矿区规划环评在协调地下水资源保护和矿区有序开发中的作用

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作者 周金余 《煤炭工程》 北大核心 2024年第7期7-13,共7页

针对矿区规划环评如何协调地下水资源保护和矿区有序开发的问题,以神东煤炭基地新街台格庙矿区总体规划环评为例,在对矿区总体规划方案布局、周边地下水资源环境特点进行充分调查识别清楚的基础上,客观分析了矿区规划布局与地下水水源... 针对矿区规划环评如何协调地下水资源保护和矿区有序开发的问题,以神东煤炭基地新街台格庙矿区总体规划环评为例,在对矿区总体规划方案布局、周边地下水资源环境特点进行充分调查识别清楚的基础上,客观分析了矿区规划布局与地下水水源地的空间冲突,以及矿区南部矿井开发对红碱淖地下水流系统水资源影响,提出了较为全面的矿区开发布局、规模及时序优化等优化建议,较好地协调了矿区煤炭开发与地下水环境保护关系,实现矿区有序开发与环境保护相协调。 展开更多

关键词 煤炭矿区 规划环评 地下水资源 保水采煤

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采煤新技术保护水资源

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作者 汪炳青 《煤炭工程》 北大核心 2008年第5期108-108,共1页

关键词 保护水资源 采煤技术 半干旱地区 中国矿业大学 国际领先水平 成果鉴定 研究成果 实验室主任

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矿井开发对水资源系统影响评价及保护措施 被引量：3

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作者 刘洋 张壮路 《煤炭工程》 北大核心 2008年第9期88-91,共4页

文章从四个方面评价了采矿对神东水资源系统的影响状况,通过评价分析,证明只有真正做到"保水采煤",才能实现大型煤炭基地的可持续发展。在此基础上,提出了实现保水采煤的途径应根据不同的水文地质条件,选择合理的开采区域,采... 文章从四个方面评价了采矿对神东水资源系统的影响状况,通过评价分析,证明只有真正做到"保水采煤",才能实现大型煤炭基地的可持续发展。在此基础上,提出了实现保水采煤的途径应根据不同的水文地质条件,选择合理的开采区域,采取合理的开采方式,并在开采过程中利用一些必要的技术措施,同时也可以对污水、矿井水进行资源化处理,来实现保水采煤这一战略方针。 展开更多

关键词 水资源 保水采煤 保护措施

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基于高掺量粉煤灰防渗墙的露天矿水资源保护技术 被引量：21

4

作者 王海 黄选明 +2 位作者 朱明诚 曹海东 张雁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1160-1169,共10页

蒙东某露天矿矿坑涌水量高达100000 m^3/d,补给源主要为海拉尔河,河水经深厚砂卵石层沿煤层隐伏露头渗入煤层,进而涌入矿坑,采用疏干井疏排矿坑涌水,造成水资源的巨大浪费和环境严重破坏,并增加露天矿生产成本。为截断补给通道、减小矿... 蒙东某露天矿矿坑涌水量高达100000 m^3/d,补给源主要为海拉尔河,河水经深厚砂卵石层沿煤层隐伏露头渗入煤层,进而涌入矿坑,采用疏干井疏排矿坑涌水,造成水资源的巨大浪费和环境严重破坏,并增加露天矿生产成本。为截断补给通道、减小矿坑涌水量、保护水资源和矿区生态环境,通过试验、理论分析研究了高掺量粉煤灰防渗墙材料的强度、抗渗性能、黏度、粉煤灰激发剂效果,并针对露天矿煤层厚、补给范围广的特点,进行了现场帷幕截水试验。研究结果显示,水固比0.7∶1.0时,防渗墙材料的抗压强度和抗渗性能与水泥掺量呈正相关关系,粉煤灰掺量为80%的充填材料前期强度增长缓慢,后期强度增大较快,60,90 d抗压强度分别为28 d的1.90倍、3.25倍;CaCl2和NaCl可加快粉煤灰活性发挥、促进水化反应、减小颗粒间孔隙,显著提高充填材料的早期强度和抗渗性能,具有良好的激发效果;防渗墙材料的黏度随着剪切速率的增大具有明显的剪切变稀现象,剪切速率为30 s^-1时出现拐点,呈现剪切增稠现象;膨润土可增加充填材料的黏度,消除其剪切增稠现象,并提高材料的抗渗性能。通过露天矿北侧补给区域进行高掺量粉煤灰防渗墙截水试验,矿坑涌水量减少24000 m^3/d,截水效果显著,水资源得到保护;防渗墙内外水位差逐渐增大,墙外水位逐渐恢复,水位埋深达到-6^-7 m,水位恢复到植被所需的生态水位,生态水位得到保障。在露天矿采用高掺量粉煤灰防渗墙可截断渗水通道、减少矿坑涌水量、保护生态环境,实现露天矿绿色、保水开采。 展开更多

