摘 要：本篇文章主要是對陜北侏羅紀(jì)煤田地下水的保護(hù)以及開采進(jìn)行詳細(xì)地研究分析，闡述了煤炭開采對地下水的影響以及地下水保護(hù)與開采利用的對策，希望可以為有關(guān)人員提供一些參考及其幫助。

關(guān)鍵詞：煤田；地下水；保護(hù)與開采

1 概述

該煤田位于鄂爾多斯盆地的東南部，在現(xiàn)在已經(jīng)探明的煤炭資源儲量當(dāng)中，該區(qū)內(nèi)的侏羅紀(jì)煤田是我們國家最大的煤田之一，陜北侏羅紀(jì)煤田的儲量大約占我國煤總量的百分之十四。這個地區(qū)更以優(yōu)越的開采技術(shù)條件、簡單的地質(zhì)構(gòu)造、優(yōu)良的煤質(zhì)、豐富的儲量非常受到人們的關(guān)注。按照國家的規(guī)劃，21世紀(jì)這里會是煤炭工業(yè)首選的西移基地，將對國民經(jīng)濟(jì)有著很重要的意義?？紤]到環(huán)境保護(hù)的問題，限制了這個地方的地下水開采，已經(jīng)禁止工廠使用地下水資源。然而，開采這個地方的煤炭，這個地方的地下水嚴(yán)重地影響了礦工的生命安全，在采煤之前，必須把煤礦上面的水資源排除干凈。這一點(diǎn)與保護(hù)地下水政策正好相反，并且面臨著水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。所以我們要研究措施，找到兩全其美的辦法，既不破壞水資源又能開采煤炭，從而帶來經(jīng)濟(jì)效益。

2 煤炭開采對地下水的影響

一般情況下，隔水層存在于上覆的松散巖類含水層與煤系地層的含水層之間，這兩個水層之間并沒有什么關(guān)系。但是當(dāng)開采煤礦時，地面下就會形成很多的巷道和巷井，它們縱橫交錯著成為“冒裂帶”，外層地面也會出現(xiàn)裂隙或者塌陷區(qū)，這樣含水層結(jié)構(gòu)也會跟著發(fā)生變化。松散層潛水就是因?yàn)樗脚判够蛘邚搅鬓D(zhuǎn)變成以垂向的滲漏為主。

2.1 采煤對地下水的影響 由于本地區(qū)的地質(zhì)條件和煤層特征，在開采煤炭時會產(chǎn)生冒落帶或者裂縫帶，然后會發(fā)展引發(fā)到第四系的薩拉烏蘇組含水層底部，影響地表，疏干到第四系的地下水。如果開采就可能導(dǎo)致大幅度降低地下水位，就需要外圍的緩沖，采取措施，達(dá)到既保水又采煤的完美結(jié)果。榆神礦區(qū)的西部區(qū)將是安全的開采區(qū)，采煤的同時不會損壞地下水層。

最早的采煤礦井是大柳塔煤礦，它的開采就會影響到地下水。這個礦井內(nèi)有一條完整的河泉，煤層是藏在泉域的下部，煤層的厚度約為6～7m，深度為80～90m，可以開采的厚度是4m。以當(dāng)時的科技，想要開采它又不會觸到水資源是很艱難的，如果沒有好的措施不但會影響開采的數(shù)量和質(zhì)量，還會威脅到煤礦工人的生命安全。從1995年7月開始開采，一年后開采結(jié)束。那時在開采前對整個地下水位作了大量的研究，制定并采取了很多措施，利用了疏降水鉆孔的方法保護(hù)了地下水層，完成了煤炭開采工作。

2.2 影響程度研究 本次工作在充分研究榆神礦區(qū)薩拉烏蘇組含水層水文地質(zhì)特征、底部隔水層厚度、分布穩(wěn)定性及隔水性能、煤層上覆基巖及基巖風(fēng)化帶的工程地質(zhì)特征、煤層賦存特征的基礎(chǔ)上，想要更好地保護(hù)水資源不受到任何破壞，同時還能最大限度的開采更多的煤礦資源，從這種角度上看，陜北地區(qū)的煤炭開采及其對地下水的影響程度可以劃分為3個區(qū)，即采煤保水區(qū)（Ⅰ）、采煤失水區(qū)（Ⅱ）、采煤無水區(qū)（Ⅲ），分區(qū)情況如圖1所示。

