒ，ａｎｄｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｎｇｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ（ｗａｔｅｒｐｒｅｓｅｒｖｅｄｍｉｎｉｎｇ）ｉｓｔｈｅｏｎｌｙｃｈｏｉｃｅｆｏｒｔｈｅｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｉｎｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅｈｉｓｔｏｒｙａｎｄｓｔａｔｕｓｏｆ“ｗａｔｅｒｐｒｅｓｅｒｖｅｄｍｉｎｉｎｇ”，ａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｂａｓｉｃｃｏｎｄｉｔ

6、ｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｇｏａｆｗａｔｅｒｓｔｏｒａｇｅ，ｙｉｅｌｄｅｄｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｇｏａｆｗａｔｅｒ，ｓｈｏｗｅｄｔｈｅｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄｑｕａｌｉｔｙｏｆｇｏａｆｗａｔｅｒｗｉｔｈａｎｅｘａｍｐｌｅ，ａｎｄｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｏａｆｗａｔｅｒｓｔｏｒａｇｅｉｓｔｈｅｍｏｓｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｆｏｒｔｈｅｓｈａｌｌｏｗｂｕｒｉｅｄｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎａｒｉｄａｒｅａｓｏｆＣｈｉｎａ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＡｒｉｄａｒｅａｓ，Ｗａｔｅｒｐｒｅ

7、ｓｅｒｖｅｄｍｉｎｉｎｇ，Ｇｏａｆｗａｔｅｒｓｔｏｒａｇｅ，Ｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓ收稿日期：２０１４－０５－２９；收到修改稿日期：２０１４－０８－２５．基金项目：国家自然科学基金重点项目（４１４３０６４３），国家重点基础研究发展计划（９７３计划）（２０１５ＣＢ２５１６０１），国家自然科学基金项目（４１１７２２９０，４０５７２１６０）资助．第一作者简介：李文平（１９６５－），博士，教授，博士生导师，从事工程地质及水文地质方面的科研和教学工作．Ｅｍａｉｌ：ｗｐｌｉ１６８８＠１２６．ｃｏｍ１００４ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质

8、学报２０１４２０世纪９０年代早期，在我