关键词 高掺量粉煤灰 防渗墙 露天矿 水资源保护 保水采煤

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典型高强度开采矿区保水采煤关键技术与实践 被引量：71

5

作者 孙亚军 张梦飞 +3 位作者 高尚 徐智敏 邵飞燕 姜素 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期56-65,共10页

神东矿区是我国重要的煤炭生产基地和典型的高强度开采矿区,同时也是我国典型的干旱半干旱生态环境脆弱区,矿区高强度煤炭生产与生态环境的协调发展是该区的重要研究课题。针对神东矿区干旱半干旱地区水资源贫乏、生态环境脆弱等特点,... 神东矿区是我国重要的煤炭生产基地和典型的高强度开采矿区,同时也是我国典型的干旱半干旱生态环境脆弱区,矿区高强度煤炭生产与生态环境的协调发展是该区的重要研究课题。针对神东矿区干旱半干旱地区水资源贫乏、生态环境脆弱等特点,通过研究矿区水文地质结构特征、煤层覆岩结构类型等,提出了矿区的水文地质结构分区和保水采煤分区;以此为基础,针对不同的水文地质结构类型,提出了神东矿区的保水采煤的基本原则,以及矿区重要水源地、厚基岩含水层、烧变岩含水层、水资源转移存贮、矿井水资源化利用等保水采煤的关键技术;最后,结合典型矿井,开展了上述关键技术的现场工程实践,并取得了良好的应用效果。 展开更多

关键词 神东矿区 保水采煤 水源地保护 烧变岩 转移存储 矿井水资源化

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榆神府矿区含水层富水特征及保水采煤途径 被引量：47

6

作者 侯恩科 车晓阳 +3 位作者 冯洁 段中会 高利军 李军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期812-819,共8页

榆神府矿区地处毛乌素沙漠与黄土高原的接壤地带,生态环境脆弱,水资源匮乏,区内各主要含水层分布与富水性不均,含水层富水性及矿井涌水对煤矿生产影响差异较大,因此矿井水资源的综合利用与含水层的有效保护对煤矿生产与地区生态建设意... 榆神府矿区地处毛乌素沙漠与黄土高原的接壤地带,生态环境脆弱,水资源匮乏,区内各主要含水层分布与富水性不均,含水层富水性及矿井涌水对煤矿生产影响差异较大,因此矿井水资源的综合利用与含水层的有效保护对煤矿生产与地区生态建设意义重大。通过分析萨拉乌苏组、烧变岩、风化基岩层等各主要含水层的形成、分布及富水特征,结合矿井首采煤层上覆基岩厚度与矿井目前涌水量情况,将区内生产矿井及待规划区域从"水资源保护与矿井水利用"角度划分为水量贫乏型、水量较丰富型、水量丰富型及地表水体型4种类型,并根据不同类型的分布特征进行了分区。在此基础上,针对不同的水资源保护与矿井水利用类型,分别提出了采空区存储净化、工业利用、农业灌溉、湿地建设和人工湖泊等具体的水资源保护与矿井水利用途径和措施。讨论了"保水采煤"的科学内涵,认为"保水采煤"的基本措施应当包括保护浅部主要含水层和矿井水资源利用两部分,即将"保水"与"用水"相结合,拓展了"保水采煤"的科学含义;建议在矿井规划时,应综合考虑开采损害影响与环境自身修复能力,在满足能源开采经济利益的同时,保证生态环境不发生质的破坏;提出了利用经济效益"反哺"当地生态和"绿色经济"建设的一点猜想,为矿区未来的规划建设提供了一定的参考意义。 展开更多

关键词 榆神府矿区 含水层 保水采煤 水资源保护 矿井水利用

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采空区储水--干旱区保水采煤新途径 被引量：20

7

作者 李文平 李涛 +2 位作者 陈伟 常金源 王启庆 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期1003-1007,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 干旱区 保水采煤 采空区储水 水资源

