【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 一般是開(kāi)采煤層越厚，三帶影響越大，貫通含水層多，礦井排水就增大，其增加大小，主要決定于開(kāi)采深度和巖層含水性。一般在淺部比較明顯，淺部開(kāi)采沉陷后，裂隙導(dǎo)水帶直接影響到地面，即可使地表水、降水直接入滲井下，又可使淺部風(fēng)化帶含水層水流速加快入滲井下，因而增大礦并排水量，其增加大小，主要決定于Ⅰ、Ⅱ帶含水層的滲透系數(shù)和含水性，如果Ⅰ、 Ⅱ帶范圍內(nèi)含水層少，隔水層多，或Ⅲ帶沒(méi)有含水層，則礦井排水量也不增加，或增加很小，如五陽(yáng) 煤礦在濁漳河底下采煤，地面發(fā)生沉降，礦井排水最也不增加。 (3)煤礦開(kāi)采對(duì)地表水的影響 本礦位于黃土丘陵區(qū)，井田內(nèi)較大的河流為龍門(mén)河，自北西向南東流經(jīng)井田中部，為季節(jié)性河流，平時(shí)干涸，僅在雨季形成洪流。當(dāng)煤礦斤采至河床附近時(shí)，留有保安煤柱，河床底部與下伏煤巖層之間有隔水層存在，當(dāng)煤礦開(kāi)采沉陷未波及到地面時(shí)，地表水和礦坑水之間沒(méi)有直接水力聯(lián)系，彼此不發(fā)生影響；當(dāng)采空面積不斷擴(kuò)大，采空區(qū)導(dǎo)水裂隙帶和地面沉陷范圍也隨之?dāng)U大，在局部地段，三帶與地表水發(fā)生水力聯(lián)系，地表水滲入地下或礦坑，因而使河流量減少。在大同十里河、懷仁小峪河、朔州七里河、孝義兌鎮(zhèn)河、左權(quán)清漳河、晉 城長(zhǎng)河等地均有此種現(xiàn)象。陽(yáng)泉桃河也不例外。據(jù)陽(yáng)泉水文站觀測(cè)，該站控制流域面為503km2，主要為砂巖、泥巖裸露山區(qū)。陽(yáng)泉礦務(wù)局一、二、三、四礦位于桃河流域中上游，周?chē)€有許多小煤窯，自20世紀(jì)70年代以來(lái)，大量開(kāi)采，至90年代初期，各類(lèi)礦采空面積累達(dá)100km2左右，占該流域面積20％左右。據(jù)調(diào)查，保安溝、蒙村溝、馬家坡等支流，煤礦開(kāi)采前與后，徑流量變化較大，開(kāi)采前河溝常有清水流過(guò)，開(kāi)采后雨季有水，旱季大部河溝斷流。有些河段在采空區(qū)河水下滲，到下游又從地下溢出排入河溝，如馬家披等。 (4)煤礦開(kāi)采對(duì)煤系裂隙水的影響 煤礦開(kāi)采直接受影響的地下水是煤系裂隙水。 A．煤礦排水局部改變了地下水自然流場(chǎng)。煤、水資源并存于同一地質(zhì)體中，在天然條件下，各有自身的賦存條件和變化規(guī)律，出于煤礦開(kāi)采排水打破了地下水原有的自然平衡狀態(tài)，形成以礦井為中心的降落漏斗，使地下水向礦坑匯流，在其影響半徑內(nèi)，地下水流速加快，水位下降，貯存量減少，局部由承壓轉(zhuǎn)為無(wú)壓，導(dǎo)致煤系地層裂隙水，煤系頂部裂隙水，都要受到明顯的影響。 B．開(kāi)采排水局部破壞了煤系含水層補(bǔ)、徑、排關(guān)系。在開(kāi)采沉陷、冒落、裂隙導(dǎo)水帶范圍內(nèi)，含水層要受到破壞，地下水直接涌入礦坑，改變了自然條件下補(bǔ)、徑、排關(guān)系。如井田北部有老窖及原黃月溝煤礦四采區(qū)，井下采空區(qū)0．61km2，已廢棄多年，井下積水達(dá)44萬(wàn)m3。 C．采區(qū)水位下降，井泉流量減少。據(jù)調(diào)查，汗采山西組和太原組煤層，出于多年來(lái)煤排水，形成以礦井為中心的降落漏斗，煤系含水層水位大幅度下降，在其影響半徑內(nèi)，泉水?dāng)嗔?，水量水位下降，流量減少，淺層地下水局部被疏干。據(jù)90年代研究煤系地層對(duì)井泉的影響結(jié)果，陽(yáng)泉市共有煤系含水層機(jī)井235眼，由于周?chē)旱V開(kāi)采，近年降水量減少和過(guò)量開(kāi)采影響，水位普遍下降，水量減少，當(dāng)時(shí)已有96眼水位下降，占40．8％，其余近60％，管井水小或斷流。例如盂縣原有機(jī)井147眼，1987年以后，因區(qū)內(nèi)煤礦排水員猛增，水位大幅度下降，水量銳城，目前有46％的機(jī)井干涸。