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（陜西澄合合陽煤炭開發(fā)有限公司 陜西合陽 715300） 摘要：本文就煤礦采掘過程中頂板冒落和裂隙帶、斷層、采空區(qū)引發(fā)地表移動變形等儲方面因素對礦區(qū)內(nèi)陸下水的賦存環(huán)境影響進行了淺顯探討，并對以所研究奧陶巖溶裂隙水的采后水資源量進行了評價，最后對采煤造成的地下水影響提出了相應(yīng)防治措施。 關(guān)鍵詞：煤礦開采 地質(zhì)變化 斷層 地下水影響 處理措施 引言 煤礦開采是一項浩大的工程，在煤礦開采過程中，由于采礦作業(yè)會對地下水資源的流向及水質(zhì)造成影響，就會導致水資源的流失和浪費。我國的一些煤礦周圍的水資源本來就極其匱乏，煤礦開采所造成的水資源浪費和污染更是加劇了這一情況，因此，必須對煤礦開采對地下水資源破壞的機理進行分析，明確煤礦開采對地下水資源的影響，根據(jù)煤礦開采為地下水資源帶來的破壞問題尋找合理的控制方法，才能夠切實減少或杜絕煤礦開采對地下水資源的破壞。使煤礦開采企業(yè)在開采煤炭的同時，也能夠保護水資源，進一步實現(xiàn)環(huán)保型煤礦開采模式，為我國的可持續(xù)發(fā)展打下能源開采方面的基礎(chǔ)。 1煤礦開采對地下水的影響 1.1冒落帶和裂隙帶高度預(yù)測 煤炭開采對地質(zhì)環(huán)境不可避免的造成一定破壞，就采煤對煤系地層上部裂隙水的破壞而言，其地質(zhì)環(huán)境變化可分為三種：冒落帶、裂隙帶、整體移動帶，即所謂的“三帶”，造成上部含水層漏失，具有重要影響的是冒落帶和裂隙帶。通過對冒落帶、裂隙帶最大高度預(yù)計，可以預(yù)測井下采煤對地下含水層、地表水體等產(chǎn)生的影響。 評價煤層最大開采厚度為2.84m，冒落帶高度為10.98m，冒落帶最大高度和導水裂隙帶高度預(yù)測選用《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》中推薦的模式，確定裂隙帶最大高度為43.7m。結(jié)合井田的綜合柱狀圖，預(yù)計裂隙帶將影響到下石盒子組下段的砂巖裂隙水，不會影響到上石盒子組砂巖裂隙水以及第四系松散層孔隙含水層。 1.2斷層對上覆含水層結(jié)構(gòu)的影響 對含水或?qū)當鄬臃栏羲褐牧粼O(shè)采用下列經(jīng)驗公式計算： 式中： L―煤柱留設(shè)的寬度，m；K―安全系數(shù)，一般取2-5，本礦取4.5；M―煤層厚度或采高，本論述煤層為2.3m；P―水頭壓力，本煤層最大值為4.30*105Pa；Kp―煤的抗拉強度，取1.47*105Pa。根據(jù)以上參數(shù)計算的結(jié)果為：本論述煤層在斷層的煤柱寬度為15m，礦井初步設(shè)計根據(jù)斷層落差大小，對井田內(nèi)的正斷層煤柱留設(shè)20m。可降低本煤層開采導致斷層與各含水層產(chǎn)生水力聯(lián)系，防止采煤過程中斷層對上覆含水層結(jié)構(gòu)造成影響。 1.3地表移動變形對上覆淺部含水層結(jié)構(gòu)的影響 論述煤層及各鉆孔導水裂隙帶預(yù)測結(jié)果，導水裂隙帶最大影響高度主要對二疊系下石盒子組下段的砂巖裂隙水的破壞，不會影響到上石盒子組砂巖裂隙水以及第四系松散層孔隙含水層。因此，導水裂隙帶不會直接破壞淺部含水層。但是地表受沉陷的影響，在一定程度上改變了拉伸區(qū)和壓縮區(qū)內(nèi)陸面降水的徑流與匯水條件，淺部的上石盒子組構(gòu)造與風化裂隙含水層的補給、運移和出露條件發(fā)生改變，局部區(qū)域淺層地下水的流向和水量將重新分布，一般會產(chǎn)生水位下降、水量減少等造成下降泉破壞的條件。 1.4采煤對奧陶巖溶裂隙水的影響 1.4.1突水系數(shù)計算。依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》提供的突水系數(shù)計算公式如下：式中： T―突水系數(shù)，Mpa/m；P―底板隔水層水壓力，Mpa；M―底板隔水層厚度，m。本煤層最大突水系數(shù)：T=0.03021 Mpa/m。1.4.2帶壓開采分區(qū)及危險性及分析。按《煤礦防治水規(guī)定》中底板受構(gòu)造破壞塊段突水系數(shù)一般不大于0.06 Mpa/m，正常塊段突水系數(shù)不大于0.10 Mpa/m，確定以下帶壓開采分區(qū)標準：T<0.06 相對安全區(qū)，0.06≤T<0.10 臨界區(qū)，T≥0.10 危險區(qū)，該煤層突水系數(shù)為0.0302Mpa/m，屬于相對安全區(qū)。 評價要求在開采該煤層時，應(yīng)嚴格執(zhí)行“預(yù)測預(yù)報、有掘必探（鉆探）、先探后掘、先治后采”的原則，尤其在斷層附近，防止在采煤過程中對奧灰水產(chǎn)生影響，既可保護水資源，又可以保證煤礦安全生產(chǎn)。 2煤礦開采對地下水破壞的控制措施 2.1完善相應(yīng)的規(guī)范標準 建立和完善煤礦開采的相關(guān)規(guī)定和措施，使整個煤礦開采的環(huán)境管理和治理上具有一定的可操作性和規(guī)范性。