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保水采煤技术研究现状及发展趋势 被引量：22

8

作者 孙学阳 梁倩文 苗霖田 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第1期54-59,共6页

实现保水采煤的目标是煤矿区生态环境发展的趋势和要求,为了系统归纳保水煤采技术的研究成果,促进保水采煤技术的发展,在查阅了近年来公开发表的文献资料的基础上,采用综合分析的方法,对目前保水采煤理论及开采技术研究现状进行全面总... 实现保水采煤的目标是煤矿区生态环境发展的趋势和要求,为了系统归纳保水煤采技术的研究成果,促进保水采煤技术的发展,在查阅了近年来公开发表的文献资料的基础上,采用综合分析的方法,对目前保水采煤理论及开采技术研究现状进行全面总结和归纳,并指出了该领域的发展趋势。研究结果表明,实现保水采煤目标的核心是根据特定的水文地质条件选择合理的开采上限及适宜的开采方式控制生态水位。研究主采煤层覆岩结构空间组合特征,确定水、煤、岩等在三维空间内组合形态,在此基础上提高导水裂隙带发育高度预测精度,是保水采煤技术研究的趋势。 展开更多

关键词 保水采煤 生态环境保护 导水断裂带 开采方法

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烧变岩地下水的形成及保水采煤新思路 被引量：43

9

作者 范立民 蒋泽泉 《煤炭工程》 北大核心 2006年第4期40-41,共2页

陕北十多年来的采煤实例表明,采煤造成地下水渗漏严重,同时对生态环境也产生了较大影响,论文在研究“保水采煤”的基础上,从陕北地区广泛分布的烧变岩和它特殊的水文地质条件得到启发,认为对部分小流域进行高强度的煤炭开采,使采空区顶... 陕北十多年来的采煤实例表明,采煤造成地下水渗漏严重,同时对生态环境也产生了较大影响,论文在研究“保水采煤”的基础上,从陕北地区广泛分布的烧变岩和它特殊的水文地质条件得到启发,认为对部分小流域进行高强度的煤炭开采,使采空区顶板岩层破裂后,形成类似于烧变岩的地下水储存空间,经过一定时期的含水层再造,形成新的含水盆地,从而实现采煤与保水、保护生态环境并举,促进区域煤炭资源合理开发利用。 展开更多

关键词 保水采煤 烧变岩 地下水保护 煤炭开采

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生态脆弱矿区松散含水层下采煤保护土层合理厚度 被引量：37

10

作者 李涛 王苏健 +1 位作者 韩磊 高颖 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期98-105,共8页

为保护生态脆弱矿区的生态潜水位,对采煤保护土层厚度的合理厚度进行研究。基于地下水动力学,分析了采动潜水位越流变化机理,并采用水-电相似模拟技术,模拟了采后不同有效隔水层厚度及其物理特性条件下潜水位变化规律。研究结果表明:煤... 为保护生态脆弱矿区的生态潜水位,对采煤保护土层厚度的合理厚度进行研究。基于地下水动力学,分析了采动潜水位越流变化机理,并采用水-电相似模拟技术,模拟了采后不同有效隔水层厚度及其物理特性条件下潜水位变化规律。研究结果表明:煤炭开采,越流水位差越大,采后有效隔水层隔水能力越差,采动潜水位降深越大。研究区典型地质条件下,采后有效隔水层为42.6 m的离石黄土或21.0 m的保德红土时,潜水不会显著漏失。多种软件耦合实现了煤炭开采工作面水-电相似模拟,得到了研究区典型采矿地质条件下不同有效隔水层厚度与潜水位降深的关系,水-电模拟结果与理论研究结果相吻合,并得到了工程实践的初步验证。 展开更多

关键词 保水采煤 保护层 相似模拟 土层 越流

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煤炭高强度重复采动下地下水资源漏失规律研究 被引量：8

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作者 许峰 靳德武 +5 位作者 高振宇 何渊 王世东 石磊 黄欢 段建华 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期131-139,共9页