平定貴十溝、許家?guī)X一帶共有石炭系機(jī)井8眼，同位于一個(gè)向斜構(gòu)造，原單井出水量為1000—2000m3/d，平定東三聯(lián)營(yíng)礦開(kāi)采15號(hào)煤后，1980年投產(chǎn)，年均產(chǎn)量11萬(wàn)噸，1980年排水109．5—146萬(wàn)m3(3000—4000m3/d)，以后逐年減少目的年排水量為2．26萬(wàn)m3。桃河西岸，原有石炭系機(jī)井13眼，單井出水量為500—1000 m3/d，周?chē)旱V開(kāi)采后，水位普遍下降，水量減少，如平坦腦水位下降5~6m，單井出水量減為30—960m3/d，平坦腦以北機(jī)井基本斷流。
D．礦井排水，局部改變了三水轉(zhuǎn)化關(guān)系 自然狀態(tài)下，降水、地表水與地下水存在一定的補(bǔ)排關(guān)系，出于礦井排水，在淺部地段，導(dǎo)致“三帶“連通，使地表水轉(zhuǎn)化為地下水，涌入礦坑再排出；在下游又轉(zhuǎn)化為地表水，在礦井密集地段，則形成降水地表水入滲、排出、再入滲、再排出的不良循環(huán)狀況，成為地表水、地下水互相轉(zhuǎn)化，互相補(bǔ)給，既影響了水質(zhì)，又浪費(fèi)了水資源，還造成了經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。 (5)煤礦開(kāi)采對(duì)深層巖溶水的影響 深層巖落水主要是煤系底部奧陶系(O2)灰?guī)r巖清水，為礦區(qū)主要含水層位，也是當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)供水的主要對(duì)象。該含水層下伏于煤系地層，能否發(fā)生水力聯(lián)系，主要決定于斷裂構(gòu)造和煤系底部隔水層厚度。據(jù)現(xiàn)有資料，本礦奧入水位標(biāo)高為630m，該水位標(biāo)高僅在井田南一窄條帶略高于115下煤層，絕大部分煤層底板高于巖清水位標(biāo)高，一般不發(fā)生水力聯(lián)系，沒(méi)有影響。 (6)煤礦開(kāi)采對(duì)松散層孔隙水的影響 第三、四系松散層孔隙水，主要位于斷陷盆地，而本礦為黃土丘陵地貌，地表覆蓋有部分沖積層，部分松散層被侵蝕沖刷，所以松散層孔隙水在煤田內(nèi)很少，故一般不發(fā)生水力聯(lián)系和影響。 出于受地質(zhì)構(gòu)造、采煤方法等多種因素的影響，本評(píng)價(jià)根據(jù)《規(guī)程》中的公式計(jì)算冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶最大高度，對(duì)采煤后對(duì)地下水含層影響進(jìn)行定量和定性相結(jié)合的方法進(jìn)行分析。 本礦井采用冒落式開(kāi)采方式，煤層頂板發(fā)生垮落，對(duì)煤層上覆的含水層有一定的破壞影響。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告所述含水層和煤層間距情況，并結(jié)合本井田內(nèi)受開(kāi)采煤層產(chǎn)生的“兩帶”高度，其地下含水層受影響情況見(jiàn)表10一3—24。 本礦井受開(kāi)采影響的含水層主要為二疊系下石盒子砂巖、山西組、太原組含水層。下石盒子砂巖主要為K8砂巖含水層，山西組主要為K7砂巖含水層，出于井田北部(段王煤礦鐵路專(zhuān)用線以北)煤層(115下煤)埋藏相對(duì)較淺，一般為100m左右，而開(kāi)采115下煤兩帶影響高度為78．5m，因此該區(qū)域第四系淺層地下水將會(huì)受到影響。這從原黃丹溝煤礦的八采得到證實(shí)，井田北部的東安公村水井正好位于采空區(qū)附近，水井深30余米，水位深25m，出于黃月溝煤礦的開(kāi)采該水井被疏干， 目前該村已與礦方簽定協(xié)議，由礦方負(fù)責(zé)村民吃水。對(duì)于井田南部出于3號(hào)煤埋深為400 m左右，而兩帶影響高度為47．2m，故對(duì)第四系淺層地下水影響甚微。評(píng)價(jià)認(rèn)為：煤礦的計(jì)采會(huì)對(duì)井田XXXXXXXXXXXXXXX等村居民飲用水井產(chǎn)生影響，水量會(huì)減少，甚至疏干；對(duì)井田南部的上峪、寺莊等村的水井基本沒(méi)有影響。 