峰峰矿区煤炭开采对岩溶地下水环境的影响研究

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地下 水 的 天 然 流 场 的 展 布,反 映 的 是 以 补、 排 (泉排) 关 系 为 主 要 矛 盾 的 自 然 流 场 形 态。 总 观地下水流 场, 南 部 自 南 西 向 北 东、 北 部 由 北 西 向南东流 向 泉 群 排 泄 区, 地 下 水 的 流 场 明 显 受 到 地形地貌、 地 质 构 造 和 水 动 力 条 件 诸 因 素 的 制 约 而变化[7-8]。20世纪 80 年 代 以 前, 人 工 开 采 和 矿 井疏排水 较 少, 地 下 水 流 场 的 展 布 仍 主 要 受 黑 龙 洞泉群排 泄 的 控 制, 基 本 反 映 的 仍 然 是 天 然 流 场 形态 (图2),水力坡度一般0.6‰~0.08‰。
增刊
闫玉梅,等:峰峰矿区煤炭开采对岩溶地下水环境的影响研究
Hale Waihona Puke 121内含峰峰、邯郸 两 大 矿 业 集 团 19 对 矿 井, 主 要 开 采石炭、二 叠 系 煤 层, 峰 峰 素 有 “冀 南 煤 海 ” 之 称,煤炭资 源 共 计 162654 万 t, 其 中 下 组 煤 约 占 资 源 总 量 的 49.5% 。 目 前 年 产 原 煤 约 1500 万t。 2 矿 区 水 文 地 质 特 征
Handan 056004,China;3.Jizhong energy group Co.,ltd.,Handan 056007,China)
Abstract:In this paper,the change status of underground water in Fengfeng Coalmine area during 1981-2007 was studied,the Integrative method including field geological investigation and laboratory geo- logical data analysis was used,based on groundwater flow field theory and geochemical exploration theory. It is revealed that the condition and change law of coal mining influencing karst groundwater in this area. Research results show that the long-term and large negligent drainage from mines and groundwater exces- sive mining play important roles in karst groundwater flow field change,water levels fall,water quality de- terioration and water quantity attenuation. Key words:Fengfeng coalmine area;coal mining ;karst groundwater flow field;water levels;water quality;water quantity;influence factor
Influence on the karst groundwater environment by coal mining in the Fengfeng coalmine area
YAN Yu-mei 1,3 ,QIN Peng2 , WU Zhen-ling2 ,BAI Xi-qing2 ,SHEN Zhi-hui 2 (1.School of Earth Sciences and Resources,China University of Geosciences (Beijing),Beijing 100083,China; 2.Prospecting and Designing Institute of Hydrogeology and Engineering Geology and Environmental Geology of CNACG,
收 稿 日 期 :2010-11-09 基金 项 目: 国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 (973 计 划 ) 项 目 (2007CB209406);中国地质调查局项目 (编号1212010741004) 作者简介:闫玉梅,女,博士研究生,中国地质大学 (北 京)地 球 科学与资源学院2008级,研究 方 向 为 地 学 信 息 提 取 技 术、 基 底 石 油地质、地球物理重磁数据处理解释。
图 1 峰 峰 矿 区 岩 溶 地 下 水 水 位 历 时 曲 线
图 2 1979 年 地 下 水 流 场 图