圖1 保水采煤區(qū)

采煤保水區(qū)（Ⅰ）：該類型區(qū)主要由沙層-土層-風(fēng)化帶-基巖組合而成，沙層為主要含水層，一般厚度20～40m，其下為隔水層（土層、基巖風(fēng)化帶），一般厚度60～80m，分布連續(xù)、厚度大，而且上覆基巖厚度普遍大于100m。因此，保水條件良好。該類型區(qū)主要分布在2-2煤燒變巖以西地區(qū)。

采煤失水區(qū)（Ⅱ）：第一種，薩拉烏蘇組含水層零星分布，地下水資源貧乏，并且煤層上覆基巖厚度薄，隔水層分布不連續(xù)，如果留設(shè)防水煤柱，必然使大量煤層不能開采。因此，沒有必要舍棄大量煤炭而保護(hù)少量地下水。

無水采煤區(qū)（Ⅲ）：煤層覆巖結(jié)構(gòu)類型為土層-基巖或基巖直接出露的類型，無薩拉烏蘇組含水層分布，采煤時不受含水層影響，主要分布在研究區(qū)外的禿尾河以東、神北礦區(qū)擰條塔井田等地區(qū)。

3 陜北侏羅紀(jì)煤田地下水保護(hù)與開采利用對策

3.1 礦區(qū)地下水保護(hù)對策

3.1.1 隨著對地下水資源不斷地增加，影響也變得越來越大，為此可以在影響強(qiáng)烈的地區(qū)建立一些煤水共采區(qū)，還可以建設(shè)水源地，可以大力地開采地下水資源，然而，增大開采水資源的同時，還可以對生態(tài)植被進(jìn)行一系列的補(bǔ)償，制定一些有效的修復(fù)方案，可以利用開采出來的地下水以及補(bǔ)償?shù)馁M(fèi)用對植被進(jìn)行合理的修復(fù)，并且可以利用一系列的人工干預(yù)措施對生態(tài)植被進(jìn)行保護(hù)，這樣就可以很好地避免生態(tài)環(huán)境發(fā)生急劇地惡化。

3.1.2 在水資源需求量非常小的階段里，可以先釆對地下水影響比較小的，并且植被和地下水沒有什么關(guān)系的煤礦資源，對于地下水對侏羅紀(jì)煤田資源影響非常大的地區(qū)，應(yīng)該限制開采，而對于影響非常大的地區(qū)應(yīng)該實(shí)施煤與水共采方案，并且在影響非常大的地方區(qū)建設(shè)一些水源地，這樣就可以很好的對植被生態(tài)進(jìn)行補(bǔ)償以及修復(fù)。

3.2 礦區(qū)地下水保護(hù)性開采利用方案

3.2.1 保護(hù)性開采利用的目標(biāo)。煤礦的地下水保護(hù)性的開采利用主要的目標(biāo)就是應(yīng)該建立既有城鎮(zhèn)及工業(yè)區(qū)集中供水，還可以保障采煤安全的綜合性的水源工程。

3.2.2 開采模式。結(jié)合陜北侏羅紀(jì)的水文地質(zhì)資料，煤田的地下水開采應(yīng)該適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行運(yùn)用超量的疏干以及適量截流相互結(jié)合的開采模式。因?yàn)槭韪砷_采地下水，可以形成以采煤工作面為重點(diǎn)的地下水位降落的漏斗，并且在一定的范圍里可以適當(dāng)?shù)貙Φ叵滤倪\(yùn)動特征以及天然流場進(jìn)行改變。其中指導(dǎo)思想就是在直接影響的地區(qū)按照采煤安全的要求疏干進(jìn)而抽取煤田地下水，而在間接影響的地區(qū)通過截流的方式對開采井田的側(cè)向流入量進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏p少。所以，間接影響的地區(qū)應(yīng)該從動態(tài)的角度進(jìn)行考慮，可以把直接影響的地區(qū)當(dāng)中的近幾年采煤影響不到的地區(qū)也分到間接影響區(qū)域里面。

