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。     

对富东煤矿采空区积水特征及积水量的估算

富东煤矿井田内及相邻煤矿采（古）空积水对其煤层开采威胁较大,本文从垂向分布与平面分布上对富东煤矿采空区积水特征进行了分析,并估算了矿井内及影响其开采的相邻采空区及采空破坏区的积水量。     

新疆煤矿开采对周围地下水的影响机理分析

国内外关于煤矿开采对地下水扰动研究表明,煤矿开采施工扰动及形成的地下采空区对原地下水赋存环境和运移通道产生影响。新疆为干旱-半干旱地区,水资源缺乏,生态脆弱,为确保新疆宝贵的地下水资源可持续利用,有必要从水资源动态平衡角度对本区煤矿开采活动对地下水的影响和破坏机理进行研究。据地下水扰动变化特点,提出新的保护及利用思路,为科学保护和利用矿区地下水资源提供技术支撑和科学依据。     

煤矿保水开采技术现状及其发展

针对采煤过程对区域水文地质的影响和对地下水资源的破坏问题,论述了煤矿顶板水保水开采的理论基础、主要影响因素和技术研究现状,并介绍了陕西榆林市榆阳区煤矿保水开采的成功经验。研究结果表明,根据关键层理论、开采对岩层移动影响及离层规律和水在裂隙岩体中的渗流规律等理论,通过留设防水煤柱、充填开采和注浆加固等方法,抑制岩层导水裂隙带的发育和隔水关键层的离层和断裂,控制岩层潜水的渗流速度是解决煤炭生产中水资源破坏问题的根本方法,具有良好的经济和社会效益。     

浅谈邯邢煤矿区水环境问题及水资源保护利用

煤炭的大量开采引发了许多环境问题,特别是水环境问题比较突出,通过对邯邢煤矿区水环境资料的统计分析,指出了邯邢煤矿区煤炭开采产生的水资源浪费、水资源污染、含水层疏于和区域地下水水位下降等环境水文地质问题,提出加强煤炭企业对水资源保护观念、禁止煤炭资源无序开采、充分利用地表水、优先利用外调水等几项煤炭资源合理开发对策及水资源保护措施。     

神府东胜矿区采煤塌陷对水环境影响效应研究

煤矿开采所造成的地面塌陷,已成为我国西部矿区危害范围最广,危害程度最大,延续时间最长的一种环境地质灾害,其对水环境的影响也最为严重,不仅导致区域水文地质条件遭到破坏,造成水循环模式发生改变,而且引起水资源量急剧减少,水体污染严重,水环境极度恶化.本文以西部煤炭能源基地神府东胜矿区为研究区,从地表水、包气带水、地下水及水体污染四方面,进行采煤塌陷对水环境的影响效应研究,为矿区水资源供需矛盾、水环境改善以及区域经济可持续发展等提供科学依据.     

东庞煤矿DB2-E5井侧钻水平钻进技术

DB2-E5井是冀中能源公司东庞煤矿奥陶系灰岩注浆钻探工程的第一口侧钻水平注浆井。分析了该井的钻进难点,给出了井身结构设计和分支井设计轨迹等,详细介绍了该井实钻技术措施及所采用的钻具组合和钻进参数。该井的成功,对东庞煤矿奥陶系灰岩注浆防水、治水及降低钻井成本具有重要意义。     

煤矿区水资源论证探讨——以富源县丹烁煤矿为例

煤矿开采对水资源的影响十分复杂，可使含水层结构和构造破坏，引起地下水补、径、排关系变化，加上煤矿疏排水的延续、水-岩作用以及所处化学环境的改变，。引起地下水质和量的变化。同时，地表水与地下水、矿坑排水发生直接的水力联系，破坏了正常的水环境，并引起泉水干涸、地表塌陷、井筒破坏、土地荒漠化等灾害。因此，煤矿区的水资源保护问题理应引起高度重视。     

带压开采条件分析与突水可能性评估方法

经过多年来带压开采的理论研究与实践,煤矿采区底板突水的机理已基本明确,尽管在量上把握相关因素与突水的关系,进而达到从根本上预测突水的目的,还需开展更深入的研究,但从已具有代表性的工作面突水条件研究所取得的零散实际观测资料中,可以总结提炼出带压开采条件分析与交水可能性评估的一般方法,比单纯用“突水系数”法更深入一步。本文以邢台矿务局东庞煤矿为例进行了尝试。     