峰峰煤矿区位于邯郸市境内,隶属于武安市、 峰峰新 市 区、 磁 县。 矿 区 北 起 南 洺 河、 鼓 山 北 部 拐头山, 南 达 岳 城 水 库, 西 至 和 村 盆 地 西 缘, 东 到峰 东 大 断 层, 地 理 坐 标 东 经 113°55′~114°20′, 北纬36°18′~ 36°54′。 研 究 区 面 积 约 530km2。 区
第 19 卷 增 刊 2010 年 12 月
中 国 矿 业
CHINA MINING MAGAZINE
Vol.19,No.zk Dec 2010
峰峰矿区煤炭开采对岩溶地下水环境的影响研究
闫 玉 梅1,3, 秦 鹏2, 吴 振 岭2, 白 喜 庆2, 沈 智 慧2
(1.中国地质大学 (北京) 地球科学与资源学院,北京 100083;2.中国煤炭地质总局水文地质工程 地质环境地质勘查院,河北 邯郸 056004;3.冀中能源集团有限责任公司,河北 邯郸 056007 )
值为1.5m 左右 (1992~1999年),径流区地下水位 下降至110~130m,并使黑龙洞泉群出现 断 流。进 入21世纪以后,和村盆地北部煤矿因资源枯竭开始 减产关停,王看以北地下水位逐步回升,上升了近 10m (1996年水位115m,2007年124.4m);南部新 建煤 矿 陆 续 投 产 , 导 致 黑 龙 洞 -白 土 以 南 水 位 大 幅 下 降,到 2002 年 下 降 约 18m (1995 年 3 月 水 位 120.23m,2002年 12 月 为 102.21m),低 于 黑 龙 洞 泉群水位近 18m (2002 年 12 月 水 位 120.19m)。近 几年来 (2002~2007 年),煤 炭 产 量 趋 于 稳 定, 岩 溶地下水水位保持在120m 左右。 3.2 地 下 水 流 场 变 化 3.2.1 地 下 水 天 然 流 场 的 展 布 特 点 及 水 力 坡 度
摘 要:运用地下水流场、水化 学 等 理 论、 野 外 地 质 调 查 和 室 内 地 质 数 据 资 料 分 析 相 结 合 的 方 法 , 对峰峰矿区1981~2007年间地下水变化 状 况 进 行 详 实 研 究, 揭 示 了 煤 炭 开 采 对 峰 峰 矿 区 岩 溶 地 下 水 影 响的特征及演化规律。分析结果表明,长期规模性的矿井疏排水与地下水过量开采,是岩溶地下水流场 发生改变、水位下降、水质变差和水资源量衰减的主要因素。 关 键 词 :峰 峰 矿 区 ; 煤 炭 开 采 ; 岩 溶 地 下 水 流 场 ; 水 位 ; 水 质 ; 水 资 源 量 ; 影 响 因 素 中图分类号:X143 文献标识码:A 文章编号:1004-4051 (2010)zk-0120-06
峰峰矿 区 在 区 域 水 文 地 质 分 区 上, 属 太 行 山 东麓黑龙洞泉 域。 泉 域 地 理 坐 标 为 东 经 113°40′~ 114°20′,北纬36°13′~36°54′, 包 括 邯 郸 地 区 西 南 部及 河 南 省 安 阳 地 区 北 部, 总 面 积 2404.45km2 (灰 岩 裸 露 面 积 为 1262km2)。
峰峰 煤 矿 区 是 华 北 地 区 主 要 煤 矿 区 之 一, 同 时又是典型 的 岩 溶 大 水 矿 床, 开 采 历 史 长。 特 别 是随着矿 井 开 采 深 度 的 增 加, 奥 陶 系 岩 溶 水 已 成 为矿井开 采 的 制 约 条 件。 矿 井 开 采 “下 组 煤 ” 受 到奥陶系 岩 溶 水 的 突 水 威 胁, 为 防 止 奥 陶 系 岩 溶 水突水,大量 疏 排 地 下 岩 溶 水, 致 使 地 下 水 位 大 幅度下 降, 造 成 水 资 源 浪 费、 泉 群 断 流、 水 资 源
根据黑 龙 洞 泉 域 已 查 明 的 水 文 地 质 条 件, 本 区域为一独立封闭程度较高的全排型岩溶水系统, 为一均匀 状 构 造 断 块 岩 溶 水 文 地 质 结 构 类 型, 形 成以西部 山 区 和 中 部 灰 岩 裸 露 区 为 补 给 区, 构 造 断陷盆地 为 径 流 区, 以 泉 群 排 泄 为 主 的 独 立 水 文 地质单元。
20世纪 80 年 代 以 前,地 下 水 以 泉 排 为 主,只 有少量的人工开采和矿井疏排水,除特殊降水年份 (特丰水年或 特 枯 水 年),径 流 区 地 下 水 位 在 130~ 139m;20世纪80年代以后,矿井疏排水和 人 工 开 采急剧增加,区域地下水水位逐年下降 (图1),年 平均衰 减 值 为 1m 左 右 (1982~1991 年);特 别 90 年代以后,水位下降幅度进一步增大,年平均衰减
污染、村镇供水短缺等 一 系 列 水 环 境 问 题 。 [1-2] 系 统总结研究该矿区水文地质条件及其水环境变化, 查明煤矿 开 采 引 发 的 主 要 水 环 境 问 题, 评 价 煤 矿 开采对矿 区、 区 域 地 下 水 系 统 和 地 下 水 资 源 的 影 响,为科学 论 证 和 慎 密 研 究 煤 炭 资 源 和 地 下 水 资 源合理开 发 利 用 方 案, 保 证 可 持 续 发 展 提 供 基 础 资 料[3-4]。 1 峰 峰 矿 区 概 况