论保水采煤技术体系

保水采煤研究是我国西北部生态脆弱矿区水资源保护与煤炭高质量开发的理论基础和依据。针对西北部生态脆弱矿区高强度开采对含水层及生态系统的影响和损害问题,阐述了保水采煤的发展历程和科学内涵,保水采煤研究经历了萌芽期、形成期、发展期和成熟期4个阶段,目前已经形成较为完善的技术体系,主要表现在保水采煤理念被广泛接受,保水采煤技术广泛推广应用,保水采煤的效果监测体系已经建成,保水采煤的标准规范体系初步形成。研究认为保水采煤的核心目标是保护具有供水或生态意义的目标含水层结构基本稳定。通过研究分析采煤对含水层扰动评价技术、保水采煤地质条件分区技术和导水裂隙带发育高度预测技术等8项综合保水采煤技术的技术原理、适用条件及工程应用效果,构建了保水采煤的技术体系研究基本框架,为我国西部大型煤炭基地绿色开采、科学开采提供理论与技术支撑。     

陕西煤矿区地下水监测工程构想

陕西省煤炭资源丰富,煤矿区水资源贫乏,采煤对水资源的影响显著。只有对含水层的监测进行统筹规划、合理布局监测点、统一监测标准和数据接收平台,建立统一完善监测网络,才能有效保护煤矿区水资源和含水层结构,促进煤矿区地下水保护。     

煤矿开采环境影响评价中地下水问题探析

煤矿的开采与地下水资源紧密相连,煤层往往与地下含水层相邻,采煤时会疏干地下水,这不仅影响了地下水资源的数量和质量,而且破坏了水的动态平衡和生态环境,造成一系列不良后果.根据煤炭开采工程的环境影响特点及环境保护的最新发展趋势,概略提出了煤矿区地下水环境影响评价的相关问题、煤矿开采引起的地下水环境问题、以及由煤矿地下水疏干引发的地面沉陷及其植被景观的影响.     

陕北煤炭资源可持续发展之开发思路

论述了陕北煤炭资源主要特点及开发引起的环境问题,从生态环境保护角度探讨了矿区开发的可持续发展问题,认为应该坚持统一规划、合理布局、适度规模、分散开发、就近转化、保水采煤的开采总方针,坚决杜绝小煤窑的滥采乱挖,组建大型集团公司统一开发,作好煤炭液化、气化、水与煤关系的研究工作,确保矿区经济发展与生态环境相协调。     

陕北煤炭资源可持续发展之开发思路木

论述了陕北煤炭资源主要特点及开发引起的环境问题，从生态环境保护角度探讨了矿区开发的可持续发展问题，认为应该坚持统一规划、合理布局、适度规模、分散开发、就近转化、保水采煤的开采总方针，坚决杜绝小煤窑的滥采乱挖，组建大型集团公司统一开发，作好煤炭液化、气化、水与煤关系的研究工作，确保矿区经济发展与生态环境相协调。     

我国北方岩溶泉域生态修复策略研究

我国北方岩溶分布面积广,岩溶泉水资源丰富,是岩溶区工农业及居民生活的优质供水水源。但在全球气候变化和采煤等强烈人类活动的叠加作用下,我国北方岩溶泉水流量衰减,水质恶化,岩溶泉域生态环境功能下降。通过合理、适度的人工干预,强化岩溶大泉的自然恢复机能,并最终实现泉域生态环境修复,是当前我国生态文明建设的先行区和重点领域。论文在分析研究晋祠泉断流原因的基础上,针对性地提出并科学地评估了汾河二库强化渗漏补给、泉域岩溶水关井压采、煤矿区保水限采、近源生态补水和远源河道渗漏补给等一系列措施及预期效果,以期推进晋祠泉域岩溶地下水生态环境得到根本性改善。该研究工作有望对我国北方岩溶大泉的生态修复形成示范效应,为遏制我国岩溶区生态恶化现象提供科学依据。      

榆神府矿区萨拉乌苏组的水文地质条件分析

榆神府矿区煤炭资源丰富,煤炭开采区萨拉乌苏组分布广泛,厚度大,含水丰富,萨拉乌苏组地下水资源不仅是维系表生生态环境的主要因素,也是大型煤炭基地建设的主要水源,同时,由于煤层浅埋,萨拉乌苏组含水层容易受到采煤破坏,造成地下水水位下降,由此引起表生生态环境恶化,保护萨拉乌苏组地下水水位是采煤业面临的重大课题。研究分析萨拉乌...     

