基于地層及水化學特征分析采煤對地下水環(huán)境的影響

劉曉宇

摘要：采煤會引起煤層上覆目的含水層的越流排泄量增加，最終引起目的含水層的水位下降，本次通過分析隔水層的巖性特征和目的含水層與煤系含水層的水化學特征，定性分析采煤對地下水的影響程度，從而對地下水數(shù)值模擬預測結(jié)果進行預判與驗證。

關(guān)鍵詞：地下水環(huán)境;地層;水化學特征;越流排泄量

【中圖分類號】X820

【文獻標識碼】A

【文章編號】2236-1879（2018）13-0227-01

引言

在煤礦環(huán)境影響評價中，采煤對地下水環(huán)境的影響是整個環(huán)境影響評價工作中重要內(nèi)容之一，也是難點之一，在地下水導則出臺前，采煤對地下水環(huán)境的影響局限于采煤對地下含（隔）水層結(jié)構(gòu)的影響，導則實施后，不僅要求分析采煤對含（隔）水層結(jié)構(gòu)的影響，還要求定性或者定量分析采煤對目的含水層地下水水量的影響，明確目的含水層的越流排泄量占礦井涌水量的比例。本次通過對彬長礦區(qū)孟村井田和榆神礦區(qū)三期規(guī)劃區(qū)小保當一號井的地層特征以及含水層的水化學特征，來對比分析采煤對地下水的影響程度，從而對地下水數(shù)值模擬預測結(jié)果進行預判與驗證。

1、采煤對地下水水量影響原理

在采煤過程中，礦井會以礦井水的形式不斷外排地下水，煤層上覆直接受采煤導水裂縫影響的承壓含水層的水位不斷降低至隔水層底板之下，最終被疏干，目的含水層與煤系含水層之間的原有水力平衡關(guān)系發(fā)生改變，目的含水層通過隔水層越流補給煤系含水層的水量增加，越流排泄量的增加最終引起目的含水層的水位下降。煤礦的礦井涌水量是由煤系及直接受采煤導水裂縫影響的承壓含水層的側(cè)向徑流補給量和目的含水層的越流排泄量組成，且隨著時間的增加，目的含水層的越流排泄量占礦井水的比例會不斷增加。采煤對地下水水量影響的原理見圖l。

2、地層特征分析

地下水環(huán)境影響評價中，孟村井田保護的目的含水層主要為白堊系下統(tǒng)洛河組承壓含水層，保護該含水層的關(guān)注對象為侏羅系中統(tǒng)安定組隔水層;小保當一號井田的目的含水層為第四系潛水含水層，保護該含水層的關(guān)注對象為新近系上統(tǒng)保德組隔水層;在采煤過程中，確保采煤導水裂縫不導通重點關(guān)注的隔水層，因此隔水層的沉積年代、巖性、滲透性能等地層特征決定了采煤對目的含水層的影響程度。具體見表l。

由表可知，安定組隔水層沉積年代較早，為基巖層，巖層顆粒膠結(jié)程度較高;而保德組隔水層沉積年代較晚且為土層，膠結(jié)程度較低或者為松散層，根據(jù)抽水試驗結(jié)果以及相關(guān)資料.安定組隔水層的滲透性能要強于保德組紅土。因此根據(jù)地層特征，采煤后洛河組含水層越流補給煤系含水層的水量較小，洛河組漏失量占礦井涌水量比例較小;采煤后第四系含水層越流補給煤系含水層的水量較大，第四系含水層漏失量占礦井涌水量比例較大。

3、地下水化學特征分析

如果目的含水層與煤系含水層的水化學特征相差較遠，則可以說明二者之間水力聯(lián)系較差，二者之間的隔水層隔水性能較好，反之，說明二都之間有一定的水力聯(lián)系，二都之間的隔水層隔水性能相對較差，采煤在疏干煤系含水層的同時，會引起上覆目的含水層水位較大的變化，對目的含水層的越流排泄量影響較大。因此從目的含水層與煤系含水層的水化學特征也可分析采煤對目的含水層的影響程度，孟村井田與小保當一號井含水層的水化學特征見表2。

由表可知，孟村井田目的含水層與煤系含水層的礦化度和水化學類型相差較大，說明二者在采煤前水力聯(lián)系差，采煤后，煤系含水層的變化不會引起洛河組含水層較大的變化;相反小保當一號井第四系含水層與延安組含水層的礦化度和水化學類型非常相近，說明采煤前二都水力聯(lián)系相對密切，采煤后煤系含水層的變化會引起第四系含水層一定的變化。

4、實例驗證

在孟村礦井和小保當一號井已批復的環(huán)境影響報告書中，經(jīng)數(shù)學模型的預測，洛河組含水層越流排泄量占礦井涌水量最大比例為4.06%，第四系含水層越流排泄量占礦井涌水量的最大比例為55.26%。根據(jù)前述分析，地下水數(shù)值模擬的預測結(jié)果與基于地層和水化學特征的分析結(jié)果一致，可以用該分析方法對數(shù)值模型的預測結(jié)果進行預判與驗證，從而可以更加準確的分析與計算采煤對地下水環(huán)境的影響。

參考文獻

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