這個工程可以設(shè)計為由很多個水源地組成，并且以侏羅紀(jì)煤田地下水系統(tǒng)為單元進(jìn)行適當(dāng)?shù)匾?guī)劃建設(shè)，這樣就可以很好地對每個井田一一實(shí)施部署進(jìn)行避免。結(jié)合我國“五年”的每一類規(guī)劃以及采煤的進(jìn)度，水源地的服務(wù)年限不得小于二十年。而水源地的開采井布置以及集中取水的地區(qū)應(yīng)該設(shè)置一系列的設(shè)施，這樣就可以避免煤礦發(fā)生塌陷事故，確保了采煤系統(tǒng)的安全性，而開采井應(yīng)該設(shè)計一個大口徑管井。對于疏干開采必須設(shè)置在直接影響的地區(qū)，而開采井必須保持集中，一定要恰當(dāng)?shù)剡h(yuǎn)離煤炭開采的地區(qū)，開采井之間的距離以及數(shù)量必須結(jié)合采煤的進(jìn)度以及地下水富水性的強(qiáng)弱等一系列的因素進(jìn)行確定。對于截流開采井，必須垂直于地下的水流向，要適當(dāng)合理地進(jìn)行開采，一定要控制在勘查評價的可采的范圍里。在開采的過程當(dāng)中，截流開采必須隨著采煤推進(jìn)向著疏干開采進(jìn)行轉(zhuǎn)化，開采量也必須隨著數(shù)量的增多而加大。

3.3 制定區(qū)域地下水資源開發(fā)一煤炭開采規(guī)劃。為了減少資源浪費(fèi)，保護(hù)水資源與生態(tài)環(huán)境，我們需要建立區(qū)域性地下水資源以及煤炭資源管理的機(jī)構(gòu)，必須結(jié)合陜北侏羅紀(jì)煤田地區(qū)的環(huán)境條件、地下水資源以及煤炭資源的賦存情況等一系列的因素進(jìn)行合理地規(guī)劃，一定要考慮到每個礦區(qū)不同的水文地質(zhì)條件，適當(dāng)?shù)匕殃儽辟_紀(jì)煤田資源開采以及地下水資源的開發(fā)恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合起來。現(xiàn)在煤礦的采煤規(guī)劃，對地質(zhì)條件、地下水資源考慮的太少，對地下的含煤情況考慮的太多。因此，必須結(jié)合陜北侏羅紀(jì)煤田的環(huán)境地質(zhì)條件、工程地質(zhì)以及水文地質(zhì)條件，選擇科學(xué)的方法，制定出來合理的開發(fā)規(guī)劃，這就是陜北侏羅紀(jì)煤田開發(fā)的必經(jīng)之路。

風(fēng)沙灘地區(qū)河流是全排型河流，為了可以實(shí)現(xiàn)地下水資源合理利用，并與生態(tài)環(huán)境以及社會經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，采取下面對策措施： ①必須以流域?yàn)閱卧M(jìn)行合理的開發(fā)；②應(yīng)該因地制宜，制定合理的地下水開發(fā)模式；③必須建立健全合理水資源管理體系，強(qiáng)化水資源管理工作。

4 結(jié)束語

綜上所述，該地區(qū)的地下水開采過程當(dāng)中，涉及了很多的復(fù)雜問題，結(jié)合陜北侏羅紀(jì)煤田的水文地質(zhì)條件以及一些政策，更好地利用煤田地下水，解決水資源的短缺，滿足該地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水資源需求，無疑是有效保護(hù)環(huán)境以及陜北地區(qū)水資源的最佳選擇，對陜北侏羅紀(jì)煤田地下水保護(hù)以及開采進(jìn)行分析顯得十分必要和緊迫。

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作者簡介：李建文，1965年4月生，漢族，中共黨員，陜西銅川人，本科，現(xiàn)今在陜西煤監(jiān)局榆林分局先后任書記、局長，期間于2011年9月至2014年7月在中央黨校在職經(jīng)濟(jì)管理研究生班學(xué)習(xí)。