我国煤炭资源开发重心西移,但西部地区生态环境脆弱,地下水资源宝贵,煤炭高强度开采与地下水及生态环境保护矛盾日益加剧。近年来,西部多数矿区逐渐开拓开采下组煤层,针对多层煤层重复采动对地下水资源影响规律研究不足等问题,以神东矿... 我国煤炭资源开发重心西移,但西部地区生态环境脆弱,地下水资源宝贵,煤炭高强度开采与地下水及生态环境保护矛盾日益加剧。近年来,西部多数矿区逐渐开拓开采下组煤层,针对多层煤层重复采动对地下水资源影响规律研究不足等问题,以神东矿区布尔台煤矿42202工作面为研究对象,采用现场实测以及数值模拟手段,对该区煤层重复采动顶板导水裂隙带的发育高度进行了实测与计算,结果表明:42煤开采后导水裂隙带最大发育高度达到顶板以上160 m,沟通了延安组和直罗组含水层,但未沟通白垩系志丹群含水层;基于导水裂隙带监测结果,采用FEFLOW数值模拟方法预计了42202工作面采后涌水量为63 m^(3)/h,与实际涌水量55 m^(3)/h接近,进一步表明工作面涌水主要来自延安组与直罗组含水层;42202工作面采后延安组含水层水位下降幅度达到57.3 m,直罗组含水层水位下降11.9 m,白垩系志丹群含水层水位基本维持稳定,由此可知,煤层采后对延安组含水层扰动程度最大,对直罗组含水层扰动程度次之,而并没有对白垩系志丹群含水层造成影响;煤层采动导水裂隙是地下水资源漏失的主要通道,其发育高度及规模决定了煤炭开采对含水层的扰动程度,抑制煤层开采后顶板导水裂隙带发育是实现西部大型矿区保水采煤的关键点,尤其是随着西部煤炭资源的深部开发,多层煤层开采后覆岩破断规律及其多场耦合特征、导水裂隙的演化规律是今后重要的研究方向。研究成果完善了多煤层开采保水理论,为实现我国西部煤炭资源的绿色开发提供支撑。 展开更多

关键词 神东矿区 重复采动 导水裂隙带 地下水资源 保水采煤 高强度开采

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保水采煤技术规范的技术要点分析 被引量：19

12

作者 范立民 马雄德 +7 位作者 吴群英 蒋泽泉 迟宝锁 王碧清 王宏科 仵拨云 宋飞 郭亮亮 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期81-87,共7页

保水采煤是绿色开采的重要组成部分,是解决西北干旱半干旱矿区煤炭开采与水资源和生态环境保护问题的有效途径之一。为了规范保水采煤工作思路与方法,指导煤矿企业在高效开采煤炭资源的同时保护含水层结构稳定,制定了陕西省地方标准《... 保水采煤是绿色开采的重要组成部分,是解决西北干旱半干旱矿区煤炭开采与水资源和生态环境保护问题的有效途径之一。为了规范保水采煤工作思路与方法,指导煤矿企业在高效开采煤炭资源的同时保护含水层结构稳定,制定了陕西省地方标准《保水采煤技术规范》,规定了矿区水资源保护目标层(体)、地质工作要求、导水裂隙带高度确定、保水采煤主要技术以及保水采煤技术论证报告的提纲等。在详细阐述《保水采煤技术规范》研制背景的基础上,对规范的相关要点进行了进一步梳理和解释,包括:煤层开采使地下水位埋深发生变化时,必须符合最大允许埋深和最小允许埋深要求;煤层开采过程中,矿区及周边河流流量不小于河道最小生态需水量;陕北侏罗纪煤田开采1^(-2)、2^(-2)(榆横矿区为3号煤层)、3^(-1)、4^(-2)、5^(-2)号煤层时,主要目标含水层为第四系萨拉乌苏组含水层、烧变岩含水层和地表水体(湖泊、水库);黄陇侏罗纪煤田开采3、4号煤层时,主要目标含水层为白垩系洛河组含水层和地表水体(湖泊、水库);渭北石炭二叠纪煤田开采5、10、11号煤层时,主要目标含水层为包括但不限于奥陶系岩溶含水层。导水裂隙带高度的确定方法主要有探测法、经验公式法、数值模拟和相似模拟等;适于陕西省地质生态环境条件的保水采煤技术包括充填保水采煤技术、分层保水采煤技术、短壁保水采煤技术和注浆保水采煤技术等。为了加快推进矿山生态文明建设步伐,实现绿色开采,应加强保水采煤技术规范的贯彻和落实。 展开更多

