西部生态脆弱矿区采动水资源与生态环境效应
姚强岭1
于利强2
陈胜焱1
李英虎1
李学华1
1.中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室,江苏徐州 221116;中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州 2211162.中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室,江苏徐州 221116;中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州 221116;米兰理工大学土木与环境工程学院,伦巴第大区米兰20133
摘要：西部生态脆弱矿区是我国重要的煤炭生产基地,当前煤炭开采规模与强度已远超其环境承载能力,极有可能造成生态环境的不可逆破坏.后煤炭开采阶段地表生态修复将是该区域面临的最突出的环境问题,而水资源在此过程中起基础配置作用,"水-环"矛盾突出.煤矿采动水资源是指因采矿活动而转移、汇集并有效储存的水资源,为人造含水层,从区域水循环的角度来看其对地表生态修复具有举足轻重的作用.在总结已有研究成果的基础上,提出了采动水资源总量及采动空间存储量的计算方法,阐述了其与覆岩结构、水文地质、煤层开采及储水空间稳定性等影响因素之间的关系,建立了包含3个方面15种参数的采动水资源潜力评价体系;分析了区域水循环模式及采动影响下的生态损伤过程,探讨了维持生态平衡所需采动水资源总量的计算方法,定义了区域最佳、合理及最低生态需水量的概念,提出了地表生态环境修复效果评价指标,构建了基于煤炭开采全周期的矿井规划设计思路及技术体系;以西部生态脆弱矿区某矿为例,阐述了区域水循环下的水量平衡/超平衡状态,评估和预测了地表生态修复效果.研究表明:即使在枯水年,当前采动水资源总量亦能为地表生态环境提供可靠、足够的水资源,生态修复等级为Ⅱ级.平年和丰年则可以在Ⅰ级水平下修复1.53～2.26倍采空区面积的地表生态环境,同时可以维持更大区域的生态系统功能完整性,比例系数在丰年最高达9.03.采动水资源总量随煤炭开采面积增大而逐级增加,在满足区域生态用水需求的前提下,将其作为战略储备资源长期储存并适时用于国防、民生、工业等方面是下一步重点研究的方向.水是区域生态环境要素改变过程中最关键的影响因素,采动水资源的保护与利用对煤炭安全高效开采与生态环境修复均具有重要的战略价值.
关键词：区域水循环采动水资源生态修复水量预测
分类号：TD98(矿产资源的综合利用)
资助基金：国家自然科学基金(51874283)国家自然科学基金(51674248)国家自然科学基金(51304208)
论文发表日期：2025-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：20( 748-767 )
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