生态脆弱区采煤沉陷扰动下生态水位恢复程度解析研究

• Published in: 煤炭科学技术 Vol. 51; no. 12; pp. 159 - 167
• Main Authors: 刘士亮, 张文慧, 王傲, 郑雨生, 毛德强
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 山东大学土建与水利学院,山东济南 250100 2023
• Subjects: 水位恢复; ecological water level; phreatic water leakage state; 潜水渗漏状态; 生态脆弱矿区; 生态水位; 井流模型; ecologically fragile mining area; recovery time; well flow model
• ISSN: 0253-2336
• DOI: 10.12438/cst.2023-0971

TD823; 生态脆弱区生态水位变异程度对区域生态地质环境保护至关重要.煤层采动下生态水位势必发生变异,当前研究集中于采动潜水渗漏下生态水位下降,极少考虑潜水不渗漏/采煤沉陷扰动下生态水位恢复程度.为此,采用地下水动力学、地下水位实测、数理统计、综合分析等方法,提出以"判别煤层采动下潜水渗漏状态→实测采煤工作面生态水位变化→建立生态水位恢复程度井流解析模型→预测不同生态水位恢复时间→对比不同生态水位恢复时间解析值与实测值"为思路的解析方法,研究生态脆弱区采煤沉陷扰动下生态水位恢复程度.结果表明:①基于"关键层位置+薄板理论+土拱效应+下行裂隙"建立了采动覆岩-土结构下导水裂隙发育高度计算方法,克服了现有经验公式未考虑土层效应导致的预测精度不足,结合残余隔水层厚度与潜水渗漏状态,实现了采动潜水渗漏状态判别;②采煤沉陷扰动下实测生态水位呈现"先迅速下降-缓慢回升-趋于稳定"的变化规律,但采后生态水位不能完全恢复至采前状态;③建立了采煤沉陷扰动下生态水位恢复程度井流解析模型,预计生态水位 3个不同恢复程度的恢复时间解析值,对比于实测值,两者时间误差均小于 10%;④从地表地形地貌、大气降雨补给、潜水含水层补径排、矿区井下疏放水等角度探讨了采后生态水位未完全恢复至采前状态原因.