关键词 保水采煤 生态脆弱矿区 含水层结构保护 绿色开采

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基于导水裂隙扩展-重金属离子迁移的短壁块段式充填保水采煤机理研究 被引量：4

13

作者 张云 刘永孜 +5 位作者 来兴平 宋天奇 张雷铭 孙浩强 万培烽 詹睿 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期155-172,共18页

短壁块段式充填采煤技术可有效解决煤炭资源浪费、水资源流失和矸石堆积等问题,然而,采空区矸石充填材料受到矿井水的长期作用后,其内部重金属离子可能会发生浸出,对矿区水资源造成一定潜在污染影响。为此,结合短壁块段式充填采煤技术,... 短壁块段式充填采煤技术可有效解决煤炭资源浪费、水资源流失和矸石堆积等问题,然而,采空区矸石充填材料受到矿井水的长期作用后,其内部重金属离子可能会发生浸出,对矿区水资源造成一定潜在污染影响。为此,结合短壁块段式充填采煤技术,系统地对采动造成的水资源流失和水资源污染综合防治展开研究。首先,针对矿区水资源流失防治,基于“煤柱、充填体-阻隔层-隔水层”的层位组合关系,研究短壁块段式充填采煤覆岩导水裂隙发育特征,揭示短壁块段式充填采煤诱发的覆岩结构演变下水资源保护的控制机理。其次,针对矿区水资源污染防治,建立采空区矸石充填材料重金属离子迁移模型,揭示矸石充填材料对水资源的污染机理,分析矸石充填材料重金属离子迁移规律。并由此总结矿区水资源流失-污染综合防治技术,提出基于水资源流失-污染防治的充实率设计方法。结果表明:在水资源流失防治方面,矸石材料作为充填体充入采空区后,作为永久承载体与块段间保护煤柱共同承担上覆岩层的载荷,有效阻止了低位岩层组的垮落,限制覆岩导水裂隙贯穿隔水层,确保高位岩层组的完整性;在水资源污染防治方面,矸石充填材料重金属离子在渗流、浓度、应力的耦合作用下,以矿井水为载体,在重力势能和水头压力的驱动下沿着煤柱侧向以及底板下方进行迁移运动,且重金属离子迁移距离随底板岩层渗透率、重金属离子浸出浓度/污染源强、底板裂隙深度和水位高度的增大而增大,随矸石粒径和围岩应力的增大而减小。基于此,总结了矿区水资源流失-污染综合防治技术,包括开采参数调控技术、充填参数调控技术、污染源头调控技术、传播途径调控技术以及水体原位调控技术,并提出基于水资源流失-污染防治的充实率设计方法,实现矿区水资源流失-污染综合防治。研究成果对综合防治煤炭开采造成的矿区水资源破坏问题提供一定的科学理论依据和工程指导。 展开更多

关键词 水资源保护 导水裂隙 矸石重金属离子 保水开采 短壁块段式充填采煤

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“保水采煤的理论与实践”专辑特约主编致读者

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作者 范立民 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期I0003-I0004,共2页

保水采煤是指在干旱半干旱地区煤层开采过程中,通过控制岩层移动维持具有供水意义和生态价值含水层(岩组)结构稳定或水位变化在合理范围内,寻求煤炭开采量与水资源承载力之间最优解的煤炭开采新技术。这一概念是根据陕北侏罗纪煤田(神... 保水采煤是指在干旱半干旱地区煤层开采过程中,通过控制岩层移动维持具有供水意义和生态价值含水层(岩组)结构稳定或水位变化在合理范围内,寻求煤炭开采量与水资源承载力之间最优解的煤炭开采新技术。这一概念是根据陕北侏罗纪煤田(神府煤田)开发中遇到的地质生态环境环境问题而提出的,对水资源供需矛盾突出、地下水生态价值明显的矿区同样适用。 展开更多

关键词 保水采煤 水资源承载力 干旱半干旱地区 侏罗纪煤田 读者 主编 专辑 地质生态环境

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短壁块段式采煤覆岩导水裂隙发育力学特性分析 被引量：6

15

作者 张云 曹胜根 +4 位作者 来兴平 单鹏飞 张楠 赵长政 都书禹 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期551-560,共10页

