基于地层及水化学特征分析采煤对地下水环境的影响

刘晓宇

摘要：采煤会引起煤层上覆目的含水层的越流排泄量增加，最终引起目的含水层的水位下降，本次通过分析隔水层的岩性特征和目的含水层与煤系含水层的水化学特征，定性分析采煤对地下水的影响程度，从而对地下水数值模拟预测结果进行预判与验证。

关键词：地下水环境;地层;水化学特征;越流排泄量

【中图分类号】X820

【文献标识码】A

【文章编号】2236-1879（2018）13-0227-01

引言

在煤矿环境影响评价中，采煤对地下水环境的影响是整个环境影响评价工作中重要内容之一，也是难点之一，在地下水导则出台前，采煤对地下水环境的影响局限于采煤对地下含（隔）水层结构的影响，导则实施后，不仅要求分析采煤对含（隔）水层结构的影响，还要求定性或者定量分析采煤对目的含水层地下水水量的影响，明确目的含水层的越流排泄量占矿井涌水量的比例。本次通过对彬长矿区孟村井田和榆神矿区三期规划区小保当一号井的地层特征以及含水层的水化学特征，来对比分析采煤对地下水的影响程度，从而对地下水数值模拟预测结果进行预判与验证。

1、采煤对地下水水量影响原理

在采煤过程中，矿井会以矿井水的形式不断外排地下水，煤层上覆直接受采煤导水裂缝影响的承压含水层的水位不断降低至隔水层底板之下，最终被疏干，目的含水层与煤系含水层之间的原有水力平衡关系发生改变，目的含水层通过隔水层越流补给煤系含水层的水量增加，越流排泄量的增加最终引起目的含水层的水位下降。煤矿的矿井涌水量是由煤系及直接受采煤导水裂缝影响的承压含水层的侧向径流补给量和目的含水层的越流排泄量组成，且随着时间的增加，目的含水层的越流排泄量占矿井水的比例会不断增加。采煤对地下水水量影响的原理见图l。

2、地层特征分析

地下水环境影响评价中，孟村井田保护的目的含水层主要为白垩系下统洛河组承压含水层，保护该含水层的关注对象为侏罗系中统安定组隔水层;小保当一号井田的目的含水层为第四系潜水含水层，保护该含水层的关注对象为新近系上统保德组隔水层;在采煤过程中，确保采煤导水裂缝不导通重点关注的隔水层，因此隔水层的沉积年代、岩性、渗透性能等地层特征决定了采煤对目的含水层的影响程度。具体见表l。

由表可知，安定组隔水层沉积年代较早，为基岩层，岩层颗粒胶结程度较高;而保德组隔水层沉积年代较晚且为土层，胶结程度较低或者为松散层，根据抽水试验结果以及相关资料.安定组隔水层的渗透性能要强于保德组红土。因此根据地层特征，采煤后洛河组含水層越流补给煤系含水层的水量较小，洛河组漏失量占矿井涌水量比例较小;采煤后第四系含水层越流补给煤系含水层的水量较大，第四系含水层漏失量占矿井涌水量比例较大。

3、地下水化学特征分析

如果目的含水层与煤系含水层的水化学特征相差较远，则可以说明二者之间水力联系较差，二者之间的隔水层隔水性能较好，反之，说明二都之间有一定的水力联系，二都之间的隔水层隔水性能相对较差，采煤在疏干煤系含水层的同时，会引起上覆目的含水层水位较大的变化，对目的含水层的越流排泄量影响较大。因此从目的含水层与煤系含水层的水化学特征也可分析采煤对目的含水层的影响程度，孟村井田与小保当一号井含水层的水化学特征见表2。

由表可知，孟村井田目的含水层与煤系含水层的矿化度和水化学类型相差较大，说明二者在采煤前水力联系差，采煤后，煤系含水层的变化不会引起洛河组含水层较大的变化;相反小保当一号井第四系含水层与延安组含水层的矿化度和水化学类型非常相近，说明采煤前二都水力联系相对密切，采煤后煤系含水层的变化会引起第四系含水层一定的变化。

4、实例验证

在孟村矿井和小保当一号井已批复的环境影响报告书中，经数学模型的预测，洛河组含水层越流排泄量占矿井涌水量最大比例为4.06%，第四系含水层越流排泄量占矿井涌水量的最大比例为55.26%。根据前述分析，地下水数值模拟的预测结果与基于地层和水化学特征的分析结果一致，可以用该分析方法对数值模型的预测结果进行预判与验证，从而可以更加准确的分析与计算采煤对地下水环境的影响。

参考文献

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