煤炭資源規(guī)模性開發(fā)利用常常會破壞含水層,引發(fā)一系列水文地質(zhì)環(huán)境問題,分析和評價(jià)煤炭開采對地下水系統(tǒng)的影響對保護(hù)礦區(qū)地下水資源具有重要意義。本文以烏蘭木倫和柳塔煤礦為例,基于煤田地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)和環(huán)境科學(xué)等基礎(chǔ)理論,通過野外調(diào)查、監(jiān)測、分析計(jì)算等手段,探討了煤炭開采對地下水系統(tǒng)的影響機(jī)理,分析了煤炭開采對地下水動(dòng)力場和地下水化學(xué)場的影響過程和主導(dǎo)因素,選取多個(gè)地下水環(huán)境要素指標(biāo),構(gòu)建了地下水環(huán)境安全指標(biāo)體系,對研究區(qū)采礦過程中地下水環(huán)境安全進(jìn)行了評價(jià)。通過以上研究,得出如下結(jié)論性認(rèn)識:（1）綜合運(yùn)用“三下采煤”經(jīng)驗(yàn)公式、唐山分院經(jīng)驗(yàn)公式、中國礦大（北京）經(jīng)驗(yàn)公式,計(jì)算了研究區(qū)煤炭開采產(chǎn)生的冒裂帶和導(dǎo)水裂隙帶高度,部分鉆孔附近產(chǎn)生的冒裂帶已經(jīng)揭穿了1-2煤上覆含水層,造成淺層地下水位下降或形成采空區(qū),地表水與地下水的轉(zhuǎn)化關(guān)系也隨之改變,公涅爾蓋溝流量減小甚至干涸。（2）運(yùn)用GIS空間分析功能分析了研究區(qū)年際、年內(nèi)水位埋深時(shí)空變化規(guī)律,2011-2018年地下水位表現(xiàn)出明顯下降趨勢,水位降幅介于1.14—8.47m之間;研究區(qū)地下水位降深由南向北逐漸加大。在均衡分析的基礎(chǔ)上,利用多元回歸模... 

【文章來源】：華北水利水電大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

2研究區(qū)概況72研究區(qū)概況2.1自然地理概況2.1.1地理位置烏蘭木倫煤礦與柳塔煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)小柳塔村西北，兩個(gè)礦的地理坐標(biāo)是東經(jīng)110°03′24″-110°07′02″，北緯39°28′16″-39°31′11″。柳塔礦區(qū)北距離鄂爾多斯市中心約45km，西距離伊金霍洛旗所屬阿騰席連鎮(zhèn)約47km，東南距陜西省神木縣所屬大柳塔鎮(zhèn)約25km。研究區(qū)交通位置非常優(yōu)越，包（頭）—神（木）鐵路位于研究區(qū)西南側(cè)，并在景田區(qū)鄰近設(shè)有巴圖塔煤炭運(yùn)輸中轉(zhuǎn)站。研究區(qū)地理位置見圖2-1。圖2-1研究區(qū)位置圖Fig.2-1Locationofstudyarea2.1.2地形地貌烏柳煤礦所處的伊金霍洛旗北緊鄰東西走向的高原階地——東勝梁階地，海拔高度約為1500m，此階地是鄂爾多斯市境內(nèi)黃河支流非常重要的分水嶺。市內(nèi)地面的海拔高程通常在1300~1400m之間，其中的蘇布爾嘎附近最高海拔約1541m，折家梁和新廟附近最低海拔高程約1200m，總體呈高平原、波狀高原和丘陵等地形。烏柳煤礦所處的伊金霍洛旗境內(nèi)東和東北方向是丘陵山地，均是比高近100m的土石砂丘，水系比較發(fā)育，另外該地區(qū)還存在少量的黃土溝谷等地形。附近溝壑縱橫交錯(cuò)，地形復(fù)雜且多變，坡陡

華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文14地下水系統(tǒng)是水資源評價(jià)的基本單位，具有水量、水質(zhì)輸入、運(yùn)移和輸出的地下水基本單元及其組合，普遍認(rèn)為地下水系統(tǒng)是水文循環(huán)系統(tǒng)的一部分，由輸入、輸出和水文地質(zhì)實(shí)體三部分組成。因此，本文從地下水含水層空間結(jié)構(gòu)、地下水動(dòng)力嘗地下水水化學(xué)三個(gè)主要方面來分析煤炭開采對地下水系統(tǒng)的影響。3.2煤炭開采對覆巖和含水層空間結(jié)構(gòu)破壞3.2.1采動(dòng)破壞的“三帶”理論煤炭開采對地下水含水空間結(jié)構(gòu)的破壞形式可分為三種：一是礦井基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及生產(chǎn)時(shí)期，各種平硐和井筒的掘進(jìn)直接貫穿了地下含水層、隔水層；二是工作面展開后，采空區(qū)上覆巖層發(fā)生破壞，形成的冒裂帶向上導(dǎo)通直至影響含水層，使其地下水沿冒裂帶涌入井下；三是在采礦活動(dòng)影響下，煤層下部隔水層遭到破壞，隔水層下面的承壓水涌入采空區(qū)，引發(fā)煤層底板的突水。由于烏蘭木倫和柳塔煤礦分別于上個(gè)世紀(jì)八、九十年代建成并投產(chǎn)，當(dāng)前正處于生產(chǎn)期，礦井涌水以垂向滲漏為主，未發(fā)生底板突水，因此本章重點(diǎn)對第二種采動(dòng)破壞情況進(jìn)行具體分析[49]。煤層被采出以后，在工作面后面形成了空間，對其上覆巖層及圍巖的原始應(yīng)力平衡產(chǎn)生破壞，從而發(fā)生彎曲、變形和破壞。上覆巖層破壞和在垂直方向上的位移具有明顯的分帶性，自上而下分別稱為彎曲下沉帶、導(dǎo)水裂隙帶和冒落帶，通常簡稱為“三帶”，如圖3-2所示。圖3-2“三帶”示意圖Fig.3-2Schematicdiagramof"threebelts"（1）冒落帶冒落帶位于采空區(qū)上覆巖層的最下面，巖層脫離上覆巖層母體向下方采空區(qū)冒落，使巖層失去原有的連續(xù)性，巖層破壞后并呈不規(guī)則石塊或似層狀的巨塊。煤被采出后，隨著工作面的逐步推進(jìn)上覆巖層將逐漸失去原有應(yīng)力平衡，距原工作面一定距離后直接

