陕北侏罗纪煤田地下水保护与开采的分析

摘 要：本篇文章主要是对陕北侏罗纪煤田地下水的保护以及开采进行详细地研究分析，阐述了煤炭开采对地下水的影响以及地下水保护与开采利用的对策，希望可以为有关人员提供一些参考及其帮助。

关键词：煤田；地下水；保护与开采

1 概述

该煤田位于鄂尔多斯盆地的东南部，在现在已经探明的煤炭资源储量当中，该区内的侏罗纪煤田是我们国家最大的煤田之一，陕北侏罗纪煤田的储量大约占我国煤总量的百分之十四。这个地区更以优越的开采技术条件、简单的地质构造、优良的煤质、丰富的储量非常受到人们的关注。按照国家的规划，21世纪这里会是煤炭工业首选的西移基地，将对国民经济有着很重要的意义。考虑到环境保护的问题，限制了这个地方的地下水开采，已经禁止工厂使用地下水资源。然而，开采这个地方的煤炭，这个地方的地下水严重地影响了矿工的生命安全，在采煤之前，必须把煤矿上面的水资源排除干净。这一点与保护地下水政策正好相反，并且面临着水资源的严重浪费。所以我们要研究措施，找到两全其美的办法，既不破坏水资源又能开采煤炭，从而带来经济效益。

2 煤炭开采对地下水的影响

一般情况下，隔水层存在于上覆的松散岩类含水层与煤系地层的含水层之间，这两个水层之间并没有什么关系。但是当开采煤矿时，地面下就会形成很多的巷道和巷井，它们纵横交错着成为“冒裂带”，外层地面也会出现裂隙或者塌陷区，这样含水层结构也会跟着发生变化。松散层潜水就是因为水平排泄或者径流转变成以垂向的渗漏为主。

2.1 采煤对地下水的影响 由于本地区的地质条件和煤层特征，在开采煤炭时会产生冒落带或者裂缝带，然后会发展引发到第四系的萨拉乌苏组含水层底部，影响地表，疏干到第四系的地下水。如果开采就可能导致大幅度降低地下水位，就需要外围的缓冲，采取措施，达到既保水又采煤的完美结果。榆神矿区的西部区将是安全的开采区，采煤的同时不会损坏地下水层。

最早的采煤矿井是大柳塔煤矿，它的开采就会影响到地下水。这个矿井内有一条完整的河泉，煤层是藏在泉域的下部，煤层的厚度约为6～7m，深度为80～90m，可以开采的厚度是4m。以当時的科技，想要开采它又不会触到水资源是很艰难的，如果没有好的措施不但会影响开采的数量和质量，还会威胁到煤矿工人的生命安全。从1995年7月开始开采，一年后开采结束。那时在开采前对整个地下水位作了大量的研究，制定并采取了很多措施，利用了疏降水钻孔的方法保护了地下水层，完成了煤炭开采工作。

2.2 影响程度研究 本次工作在充分研究榆神矿区萨拉乌苏组含水层水文地质特征、底部隔水层厚度、分布稳定性及隔水性能、煤层上覆基岩及基岩风化带的工程地质特征、煤层赋存特征的基础上，想要更好地保护水资源不受到任何破坏，同时还能最大限度的开采更多的煤矿资源，从这种角度上看，陕北地区的煤炭开采及其对地下水的影响程度可以划分为3个区，即采煤保水区（Ⅰ）、采煤失水区（Ⅱ）、采煤无水区（Ⅲ），分区情况如图1所示。

图1 保水采煤区

采煤保水区（Ⅰ）：该类型区主要由沙层-土层-风化带-基岩组合而成，沙层为主要含水层，一般厚度20～40m，其下为隔水层（土层、基岩风化带），一般厚度60～80m，分布连续、厚度大，而且上覆基岩厚度普遍大于100m。因此，保水条件良好。该类型区主要分布在2-2煤烧变岩以西地区。

采煤失水区（Ⅱ）：第一种，萨拉乌苏组含水层零星分布，地下水资源贫乏，并且煤层上覆基岩厚度薄，隔水层分布不连续，如果留设防水煤柱，必然使大量煤层不能开采。因此，没有必要舍弃大量煤炭而保护少量地下水。

无水采煤区（Ⅲ）：煤层覆岩结构类型为土层-基岩或基岩直接出露的类型，无萨拉乌苏组含水层分布，采煤时不受含水层影响，主要分布在研究区外的秃尾河以东、神北矿区拧条塔井田等地区。