采煤排水对区域水资源的影响——以山西阳武河流域上游煤矿区为例

煤炭资源的大量开采,对水资源造成了严重影响。以山西阳武河流域上游煤矿区为例,分析了采煤对水资源污染和水资源量减少的影响。未经处理的矿坑水直接排放不仅污染了过境河流水,同时也对第四系潜水、深层岩溶承压水造成了严重的污染。采煤排水是区域水资源量的减少和可利用水资源量减少的主要原因。对2个不同开采期水资源量变化进行分析对比,提出了采煤排水引起水资源量减少的主要原因是三水转化关系的变化,而可利用水资源量减少的主要原因是地下水流场变化、开采模数远大于径流模数、隔水层连续性破坏、底板突水、水资源污染等。     

煤矿开采对泉域水环境影响评价

游仙山煤矿位于三姑泉域北部径流区。从煤矿开采角度出发,结合泉域保护区现状,通过地表水和地下水监测结果,进而对煤矿开采后,对地表水和三姑泉域的影响进行了评价。结果表明:煤矿开采沉陷引起的地表塌陷不会改变区域总体地形地貌类型,地表不会形成积水区;煤矿开采产生的导水裂缝带对上覆含水层的破坏,有可能影响上覆含水层对泉域岩溶水的越流补给量。研究对区内煤矿开采和三姑泉域保护有借鉴意义。     

论平顶山矿区煤矿开采对地质环境的影响

平顶山矿区是经过40多年煤矿开采的老矿区,在为国家做出巨大贡献的同时,也造成了地质环境的严重破坏。煤矿开采引起的地质环境问题十分严重,给人民群众的生产、生活、环境造成了严重的损害。采空塌陷、崩塌、滑坡、地裂缝等地质灾害不断发生,矿坑排水破坏水资源系统,造成水质污染和水资源枯竭,73座矸石山压占耕地10311亩,17座矸石山发生过自燃,产生的有害气体严重污染大气,地质环境日益恶化,已严重制约着平顶山市经济的发展。     

基于不同开采方式的煤矿涌水量预测及其环境影响分析

煤矿开采不当会对水资源与水环境造成破坏,尤其在生态环境相对脆弱地区更是如此。针对目前矿井涌水量预测大多以单一工作面或煤矿为评价单元,对沟域内煤矿群同时长期开采的地下水环境影响重视不够。选择头道河则沟域为研究区,以地下水勘查、井田勘探资料为依据,构建了头道河则完整沟域的地下水三维非稳定流数值模型,根据地下水、地表水监测数据和煤矿群开采涌水量的长观资料进行模型的识别与验证,以9#煤矿为典型矿区,分析综采和条带充填2种不同开采方式下矿井涌水量及其对水环境的影响。研究结果表明：（1）综采状态下,矿井涌水量增加0.70×104 m3/d,导致地下水溢出量减少0.20×104 m3/d,引发矿区及区域地下水水位下降0.21~17.92 m;条带充填开采状态下,矿井涌水量增加0.11×104 m3/d,导致地下水溢出量减少0.04×104 m3/d,引发矿区及区域地下水水位下降0.01~0.44 m。（2）煤矿按综采方式开采,导水裂隙带高度大,将大面积导通第四系潜水含水层,矿井涌水对水环境影响较大;若按条带充填方式开采,导水裂隙带高度大幅变小,不会导通第四系潜水含水层,矿井涌水对水环境影响较小。煤矿企业在煤层上覆岩层厚度较薄的地段采煤时,宜采取条带充填开采的方式。研究结果可为研究区或类似煤田开采方案制定、科学处理好煤炭资源开采与生态环境保护关系等提供依据或参考。     

东庞矿区2~#煤层含气性及控气因素

基于东庞矿区煤层气富集成藏条件,结合统计资料和实验测试数据,探讨了东庞矿区2#煤层含气性及其控制因素。结果表明:东庞矿区2#煤层含气量总体不高,大部分地区低于4m3/t,仅东北部小范围含气量较高,超过9m3/t,呈现西南低东北高,局部地段高瓦斯异常的赋气格局;煤储层埋深、区域构造和水文地质条件是2#煤层含气性的主要控制因素。     

覆岩层破坏理论在采区地基稳定性评价中的应用 ——以吉林九台营城煤矿为例

煤层开采后,上覆岩层将形成冒落带、裂缝带和弯曲带。根据营城煤矿研究区自然地理条件、区域地质条件和工程水文地质条件,应用覆岩层破坏理论,得出营城煤矿最大冒落裂隙带高度和建筑物荷载的最大影响深度之和为270 m,远小于该区域煤层最小开采深度( 838 m) ,该区不会产生较大的不均匀沉降。     