短壁块段式采煤技术作为一种绿色开采技术,可以有效地兼顾煤炭安全高效开采和水资源保护,但在开采过程中会造成一定范围的导水裂隙带,对含水层的稳定性造成潜在的影响。因此,短壁块段式采煤覆岩导水裂隙发育力学特性的研究对科学预防、... 短壁块段式采煤技术作为一种绿色开采技术,可以有效地兼顾煤炭安全高效开采和水资源保护,但在开采过程中会造成一定范围的导水裂隙带,对含水层的稳定性造成潜在的影响。因此,短壁块段式采煤覆岩导水裂隙发育力学特性的研究对科学预防、控制和治理煤炭开采所引起的水资源流失问题具有重要意义。为了计算短壁块段式采煤造成的覆岩导水裂隙带发育高度,在分析覆岩移动特征的基础上,确定影响短壁块段式采煤覆岩导水裂隙发育的主控因素。并基于弹性地基梁理论,结合短壁块段式采煤工作面布置特殊性,建立了一种计算短壁块段式采煤覆岩导水裂隙带发育高度的弹性地基叠合梁力学模型,给出岩层产生导水裂隙的判定方法,计算获得岩层破坏层数(导水裂隙带高度)随不同主控影响因素的变化规律,揭示了短壁块段式采煤覆岩导水裂隙发育的力学机理及规律。研究结果表明:随着采高和块段长度增大,岩层破坏高度呈阶梯状上升;随煤柱宽度的增加,岩层破坏高度呈降低趋势。同时,当影响因素参数在一定范围内时,岩层破坏层数不变,因此,在保证水资源不发生流失的前提下,可选择范围内最大采高、块段长度以及最小煤柱宽度作为开采指标来提高回收率。现场短壁块段式采煤实验工作面采用钻孔冲洗液漏失量观测和钻孔电视探测的方法,测试得到采动造成的覆岩导水裂隙带高度约为50.06 m,与理论计算结果(50.3 m)基本吻合。 展开更多

关键词 短壁块段式采煤 水资源保护 覆岩移动 导水裂隙带高度 弹性地基梁

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鄂尔多斯盆地北部直罗组古河道砂体分布区矿井涌水模式 被引量：7

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作者 范立民 孙魁 +6 位作者 马万超 胡俭 马雄德 王建文 吴立群 苗彦平 荣辉 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期917-928,共12页

近十几年来,鄂尔多斯盆地北部煤矿开采频频受到了直罗组地下水的威胁,甚至出现了突水事故。区内以直罗组地下水为充水水源的大水矿井连片分布,且与直罗组古河道砂体关系密切。为阐释神府南区直罗组古河道砂体分布区矿井涌水模式,在直罗... 近十几年来,鄂尔多斯盆地北部煤矿开采频频受到了直罗组地下水的威胁,甚至出现了突水事故。区内以直罗组地下水为充水水源的大水矿井连片分布,且与直罗组古河道砂体关系密切。为阐释神府南区直罗组古河道砂体分布区矿井涌水模式,在直罗组古河道砂体空间分布及其对地下水赋存控制作用研究的基础上,从研究区尺度、井田尺度和工作面尺度,分析了直罗组古河道砂体与矿井涌水的关系,提出了直罗组古河道砂体下矿井涌水模式。结果表明:神府南区直罗组古河道冲刷带沿红碱淖—尔林兔—锦界一线发育,冲刷带内延安组第5段几乎被冲刷剥蚀殆尽,在局部地区延安组第4段也遭受了冲刷。根据砂分散体系分析和隔水岩组发育特征,将冲刷带内充填沉积的古河道砂体分为3级。直罗组古河道砂体富水性的强弱主要受控于砂体规模、物性特征和风化作用,一级砂体(主河道)区域富水性强于二级砂体(分支河道)及三级砂体(三角洲间湾、分流间湾)区域,当砂体遭受风化后,其富水性将进一步增强。基于不同尺度下砂体分级、风化砂体厚度与矿井涌水关系的分析,提出了研究区东部现阶段古河道砂体下生产矿井的3种涌水模式。强涌水模式,主要位于一级砂体分布区,风化砂体厚度一般≥30 m。中等涌水模式,主要位于一级砂体的边缘或二级砂体区域,风化砂体厚度一般10~30 m。弱涌水模式,主要位于三级砂体区域,风化砂体厚度一般<10 m。 展开更多