3 陕北侏罗纪煤田地下水保护与开采利用对策

3.1 矿区地下水保护对策

3.1.1 随着对地下水资源不断地增加，影响也变得越来越大，为此可以在影响强烈的地区建立一些煤水共采区，还可以建设水源地，可以大力地开采地下水资源，然而，增大开采水资源的同时，还可以对生态植被进行一系列的补偿，制定一些有效的修复方案，可以利用开采出来的地下水以及补偿的费用对植被进行合理的修复，并且可以利用一系列的人工干预措施对生态植被进行保护，这样就可以很好地避免生态环境发生急剧地恶化。

3.1.2 在水资源需求量非常小的阶段里，可以先釆对地下水影响比较小的，并且植被和地下水没有什么关系的煤矿资源，对于地下水对侏罗纪煤田资源影响非常大的地区，应该限制开采，而对于影响非常大的地区应该实施煤与水共采方案，并且在影响非常大的地方区建设一些水源地，这样就可以很好的对植被生态进行补偿以及修复。

3.2 矿区地下水保护性开采利用方案

3.2.1 保护性开采利用的目标。煤矿的地下水保护性的开采利用主要的目标就是应该建立既有城镇及工业区集中供水，还可以保障采煤安全的综合性的水源工程。

3.2.2 开采模式。结合陕北侏罗纪的水文地质资料，煤田的地下水开采应该适当地进行运用超量的疏干以及适量截流相互结合的开采模式。因为疏干开采地下水，可以形成以采煤工作面为重点的地下水位降落的漏斗，并且在一定的范围里可以适当地对地下水的运动特征以及天然流场进行改变。其中指导思想就是在直接影响的地区按照采煤安全的要求疏干进而抽取煤田地下水，而在间接影响的地区通过截流的方式对开采井田的侧向流入量进行适当的减少。所以，间接影响的地区应该从动态的角度进行考虑，可以把直接影响的地区当中的近几年采煤影响不到的地区也分到间接影响区域里面。

这个工程可以设计为由很多个水源地组成，并且以侏罗纪煤田地下水系统为单元进行适当地规划建设，这样就可以很好地对每个井田一一实施部署进行避免。结合我国“五年”的每一类规划以及采煤的进度，水源地的服务年限不得小于二十年。而水源地的开采井布置以及集中取水的地区应该设置一系列的设施，这样就可以避免煤矿发生塌陷事故，确保了采煤系统的安全性，而开采井应该设计一个大口径管井。对于疏干开采必须设置在直接影响的地区，而开采井必须保持集中，一定要恰当地远离煤炭开采的地区，开采井之间的距离以及数量必须结合采煤的进度以及地下水富水性的强弱等一系列的因素进行确定。对于截流开采井，必须垂直于地下的水流向，要适当合理地进行开采，一定要控制在勘查评价的可采的范围里。在开采的过程当中，截流开采必须随着采煤推进向着疏干开采进行转化，开采量也必须随着数量的增多而加大。

3.3 制定区域地下水资源开发一煤炭开采规划。为了减少资源浪费，保护水资源与生态环境，我们需要建立区域性地下水资源以及煤炭资源管理的机构，必须结合陕北侏罗纪煤田地区的环境条件、地下水资源以及煤炭资源的赋存情况等一系列的因素进行合理地规划，一定要考虑到每个矿区不同的水文地质条件，适当地把陕北侏罗纪煤田资源开采以及地下水资源的开发恰当地结合起来。现在煤矿的采煤规划，对地质条件、地下水资源考虑的太少，对地下的含煤情况考虑的太多。因此，必须结合陕北侏罗纪煤田的环境地质条件、工程地质以及水文地质条件，选择科学的方法，制定出来合理的开发规划，这就是陕北侏罗纪煤田开发的必经之路。

风沙滩地区河流是全排型河流，为了可以实现地下水资源合理利用，并与生态环境以及社会经济协调发展，采取下面对策措施： ①必须以流域为单元进行合理的开发；②应该因地制宜，制定合理的地下水开发模式；③必须建立健全合理水资源管理体系，强化水资源管理工作。

4 结束语

综上所述，该地区的地下水开采过程当中，涉及了很多的复杂问题，结合陕北侏罗纪煤田的水文地质条件以及一些政策，更好地利用煤田地下水，解决水资源的短缺，满足该地区社会经济发展的水资源需求，无疑是有效保护环境以及陕北地区水资源的最佳选择，对陕北侏罗纪煤田地下水保护以及开采进行分析显得十分必要和紧迫。

参考文献：

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作者简介：李建文，1965年4月生，汉族，中共党员，陕西铜川人，本科，现今在陕西煤监局榆林分局先后任书记、局长，期间于2011年9月至2014年7月在中央党校在职经济管理研究生班学习。