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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

桃花水骤减?范立民团队指出高强度煤炭开采是主因

2017-08-07

  

火山丘陵(来源:《中国国家地理》)


  在新疆北部东准噶尔的核心区,地表景观有着丰富与多变的色彩,例如这片火红的丘陵。


  造成红色的原因是这里的岩层在远古时期的盆地中沉积时,气候相对炎热,沉积物中的铁质被氧化,形成红色的氧化铁矿物,使岩石显现出红色。后来受到地下煤层自燃的影响,形成红色的烧变岩和火烧山。


  什么是烧变岩

  

  烧变岩是鄂尔多斯盆地北部等地分布的一种特殊岩石,是煤层及岩层中的有机质自燃使围岩受热、烘烤而形成的。


  烧变岩裂隙发育,是地下水运移、储存的良好场所,在陕北榆林、神木、府谷等地区就形成了多处地下水富集区,并以大泉的形式排泄,烧变岩裂隙、空隙发育,为地下水径流、储存提供了良好的空间条件,在构造有利部位可形成富水区。



  陕北榆神府区烧变岩含水层具有良好的补给、径流、排泄条件,形成了许多大泉,其水质类型为HCO3--Ca2+型,矿化度0.5 g/L以下,泉口水温常年为11~12 ℃,具有良好的供水意义和生态价值,在榆林被誉为桃花水。


  然后,研究表明:1994年煤炭开采之前,榆林、神木、府谷等地区有烧变岩泉405个,总流量766.182 L/s。受20年来高强度煤炭开采等多种因素的影响,2015年现存烧变岩泉62个,总流量145.176 3 L/s。20年来烧变岩泉的数量衰减了93.58%,流量衰减了81.06%。

  榆神府区烧变岩分布


  煤炭开采后烧变岩泉的分布


  采煤对烧变岩泉影响机理


  为了探明高强度煤炭开采对烧变岩泉的影响,有效保护地下水资源,范立民团队将采煤对烧变岩泉的影响机理划分为3类。


  

采煤对烧变岩泉的影响机理示意


  侧旁采煤间接导致烧变岩泉干涸。在烧变岩含水层侧旁留有一定宽度的防水煤柱,在侧旁开展高强度采煤,产生的导水裂隙带发育到萨拉乌苏组,疏干萨拉乌苏组含水层,导致烧变岩含水层得不到萨拉乌苏组含水层的补给而干涸,主要分布在柠条塔、张家峁煤矿一带,烧变岩受西部萨拉乌苏组含水层的侧向补给,萨拉乌苏组含水层受采煤影响后,烧变岩泉流量衰减或干涸。


  烧变岩含水层下采煤导致烧变岩泉干涸。在烧变岩下采煤,导水裂隙带直接发育到烧变岩含水层,使烧变岩含水层的水渗漏至井下直接转变为矿井水,从而疏干烧变岩含水层,烧变岩泉干涸。主要位于乌兰木伦河、考考乌素沟沟谷沿岸地带。


  远距离侧旁采煤导致烧变岩泉干涸。分水岭一侧烧变岩地下水出露形成泉流,另一侧煤炭开采造成地下水位下降,使地下水分水岭向泉流一侧袭夺,使泉流的汇流面积减少,造成烧变岩含水层水位下降,烧变岩泉流量衰减,袁家沟泉域就是这种影响。


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  责任编辑:宫在芹
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