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤礦地下水庫水體水化學(xué)特征及其成因解析[J]. 韓佳明,高舉,杜坤,陳夢圓,蔣斌斌,張凱.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2020(11)
[2]人民勝利渠灌區(qū)地下水水質(zhì)評價(jià)[J]. 劉中培,蔡慶峰,竇明,陳瑩.  人民珠江. 2020(02)
[3]生態(tài)脆弱礦區(qū)高強(qiáng)度植被恢復(fù)對地下水補(bǔ)給的影響[J]. 王強(qiáng)民,董書寧,王文科,王皓.  煤炭學(xué)報(bào). 2020(09)
[4]榆神礦區(qū)地下水與生態(tài)環(huán)境演化特征[J]. 馬雄德,范立民.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2019(10)
[5]六盤水礦區(qū)關(guān)鍵帶巖溶水水化學(xué)演化特征及驅(qū)動(dòng)因子[J]. 葉慧君,張瑞雪,吳攀,韓志偉,查學(xué)芳,李學(xué)先,覃應(yīng)機(jī),石金芳.  地球科學(xué). 2019(09)
[6]榆神府地區(qū)煤炭開采對地下水資源的影響[J]. 柳寧,趙曉光,解海軍,李瑜.  西安科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[7]典型草原露天煤礦區(qū)地下水環(huán)境演化機(jī)理研究[J]. 馮海波,董少剛,張濤,李銥,劉曉波,李政葵,王超.  水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2019(01)
[8]采煤區(qū)水土資源損毀相關(guān)影響因素分析[J]. 張凱媛,王瑾,畢如田,劉建.  灌溉排水學(xué)報(bào). 2019(01)
[9]寧東煤炭基地煤炭開采對地下水的影響預(yù)測[J]. 馮潔,侯恩科,王蘇健.  地質(zhì)通報(bào). 2018(12)
[10]寧東煤炭基地梅花井礦區(qū)地下水三氮特征及成因[J]. 劉瑞平,徐友寧,張江華,陳華清,何芳,喬岡,柯海玲,史宇飛.  地質(zhì)通報(bào). 2018(12)

博士論文
[1]陜北榆神礦區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境特征及煤炭開采影響機(jī)理研究[D]. 楊志.中國礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]神東礦區(qū)井下采空區(qū)水庫水資源循環(huán)利用關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 陳蘇社.西安科技大學(xué) 2016
[3]煤炭開采上覆巖層變形破壞及其滲透性評價(jià)研究[D]. 師修昌.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2016
[4]陜蒙煤炭開采對地下水環(huán)境系統(tǒng)擾動(dòng)機(jī)理及評價(jià)研究[D]. 趙春虎.煤炭科學(xué)研究總院 2016
[5]典型井工礦山開采對地下水環(huán)境影響及涌水量動(dòng)態(tài)預(yù)測[D]. 陳時(shí)磊.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2015

碩士論文
[1]杭來灣煤礦301盤區(qū)礦井涌水量變化特征及來源分析[D]. 張博龍.西安科技大學(xué) 2019
[2]人民勝利渠灌區(qū)地下水水化學(xué)演變與適用性分析[D]. 張冬青.華北水利水電大學(xué) 2019
[3]露天煤礦區(qū)地下水與土壤環(huán)境響應(yīng)研究[D]. 劉曉波.內(nèi)蒙古大學(xué) 2018
[4]煤炭開采對地下水環(huán)境影響評價(jià)研究[D]. 侯聰超.黑龍江大學(xué) 2018
[5]山西古交礦區(qū)淺層地下水動(dòng)態(tài)與溶質(zhì)運(yùn)移研究[D]. 翟穎倩.山西大學(xué) 2017
[6]村莊壓煤山丘區(qū)采煤活動(dòng)對地下水影響研究[D]. 柴迪.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2017
[7]福建省東山縣地下水動(dòng)態(tài)時(shí)空變化特征研究[D]. 王艷麗.吉林大學(xué) 2016
[8]攀枝花市某礦山露天開采對地下水環(huán)境影響分析[D]. 粟豐.成都理工大學(xué) 2016
[9]黃河中下游典型灌區(qū)地下水位時(shí)空演變特征與驅(qū)動(dòng)機(jī)制[D]. 趙雨婷.華北水利水電大學(xué) 2016
[10]沙漠灘地礦區(qū)綜放開采水害及潛水位影響研究[D]. 邢茂林.中國礦業(yè)大學(xué) 2016



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