关键词 直罗组含水层 古河道砂体 矿井涌水模式 水资源保护(保水采煤) 鄂尔多斯盆地北部

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黄河中游榆神府矿区煤-岩-水-环特征及智能一体化技术 被引量：17

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作者 苗霖田 夏玉成 +2 位作者 段中会 孙学阳 杜荣军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1521-1531,共11页

黄河中游榆神府矿区承担着能源保障和生态保护的双重战略重任,为了探索实现2者并举的途径,基于520余个钻孔地层数据,将采煤与矿区生态环境看作一个整体,采用基岩煤层厚度比与裂采比对比的方法,研究了榆神府矿区煤-岩-水-环的空间组合特... 黄河中游榆神府矿区承担着能源保障和生态保护的双重战略重任,为了探索实现2者并举的途径,基于520余个钻孔地层数据,将采煤与矿区生态环境看作一个整体,采用基岩煤层厚度比与裂采比对比的方法,研究了榆神府矿区煤-岩-水-环的空间组合特征及采煤对生态损伤机理;依据煤-岩-水耦合作用对生态扰动方式,划分出厚基岩保水盐渍型、中厚基岩控水沉降型、薄基岩失水塌陷型、薄基岩无水裂塌型、烧变岩失水裂塌型、烧变岩无水裂塌型6种类型;针对矿区内日益增加的高强度开采与矿区生态本底脆弱并存的局面,根据采煤对生态的扰动机理和减损开采目标,指出如何应用信息技术实现生态扰动最小化和煤炭资源开采效益最大化协调发展是当前亟待解决的技术问题;提出研发采煤-覆岩-地下水-生态环境智能一体化系统的目标架构、技术思路和面临的技术难题。结果显示:中东部是生态对采煤扰动的敏感区;采煤对生态损伤的方式有地表下沉,潜水位下降与相对上升引起的植被退化、土地盐渍化;浅埋煤层开采引起地表裂缝塌陷破坏土壤结构和包气带水并损伤植被根系;黄土梁峁地貌区地表移动变形诱发滑坡切断植物根系。指出有必要根据不同破坏方式建立不同的评价指标体系及预测模型,并构建大数据驱动的透明动态地质模型,实时展示开采损害的动态智能监测与预报预警,为采煤过程中对生态潜水和生态环境实施有效保护提供地质保障。 展开更多

关键词 榆神府矿区 智能一体化 生态环境保护 透明地质模型 保水采煤

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矿区浅层地下水污染机理探讨 被引量：8

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作者 赫英臣 龚斌 +1 位作者 郝爱民 李楠 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2007年第5期5-8,共4页

通过对煤矿建设项目和发展规划项目做的环境影响评价和对重点煤矿的现场调查,揭示了矿区浅层地下水污染的内在形成机理:开采引起地表沉陷是主导因素;地下水位埋深浅,潜水含水层下伏的隔水层稳定,只变形而不破裂是客观条件;地下水变成地... 通过对煤矿建设项目和发展规划项目做的环境影响评价和对重点煤矿的现场调查,揭示了矿区浅层地下水污染的内在形成机理:开采引起地表沉陷是主导因素;地下水位埋深浅,潜水含水层下伏的隔水层稳定,只变形而不破裂是客观条件;地下水变成地表水,从而改变水的存在形式,致使水体极易遭受强烈的污染则是根本原因。针对地下水的保护问题,提出具体的对策和办法:加强矿区的环境管理、及时回填采煤沉陷坑,加强对浅层地下水的利用和人工降低地下水位等措施。上述措施如与煤矿建设项目同时实施,则煤矿区的地下水安全、环境保护都会实现。 展开更多

关键词 地下水 污染避免 沉陷坑 水资源利用 环境保护 全陷法采煤

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鄂尔多斯盆地北部直罗组含水层研究进展与水害防治建议 被引量：31

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作者 范立民 迟宝锁 +7 位作者 王宏科 马雄德 焦养泉 孙魁 苗彦平 王建文 胡俭 马万超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期3535-3546,共12页