淄博市淄川区矿坑水对水资源的影响与应用研究

淄川区煤炭资源丰富，是淄博市主要的产煤区之一，经过长期的开采，部分煤矿闭境。本文调查研究了闭坑煤矿矿坑水的特征和演化规律及其对区域水资源的影响，根据其水质特点，提出了具体的综合利用措施。     

华北型煤田煤层开采对含水层的破坏模式研究

华北地区岩溶水系统分布广泛、水质好、水量丰富,是城镇工矿企业的重要水源,也是维护生态稳定的重要因素。华北型煤田大部分位于岩溶水系统之中,煤炭开采时水患与缺水并存,煤水矛盾突出。在总结了华北型煤田中煤炭基地的煤层及含水层发育情况的基础上,根据岩溶水系统的补径排条件、煤层分布区与岩溶水补给区的位置关系、地形地貌等因素,将采煤对岩溶含水层破坏类型分为三种类型:直接破坏、间接破坏型和无影响型;按地下水类型划分;将煤层开采对含水层的破坏模式划分为破坏顶板孔隙水、破坏底板岩溶水及破坏岩溶水、裂隙水、孔隙水3类,近而根据含水层性质及埋藏条件,含水层与煤层的位置关系,对煤矿开采对区域含水层破坏的模式划分了亚类。在进行含水层破坏类型和破坏模式划分的同时,也对各类型的特征进行较为详细的说明,为该区的煤炭开采和水资源的保护指明了方向。     

群矿采煤条件下水资源与水环境的变化与预测

以往针对单个煤矿采煤对水资源或水环境研究较多。利用煤田区5个井田和6个生产矿井资料,从水循环、水量、水质角度综合分析群矿采煤对区域水资源与水环境的变化并在此基础上进行预测。结果表明,不同标高同时开采,开采面积逐渐扩大、开采深度逐渐加深和开采强度不断增大,不同埋深的含水层逐渐被疏干,形成以矿井为中心的地下水降落漏斗群,最终形成200 km~2的巨大地下水漏斗,十个煤矿排地下水共3.67×10~7m~3/n。天然水循环在群矿采煤活动中被破坏或打乱,补给、径流和排泄均发生变异。群矿采煤活动中地表径流和老窑水通过采煤形成的裂缝与塌陷带渗漏入矿井中,致使地表径流量减少,地下水系统和地表水系统也随之改变,地表水资源和地下水资源受到不同程度的影响和破坏。尤其是矿井抽排水、老窑积水与渗漏、煤矸石淋漓、酸性水及固体废弃物随着地下水和地表水迁移和扩散,使地下水环境和地表水环境受到不同程度的破坏与污染,且随着采深加深而逐年恶化,加大治理修复难度。     

煤矿工业城市水环境变化及其问题

煤矿工业城市是随着煤炭的开发而形成的。煤炭资源的开发、加工和使用又对自然环境造成改变和破坏,其原因在于煤矿开采时含水层结构被破坏、水循环规律发生改变以及水化学相平衡失调,使水环境发生变化。水环境变化的结果,最重要的是引起水资源的枯竭及水体的污染,从而对煤矿工业城市的发展起到严重的阻碍作用。本文在扼要分析煤矿工业城市水环境变化及其问题基础上,深入研究了产生水环境变化和问题的原因,进而提出维护水环境平衡、解决水环境问题的对策。     

浅埋采空区大采高条件下覆岩破坏规律

浅埋采空区下远距离煤层开采覆岩破坏直接影响本煤层工作面安全开采和上覆采空区稳定性。针对神东矿区大柳塔煤矿开采实际,采用相似模拟试验、数值计算和现场实测方法研究了2-2煤采空区下伏的5-2煤层开采覆岩运动及裂隙发育规律。研究结果表明,大柳塔煤矿5-2煤层一次采全高开采,覆岩裂隙带贯穿层间岩层导通2-2煤采空区,层间岩层的破断会诱发上覆岩层大面积垮落,工作面出现强烈的矿压显现,同时加剧了上覆采空区围岩结构失稳及地表沉陷。现场实测也表明大柳塔煤矿5-2煤层大采高开采覆岩破坏高度137. 32 m,裂采比20. 2,与模拟结果一致。这些成果可以为大柳塔矿5-2煤层工作面安全开采提供理论依据。