陕北能源化工基地采煤对地下水资源的影响及对策

陕北能源化工基地侏罗纪煤田是中国煤炭工业战略西移的首选基地,采煤引起的地下水资源及生态环境响应的研究是一个不可逾越的课题。从分析水文地质工程地质条件入手,将煤田区划分为7个水文地质结构类型和5个含水系统,按照排泄基准面进一步将含水系统划分若干地下水流子系统。在经验公式和数值法预测结果的基础上,综合考虑研究区实际,提出了本区能够保障生态、水资源和采煤安全的冒裂带高度为240 m,"三带"安全高度为300 m,并据此将煤采区划分为非导水区、无水导水区、贫水导水区和富水导水区。从水资源的角度提出了"保水采煤"、"煤水共采"和"含水层再造"的煤炭资源开发近期和中远期对策。     

陕北能源化工基地煤炭生产可持续发展的地质与环境地质问题研究

陕北能源化工基地多种矿产富集,煤炭、石油、天然气、岩盐等矿产资源储量丰富,经过近20年的建设开发,已初步建成为中国重要的能源接续地和大型煤化工基地。但该区水资源短缺、生态环境脆弱的现状,相对资源开发增长速度较快的煤炭生产和转化来说,其环境压力巨大,暴露出的矿产地质与环境地质问题突出．已影响到基地建设的可持续发展。为此提出了如下应对措施：加强地质勘查工作,提高煤炭资源保障程度：加强多种矿产并存区的综合地质勘探、评价和规划,推进矿产资源的综合开发与利用;加强生产矿井的监督和管理,不断提高资源采收率;开展矿区水资源的勘察评价,加强水资源的规划和协调管理;深化《保水采煤技术研究》,推广实施矿井水及工业、生活污水的综合利用;建立健全防灾减灾体系建设,做好矿区地质灾害监测、评价及治理工作;加强矿区环境整治和生态保护工作;建立陕北能源化工基地煤炭资源、环境可持续发展的长效机制。     

纳林河矿区某大型矿井地下水环境影响数值模拟研究

矿井采煤对地下水环境的影响主要为对具有供水意义的含水层水位及水量产生影响,确定采煤引起地下水水位降及漏失量是煤矿地下水环境影响评价的关键。以纳林河矿区某大型矿井为例,运用Visual MODFLOW建立模拟区地下水流数值模型,利用实测流场和长观孔的动态观测资料识别和验证数值模型,利用模型来预测采煤对第四系-白垩系含水层水位及水量的影响。模拟结果显示:前25年采煤引起地下水最大水位降为3.6 m,引起地下水的漏失量最大为141.87万m^3/a,占矿井涌水量的29.88%;利用矿化度法确定的越流量占矿井涌水量的6.39%~34.89%,模拟结果基本合理,可作为矿井采煤对地下水环境影响的研究依据。     

陕西神南矿区煤炭开采保水煤柱留设分析

陕北榆神府区是我国西部重要的原煤产地,与丰富的煤炭资源比较,水资源贫乏,生态环境脆弱,科学开发利用有限的水资源,促进煤炭基地健康发展至关重要。本文以神南矿区为例,研究了保水采煤保水煤柱留设的科学性,分析了保水采煤的技术措施,提出了针对神南矿区浅埋煤层保水需要而留设保水煤柱尺寸为20～57.2m。     

含水层结构变异对区域地下水循环影响数值模拟

煤炭开采对地下水资源的破坏是限制煤矿区经济与环境可持续发展的主要瓶颈, 煤炭资源开采与水资源保护的矛盾将日益加剧。我国富煤地区主要分布在华北和西北, 仅山西、内蒙古、陕西和新疆四省自治区煤炭查明资源储量就占全国的73.1%, 这些富煤地区多是地下水资源相对贫乏的地区, 全国86个重点矿区缺水的占71%, 严重缺水的占40%, 而煤矿开采对地下水资源的严重破坏加剧了矿区的水资源短缺矛盾, 这一问题在能源大省山西尤为突出。究其根本原因, 在于采煤引起含水层结构变化, 造成地下水资源的破坏, 使地下水资源由原来可供开采的优质水源变为被污染的矿坑水而排走, 破坏了地下水的补径排, 破坏了水文下垫面条件, 破坏了地表水循环, 进而影响了区域地下水循环态势。     

宁东煤炭基地梅花井矿区地下水三氮特征及成因

为研究大规模综合机械化采煤氮污染来源及影响程度,选取宁东煤炭基地侏罗纪煤田鸳鸯湖矿区的梅花井井田为研究对象,通过调查取样分析,对梅花井井田地下水三氮污染分布、物源、水文地质条件进行研究。结果表明:(1)宁东煤炭基地鸳鸯湖矿区梅花井井田三氮NH4+、NO3-、NO2-含量范围分别为0.06～0.12mg/L、4.67～234mg/L、0.01～2.01mg/L,与国家地下水质量标准Ⅲ类水质限值对比,NO2-达到重度或极严重污染,主要分布在潜水含水层;NO3-污染级别为中度、轻度污染,超标样点占调查样点的75%,垂向上已延伸到承压含水层。水平空间上无论矿权范围还是矿权外,污染样点均有存在。(2)部分水样中NO3-毫克当量百分数超过25%,对水化学类型产生影响。(3)煤矿区NO3-、NO2-的污染首先与丰富的物源有关,还受煤矿开采扰动、地形地貌条件、垂向补给径流、水文地球化学条件等因素的影响。研究结果为风积沙大型机械化煤矿开采区地下水氮污染的防治提供了可参考依据。     