鄂尔多斯盆地侏罗纪煤田原煤产量持续增加,在国家能源安全中具有重要地位。近年来,随着开采深度的增加,以直罗组含水层为突水水源的顶板水害威胁日益凸显。从含煤岩系沉积学、矿井水文地质学的角度,系统阐述了鄂尔多斯盆地北部直罗组空... 鄂尔多斯盆地侏罗纪煤田原煤产量持续增加,在国家能源安全中具有重要地位。近年来,随着开采深度的增加,以直罗组含水层为突水水源的顶板水害威胁日益凸显。从含煤岩系沉积学、矿井水文地质学的角度,系统阐述了鄂尔多斯盆地北部直罗组空间赋存特征、与煤层的空间关系、直罗组含水层为水源的矿井涌水特点、直罗组地下水赋存特征和运移规律,总结了直罗组含水层水害防治存在的问题及展望。结果表明:直罗组垂向上可分为上、中、下3段,其中下段为一套半干旱气候条件下的河流相沉积,砂体规模较大,与下伏延安组冲刷结构明显。平面上,直罗组广泛分布于鄂尔多斯盆地北部,榆神北区—神府南区直罗组沉积时期,存在1条NW—SE向的古河道,形成了规模巨大的河流-三角洲充填沉积砂体;直罗组古河道砂体对延安组冲刷强烈,使延安组1煤、2煤和3煤在不同地区缺失。整体上,对延安组第5段冲刷作用最为强烈,第4段次之,仅有个别钻孔可见对第3段具有冲刷;以直罗组含水层作为水源的矿井涌水具有涌水量大且持续时间长、水位变幅小、稳定“供水”能力强的特点,且具有很强的隐蔽性;直罗组下段砂岩厚度、砂地比、隔水岩组厚度等从宏观上控制着直罗组地下水的赋存,良好的孔隙度、渗透率为直罗组地下水的赋存提供了良好的地下水微观储存空间;在研究区西部安定组覆盖区,直罗组与上部洛河组以及第四系萨拉乌苏组基本不存在水力联系,主要接受侧向的缓慢补给,补给条件较差,主要以静储量为主。而在研究区东部基岩风化区,直罗组与上部第四系萨拉乌苏组之间具有较为强烈的水力交换,补给条件较好,以侧向补给和上部含水层的垂向补给为主,地下水径流速度快,交替频繁,以动储量为主;针对鄂尔多斯盆地北部直罗组含水层及其水害防控问题,应从直罗组沉积体系控水机理、水文地质条件、矿井涌水量与直罗组古河道砂体含水层持续“供水”关系、地下水源头防治水技术、含水系统的供水及生态价值等方面开展深入研究。 展开更多

关键词 直罗组含水层 煤矿防治水 顶板水害 水资源保护(保水采煤) 鄂尔多斯盆地

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煤矿地下水库研究进展与展望 被引量：11

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作者 师修昌 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期216-225,共10页

针对西部生态脆弱区煤层埋藏浅、煤层保水开采地质条件较差特点,突破以往以堵截地下水渗漏为主要技术手段的被动保水开采理念,提出了以“导储用”为核心的煤矿地下水库地下水保护理念,通过近年来的研究,煤矿地下水库在基础理论和工程实... 针对西部生态脆弱区煤层埋藏浅、煤层保水开采地质条件较差特点,突破以往以堵截地下水渗漏为主要技术手段的被动保水开采理念,提出了以“导储用”为核心的煤矿地下水库地下水保护理念,通过近年来的研究,煤矿地下水库在基础理论和工程实践等领域取得了大量成果。系统地总结了煤矿地下水库六大关键技术(水源预测、库容设计、水库选址、坝体结构、安全运行和水质保障)的研究进展,前3项技术是煤矿地下水库建设的前提,其研究主要涉及煤矿工程地质与水文地质条件、煤炭开采地下水运移规律、采空区垮落岩体空隙与碎胀性等;坝体结构研究主要涉及各种复杂力作用下煤柱坝体、人工坝体的稳定性及二者的连接问题;安全保障和水质保障主要研究分别为煤矿地下水库安全监控系统建立和采空区垮落岩体对矿井水的净化机理。阐述了煤矿地下水库水资源井下和地面的利用情况,实现了矿区由耗水大户向供水水源地转变。在总结相关研究成果的基础上,以煤-水-生态相协调为宗旨,展望了煤矿地下水库研究的方向。 展开更多

关键词 保水采煤 煤矿地下水库 生态脆弱矿区 水资源保护与利用

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