[发明专利]一种保水采煤矿井/矿区等级划分方法

说明书

一种保水采煤矿井/矿区等级划分方法，属于煤炭开采领域，解决了现有技术中无法直观的对矿区内各矿井进行保水采煤等级划分的问题。以矿井为计算单元，计算吨煤水资源量，根据吨煤水资源量分布与吨煤消耗水资源量的关系将研究区内的矿井划分为不同类型，形成矿井吨煤水资源存储量等级图；根据浅表层水漏失量与浅表层水补给量关系确定的保护层厚度，将研究区内的矿井划分不同环境工程地质模式，形成矿井环境工程地质模式分布图；最终进行研究区矿井保水采煤矿井/矿区等级划分。本发明使用的划分方法简单实用，针对性的对矿井保水采煤等级进行了直观划分，为矿区选择开采方式提供了依据，对西北生态环境脆弱区保水采煤具有重要意义。

技术领域

本发明涉及煤炭开采领域，尤其是涉及一种保水采煤矿井/矿区等级划分方法。

背景技术

我国西部属干旱－半干旱地区，水资源量总体严重不足，生态地质环境脆弱，给区域经济和社会发展带来严重制约和影响。在区域地形地貌和地层条件适宜时，形成的浅表层水是非常值得珍惜的水资源。如陕北煤田毛乌素沙漠滩地大面积分布的上更新统萨拉乌苏组(Q3s)砂层潜水、黄土沟壑分布区大气降雨形成的径流水、地面水库(海子)等。另外，我国西部侏罗纪煤田资源储量极大，而且煤质好，开采前景广阔。由于我国东部地区煤炭资源在逐渐枯竭，煤炭生产战略西移会不断加快，所以西部煤炭采量会逐年攀升，未来西部地区煤炭产量将占全国煤炭总产量的70％以上。但十多年来的采煤造成该区浅表层水资源大范围破坏、沟谷断流，泉水及湖泊水量减少甚至干涸，造成工农业用水困难，地表干旱、植被枯萎和荒漠化加剧等次生生态地质灾害。因此对矿区保水采煤的研究成为保护干旱－半干旱地区生态环境的重要课题。

近些年来，国内地质界针对西部侏罗纪煤田保水采煤问题开展了大量研究工作，探讨了保水采煤的对策和方法，提出了保水采煤的核心是生态水位保护的新观点。关于如何处理好煤炭开采与地下水的协调关系，采取更合理的采煤方法和工程措施来实现保水采煤，即关于保水程度及保水采煤的途径等问题还需要进一步研究。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种保水采煤矿井/矿区等级划分方法，为西北地区保水采煤开采提供基础依据。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种保水采煤矿井/矿区等级划分方法，包括以下步骤：

步骤一、获取矿区内各矿井地质和水文地质资料；

步骤二、以矿井为计算单元，计算矿区内各矿井的吨煤水资源量；

步骤三、根据步骤二中计算的吨煤水资源量将矿井划分为不同的浅表层水资源类型，形成矿井吨煤水资源存储量等级图；

步骤四、根据煤层厚度和顶板岩层坚硬程度计算导水裂缝带高度，获得残余土层厚度；

步骤五、根据浅表层水漏失量与浅表层水补给量关系确定保护层厚度，将所述保护层厚度与步骤四所述残余土层厚度进行比较，对矿井进行保水采煤环境工程地质模式划分，形成矿井环境工程地质模式分布图；

步骤六、将步骤三所述矿井吨煤水资源存储量等级图和步骤五所述矿井环境工程地质模式分布图叠加，对矿区保水采煤矿井/矿区进行等级划分。

进一步地，步骤一所述地质和水文地质资料包括土层厚度、煤层厚度、煤层埋深、基岩厚度、顶板岩层坚硬程度、地表水动态监测点数据和钻孔揭露的含水层资料。

进一步地，步骤一具体为：采用钻探、物探及原位监测的方法获得土层厚度、煤层厚度、煤层埋深、基岩厚度、地表水动态监测点数据和钻孔揭露的含水层资料；通过室内岩石力学实验方法获取顶板岩层坚硬程度。

进一步地，步骤二以矿井为计算单元，计算矿区内各矿井的吨煤水资源量具体包括以下步骤：