探析煤炭开采对地下水的影响——以井工矿为例

煤炭在我国能源生产和消费中一直占有极其重要的地位,随着煤炭资源的大规模开采,引发的地下水问题日益突出,必须采取有效措施控制煤炭开采对地下水资源的破坏。新疆大型煤炭基地是我国煤炭生产力西移的重要承接区,以新疆煤炭基地中规划建设的一井工矿为例,从规划阶段介入,预测了该井田煤炭开采对地下水含水层及水量的影响,分析了矿区排矸场及生产、生活废污水对地下水环境的影响,并提出具有针对性的保护措施,为该矿井及其他矿井建设及运行期合理制定煤炭开采方案、地下水保护方案提供技术参考。     

浅埋煤层开采对地下水资源影响分析

为研究煤层开采对地下水资源循环的影响,本文采用实测值拟合了导水裂隙带发育高度计算公式,并以此为基础分析研究了红柳林煤矿开采对水资源影响分区。结果表明本次研究提出的公式更好地拟合了榆神矿区实测导水裂隙带发育高度;红柳林煤矿开采影响地下水资源的因素包括导水裂隙带、基岩厚度和隔水层厚度,据此煤层开采对红柳林煤矿地下水资源的影响可以分为4个区,失水区主要集中在矿区南部。红柳林煤矿开采南部资源时必须重视对地下水资源的保护,实行保水采煤。     

基于无人机载LiDAR的采煤沉陷监测技术方法——以宁东煤矿基地马连台煤矿为例

探索采煤地表沉陷的高新监测技术方法是推动采煤沉陷监测的重要工作,无人机载LiDAR采煤塌陷监测技术是无人机与LiDAR构建的一种新型低空三维空间测量技术。以宁东煤炭基地马莲台煤矿采煤沉陷区为例,采用无人机机载LiDAR监测技术获取了2017年4月及8月2期三维点云数据,通过数据三维建模和沉降信息提取,得到了地面沉陷情况的三维立体图,监测出了3处地面沉降区,并利用实测水准点和已有GPS自动监测站数据,对该技术监测地面沉降的精度进行评估。研究结果表明,无人机机载LiDAR监测技术方法可满足采煤塌陷的立体监测需求,具有机动灵活、成本低、效率高、精度高等特点,未来可在类似地区推广应用。     

淮北平原西淝河下段采煤沉陷区浅层地下水补排关系研究

安徽省淮北地区是我国重要的煤炭基地和能源基地,煤炭资源的长期开采形成了一定规模的采煤沉陷区。以淮北平原西淝河下段采煤沉陷区为例,分析了沉陷区蓄水与周边浅层地下水的补排关系。结合防洪、除涝等要求分析了沉陷区的蓄水条件及沉陷范围预测,确定了2020、2030年不同频次年份对应的正常蓄水位和汛限水位。选取谢桥站浅层地下水位观测资料,通过概化处理利用达西定律计算了沉陷区与周边浅层地下水的补排量,计算结果表明:月尺度上浅层地下水补给沉陷区占主导;沉陷区周边的浅层地下水会形成水位降落漏斗,但对浅层地下水水位和水量影响不是很大。     

神南矿区张家峁煤矿保水开采条件

神南矿区煤层埋藏浅,厚度大,稳定性好,适合建设大型综采煤矿。但由于矿区地处生态脆弱地区,水资源贫乏,保水开采是矿区面临的重要任务,2009年矿井涌水量最大110.4 m3/h,最小30.2 m3/h,一般为60.3m3/h,矿井水主要来源于萨拉乌苏组地下水和侏罗系延安组裂隙水,防止矿井水产生量的增加,减轻煤矿开采对萨拉乌苏组地下水的影响,是实现煤矿安全开采、保水开采的关键。     

湖北省江汉平原重点区地下水监测网优化研究

为开展湖北省地下水监测网络的优化部署,在全省地下水流系统划分的基础上,选取江汉平原重点区地下水系统作为研究区,对该系统地下水监测网进行了优化研究。采用地下水动态类型编图法,从水文地质条件的角度为地下水监测井的布置提供了地质依据。克里金插值法能够定量评价系统内地下水等水位线的插值精度,从而评价监测网密度。研究区现有国家地下水监测工程(自然资源部分)监测井77个,根据监测需求选取临界插值误差标准差值为1.3,优化后新增监测井30个。优化后的监测网有助于获取研究区更加科学全面的地下水动态信息。     

陕北侏罗纪煤田地下水保护对策与开采利用方案 研究

矿山开采活动中地下水与生态环境保护是需要综合利用多学科思想与理论解决的难题,仅从采矿工程学角度难以解决根本问题。文中从生态水文地质学的角度,针对陕北采煤安全必须疏排水和陕北能源基地建设亟须水资源支撑的现状,提出了通过充分地利用煤田地下水满足强劲用水需求来保护水资源的对策,并从矿区水文地质结构、地下水循环条件出发,根据矿区植被生态风险区划、采煤影响地下水区划,提出了建立保护矿山水资源的采煤秩序、不同阶段地下水保护与开发利用区划以及矿山掘进过程中保护性开采地下水的水源地布局规划原则与建设方案。