论文部分内容阅读
小保当1、2号井田位于国家大型煤炭基地陕北基地的榆神府矿区,其煤炭资源丰富,但该地地处环境生态相对薄弱的干旱—半干旱的毛乌素沙地,岩层垂向构成的地表生态—水资源—煤炭资源的有机关联系统,促使煤炭资源的开发与生态及水环境保护的矛盾日益突出。本文结合小保当1、2号井田的地质及水文地质资料分析,对矿井涌水量和煤矿开采与生态环境耦合模型进行了深入的研究,为实现生态环境、水资源和煤炭资源开采的和谐目标提供了重要的理论依据。本文采用数值法预测矿井涌水量。利用Modflow软件并选取合理的计算参数构建符合实际的数学模型,通过模型的识别与验证,得出地下水流场变化规律。在此基础上运用四种预测方案(煤层不开采(方案1)、1号井田独立开采(方案2)、2号井田独立开采(方案3)、1、2号井田同时开采(方案4))预测小保当1、2号井田先期开采地段2-2煤层的矿井涌水量。最后通过对比分析,选择方案4的计算值作为先期开采地段2-2煤层的矿井涌水量预测结果:1、2号井田分别为11935m3/d、10653m3/d。同时对四种不同预测方案下矿井涌水引起的地下水流场及降深场的变化进行了深入探讨,为研究地下水-地表生态-含水层-煤层之间的有机关联提供基础。以煤矿开采和生态环境之间的胁迫约束关系作为基础,选取合理的评价指标,利用系统交互耦合模型得到2005年到2012年间研究区煤矿开采与生态环境对时间的演化速率Vc和VD,并通过计算得到两者之间的耦合度γ介于45。和90。之间,说明研究区煤矿开采与生态环境的交互耦合关系仍处于发展阶段,煤矿开采与生态环境之间的矛盾并没有激化,为研究小保当1、2号井田乃至整个研究区的生态环境保护具有重要意义。文中通过矿井涌水量预测及煤矿开采与生态系统耦合规律的研究,明确了煤层-上部含水层-生态环境之间三位一体的有机关联,同时将数值模拟与理论分析相验证,得出的结果具有一定的可靠性,对矿区环境的影响分析提供了基础,对地表生态和地下水资源的保护提供了依据。