井田內(nèi)奧灰水位標(biāo)高為+630m左右，最下一層可采煤層15下號(hào)煤層地板最低標(biāo)高為600m，奧灰水位標(biāo)高僅在并田南緣一窄條帶略高于115下號(hào)煤層，出于隔水層的存在，一般情況下不會(huì)形成地板災(zāi)水，從而對(duì)奧灰水不造成影響。 本礦井3號(hào)煤層開(kāi)采煤層平均采深為H=260m左右，3煤層產(chǎn)生的“兩帶”最大高度為47．2m，地表裂縫按10m考慮，采煤產(chǎn)生的“兩帶”距離地表為203m，所以，開(kāi)采3號(hào)煤層不嘗對(duì)地表水直接造成敗壞影響。但在沖溝較深，地下有隱含斷裂構(gòu)造時(shí)，有可能構(gòu)通地表裂縫，使地表水向地下滲漏。3煤層下面的煤層(115下)開(kāi)采時(shí)出于采深加深，對(duì)地下水或地表淺層水影響很小。 地表裂縫有可能造成地表潛水及淺層水下海，水位有所下降，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間即可恢復(fù)。主要受裂縫深淺、寬窄的不同，以及大氣降水對(duì)地表裂縫填充、泥土淤積快慢程度，其水位恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)短不一。 10．4生態(tài)治理和恢復(fù)措施 10．4．1已塌陷土地的治理概況 礦并是原地方國(guó)營(yíng)XXX煤礦，位于華北沁水煤田的北部邊緣，與XXX礦區(qū)XXX區(qū)的XXX相鄰。原礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為100kt/a，1979年投產(chǎn)。之后礦井進(jìn)行改擴(kuò)建擬將生產(chǎn)能力提高到300kt／a，因資金不足井產(chǎn)生產(chǎn)系統(tǒng)未能形成。礦并1998年實(shí)際生產(chǎn)原煤210 kt/a。 原XXX煤礦開(kāi)采115下號(hào)煤層，造成地表塌陷，給XXXXXXXXXXX等4個(gè)村莊的農(nóng)田造成一定的破壞影響來(lái)，影響農(nóng)民耕種，并造成糧食減產(chǎn)。原黃丹溝煤礦于1996年冬季，對(duì)其中 365畝土地進(jìn)行了復(fù)墾和修復(fù)，投入土地復(fù)星的資余約21萬(wàn)元(575元／畝)，使土地、農(nóng)田得以恢復(fù)。同時(shí)，根據(jù)土地受損的情況，對(duì)農(nóng)民進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。 復(fù)墾標(biāo)準(zhǔn)：，復(fù)土層內(nèi)不含任何障礙層，土體內(nèi)礫石含量不大于5％，復(fù)土后場(chǎng)地平整，地面坡度不超過(guò)7。，來(lái)年農(nóng)作物產(chǎn)量恢復(fù)到原耕地作物的的45％以上，25年內(nèi)全部恢復(fù)到原有作物的產(chǎn)量水平。 原XXXXXX煤礦開(kāi)采115下號(hào)煤層，15號(hào)煤采厚3．8m，15下號(hào)煤采厚2．6m，蓋山厚度65m。．0m，平均為0．4m，下沉最深處為3m；裂縫寬0．4m，最寬為1m，最長(zhǎng)的達(dá)214m，裂隙最深達(dá)十幾米。 從原XXX煤礦開(kāi)采造成的地表塌陷影響程度上看，出于受地表山坡、陡崖和坡梯田的地形影響，大部分土地受采動(dòng)影響比較輕微，只有少部分土地受裂縫和下沉的綜合影響，形成的臺(tái)階式塌陷地或塌陷坑，造成這部分土地不能耕種，使農(nóng)田實(shí)際種植面積減少，最終造成糧食減產(chǎn)。 10．4．2待塌陷土地水土保持與土地復(fù)墾方案 評(píng)價(jià)區(qū)處于黃土丘陵區(qū)，只有少部分為河谷溝坪地，極少部分為土石山區(qū)。 為制定出切實(shí)可行的水土保持和土地復(fù)墾方案，經(jīng)調(diào)查研究和多年的試驗(yàn)以及復(fù)墾的經(jīng)驗(yàn)，歸納為六類(lèi)模塊：(1)塌陷坡地的整理；(2)塌陷裂縫的整理；(3)塌陷溝川地的整理；(4)塌陷林地的整理；(5)塌陷果園的整理；(6)煤矸石山的整理。 塌陷坡地的整理 采煤塌陷區(qū)多有厚層黃土覆蓋，故應(yīng)在坡地修