煤炭资源井工开采区含水层影响评价分析

北京61岁副食店,薄谷西来,黄金现在多少钱一克

煤炭资源井工开采区含水层影响评价分析

　　[摘要]：本文以“神府矿区”井工开采一煤矿为例，采用类比法预测了煤矿开采后导水裂隙带高度，并进行了含水层结构、水位、水质预测影响，综合分析了煤矿开采后对地表水体、村民生产生活用水影响。
　　[关键词]：井工开采；导水裂隙高度；含水层；预测
　　1 前言
　　井工煤矿开采过程中，导水裂隙沟通地下水含（隔）水层，对含水层结构、水位等产生一定的影响。覆岩移动变形对含水层的影响主要受垮落带、导水裂隙带高度的控制[1]，本文以“神府矿区”升富煤矿为例，针对可采煤层2-2号、3-1开采后，其上覆岩层移动变形对主要含水层的影响进行预测评估。
　　2 研究区地质环境背景
　　升富煤矿采用长壁式综采，地面场地包括工业场地、炸药库及场外道路。本区属半干旱大陆性气候，年降雨量375～400mm。区内无地表径流，仅在煤矿东南角外，讨素海则村西分布有2个海子，季节性积水，海子1的面积0.2万m2，水深0～2m，海子2的面积0.3万m2，水深0～1m。煤矿地表全部被风积沙覆盖，含（隔）水层分为第四系松散岩类孔隙含水层、新近系红土隔水层、侏罗系碎屑岩类裂隙水含水层三种类型，其中侏罗系中统碎屑岩类裂隙水含水层全区分布。目前煤矿尚未开工建设，区内各含水层均处于原生状态。
　　3 含水层预测评估
　　3.1含水层结构影响预测评估
　　3.1.1导水裂隙带高度计算
　　含水层结构、水位所受影响程度主要受导水裂隙带高度控制。根据陕西省地质调查院的研究成果，榆神矿区导水裂隙带发育高度与采高的比值一般为26倍，本次利用该值预测导水裂隙带的高度。计算结果见表1。导水裂隙带之上为弯曲下沉带，该带岩层只产生弯曲变形，含水层水位受影响的可能性小。
　　表1导水裂隙带高度预测结果表
　　开采阶段 煤层 煤厚（m） 导水裂隙带高度（m）
　　近期 2-2 最小 2.6 67.6
　　最大 3.1 80.6
　　中期 2-2 最小 0.92 23.9
　　最大 3.5 91
　　3-1 最小 2.9 75.4
　　最大 3.38 88.9
　　3.1.2近期开采区
　　由表1可知，近期开采2-2煤层4个工作面后，导水裂隙高67.6～80.6m。根据地层岩性，导水裂隙将沟通直罗组砂岩裂隙含水层、风化带孔隙裂隙含水层，使其结构破坏，水位大幅下降。
　　3.1.3中期开采区
　　由表1可知，中期2-2煤层开采后形成的导水裂隙高23.9～91.0m，根据地层岩性，导水裂隙将沟通直罗组砂岩裂隙含水层、风化带孔隙裂隙含水层。3-1煤层开采后形成的导水裂隙高75.4～88.9m，导水裂隙将沟通煤层上覆延安组砂岩裂隙含水层、直罗组砂岩裂隙含水层。3-1煤层距离2-2煤层27.82～36.52m。在2-2煤?痈炒媲?，3-1煤层开采后，导水裂隙将延伸到2-2煤层采空区，将沟通直罗组砂岩裂隙含水层、风化带孔隙裂隙含水层。
　　随着两层煤的开采，最终将形成较大范围的影响区域，全区沟通煤层上覆延安组、直罗组砂岩裂隙含水层，2-2煤层赋存区还沟通直罗组风化带孔隙裂隙含水层，使其结构破坏，水位大幅下降，影响严重。
　　2-2煤层无煤区，直罗组砂岩裂隙含水层与风化带孔隙裂隙含水层可能局部联通，影响局部直罗组风化带孔隙裂隙含水层，使其水位下降幅度较大，影响较严重。
　　上覆其他含水层位于弯曲下沉带内，特别是萨拉乌苏组、离石组含水层还受到下伏保德组隔水层的保护，水位下降幅度小，影响较轻。
　　3.2生产生活用水影响预测
　　3.2.1村民生产生活用水
　　评估区内村民以井水作为生产生活用水，含水层主要为萨拉乌苏组孔隙潜水含水层，局部有离石组黄土孔隙潜水含水层。
　　前梁壕、任家壕村位于保护煤柱内，邻近地区只开采3-1煤层，地面塌陷深度1.8～1.9m，引发的含水层水位下降幅度小，村庄水井水位下降幅度小，影响村民生产生活用水的可能性小，影响程度较轻。讨素海则村位于开采区边界148m以外，邻近讨素海则村，本矿开采2-2、3-1煤层，累计地面塌陷深度2.8～3.0m，引发的含水层水位下降幅度相对较大，可能引发讨素海则村的水井水位有所下降，影响村民生产生活用水，影响程度较严重。
　　3.2.2养殖场用水
　　近期开采区有3个养殖场，开采前将对养殖场进行搬迁，因此近期开采对养殖场用水影响较轻。中期开采区有1个养殖场，开采前搬迁，影响较轻。
　　3.2.3地表水体
　　在煤矿东南边界外40～55m处分布有两个海子，季节性积水，水未利用。海子一带较周围地表低1～2m，为两个洼地，东北侧的萨拉乌苏组、离石组孔隙潜水向西南径流、排泄到洼地形成海子。
　　两个海子北侧为地面塌陷区，累计地面塌陷深度2.8～3.0m，塌陷区内萨拉乌苏组、离石组含水层受影响下沉，水位下降，周围地区的地下水将向塌陷区的含水层补给、径流，引发邻近地区的含水层水位下降，可能造成海子水体部分漏失，影响程度较严重。
　　3.3含水层水质影响预测
　　煤层开采中，被导水裂隙影响到的各含水层地下水合并渗漏形成矿井水，使原有的水质发生变化，成为混合水质。当进入采掘巷道后，则会受到井下开采的影响，增加了水体悬浮物和COD的含量。这些矿井水随着开采的进行不断排出地表，进入矿井水处理站处理达标后全部回用，因此，对含水层水质影响程度较轻。
　　总体上，含水层预测评估影响程度严重。
　　4 结论和建议
　　a.本文通过井工开采区含水层结构、水位、水质预测，分析了煤矿开采后对地表水体、村民生产生活用水的影响；b.井下开采条件异常复杂，尤其在雨季或非正常状态下，煤矿一定做好矿井涌水量及水质监测，采前探测并疏干老窑积水，保证矿井、地表建构物的用水安全。
　　[参考文献]：
　　[1] 马本秀.煤炭开采对地下水含水层的影响与预测分析[J].山西科技，2015，30（3）：56?C59.
　　[2]《矿山地质环境保护与土地复垦方案编制指南》.