對煤礦開采中從勘察、建設(shè)、生產(chǎn)再到閉坑的全部過程進行監(jiān)督，從而形成煤礦開采中水資源環(huán)境從改變、破壞、恢復到重建的良性循環(huán)體系，達到可持續(xù)發(fā)展的目的，從根本上避免環(huán)境問題的危害和地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生。 2.2建立采煤水資源環(huán)境補償機制 在煤礦開采中，要根據(jù)我國的法律法規(guī)，并緊密結(jié)合礦區(qū)環(huán)境的主要特點，建立符合當?shù)氐V區(qū)環(huán)境的水資源保護法律法規(guī)和技術(shù)標準。整個標準的實施，應(yīng)該符合礦區(qū)開采的全過程，能夠?qū)ΦV區(qū)的水資源環(huán)境進行評價，對采礦山的水環(huán)境進行保護，實現(xiàn)礦區(qū)水資源的重建，從而實現(xiàn)礦山水資源環(huán)境的補償機制。國家有關(guān)部門可以開展一些聽證會、論證會或者是其他的一些形式，來廣泛的征求專家和公眾的意見，盡早的制定出符合煤礦開采的補償辦法，從根本上改善礦區(qū)的水生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)在保護中開發(fā)，在開發(fā)中保護的主要目標，使社會、經(jīng)濟和環(huán)境能夠緊密的結(jié)合在一起。 2.3提供資金保障 要解決煤礦開采中的水資源治理問題，就需要大量的資金作為保障。政府可以對煤礦開采的企業(yè)收取一定的資金用于?？顚Ｓ茫瑏韺崿F(xiàn)資源的保護和生態(tài)環(huán)境的建設(shè)，在一定程度上減少了國家治理環(huán)境的經(jīng)濟壓力，給水資源環(huán)境治理提供了一定的資金保證。 2.4以預(yù)防為主 長期以來，我國對煤礦開采中造成的環(huán)境問題，都是先破壞了才會想辦法去治理，這是一個措施的理念。我們應(yīng)在環(huán)境問題發(fā)生之前，就做好預(yù)防環(huán)境災(zāi)害的措施，才可以從根本上杜絕環(huán)境問題的產(chǎn)生。因此，在控制水資源被破壞的方面也是如此，各煤礦開采企業(yè)應(yīng)該把預(yù)防和治理水資源問題的費用算在整個項目里面。環(huán)保部門也要建立健全礦山生態(tài)環(huán)境保護的監(jiān)督機制，把煤礦的開采編制到制度中去，從根本上完善礦山生態(tài)環(huán)境的法律法規(guī)，明確生態(tài)環(huán)境的治理責任，建立多渠道的補償機制。運用各種形式向采礦企業(yè)宣傳教育，建立他們對水資源的保護意識，形成保護礦山水資源的輿論氛圍。 2.5實現(xiàn)礦井水的綜合利用 保護地下水資源的有效方法之一，就是充分的利用礦井水。在研究礦井水的綜合利用時，要首先確定礦井水在整個水體系中的重要地位，了解礦井水中每一個元素含量的極限。并從中選擇適合礦井水利用的污染成分，了解其所形成的原因在時間、空間中的變化規(guī)律，把工業(yè)標準、水體的排放標準和污染成分的含量緊密的聯(lián)系在一起，進行充分的分析和考證，從而實現(xiàn)礦井水的綜合利用。 結(jié)論 水資源是人類生命的源泉，它與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。然而煤礦的開采使地下水和地表水受到了嚴重的破壞，給礦區(qū)周圍的居民的生產(chǎn)和帶來了一定程度的影響。因此，應(yīng)引起相關(guān)部門的高度重視，應(yīng)制定出統(tǒng)一的規(guī)劃，對煤礦進行合理的開發(fā)和利用，從而有效的降低煤礦開采對水資源的影響。 參考文獻 [1]采動影響下地下水流動規(guī)律[J].白銀,高建軍.遼寧工程技術(shù)大學學報(自然科學版). 2011(S1). [2]地下水系統(tǒng)數(shù)值模擬的應(yīng)用與展望[J].徐曉民,郭中小,賈利民,彭淑娟.黑龍江水專學報. 2010(03). [3]我國地下水污染分析[J].呂書君.地下水.2009(01). [4]淺談地下水污染及其防治[J].徐鳳蘭,葉丹,曹德福,王杰.地下水.2005(01). [5]國外地下水模擬軟件的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].丁繼紅,周德亮,馬生忠.勘察科學技術(shù). 2002(01). [6]我國地下水管理模型應(yīng)與國際接軌[J].章光新,鄧偉.科技導報.2001(01). [7]MODFLOW在宿遷市地下水資源評價中的應(yīng)用[J].周念清,朱蓉,朱學愚.水文地質(zhì)工程地質(zhì).2000(06). [8]Recent Advances in Simulation-Optimization Groundwater Management Modeling. Wangner Brian J. Reviews of Geophysics.1995. |
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