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能源与动力工程

鄂尔多斯盆地煤炭开采水害及其生态环境效应(精)

作者：李文平

出版社：科学出版社出版时间：2022-09-01

开本： 16开 页数： 554

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版权信息
本书特色
内容简介
目录
节选

鄂尔多斯盆地煤炭开采水害及其生态环境效应(精) 版权信息

ISBN：9787030732286
条形码：9787030732286 ; 978-7-03-073228-6
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
工业技术
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能源与动力工程

鄂尔多斯盆地煤炭开采水害及其生态环境效应(精) 本书特色

本书可供工程地质与灾害地质、水文地质、采矿工程等领域的科研人员、技术人员、高校教师、研究生和大中专院校学生参考。

鄂尔多斯盆地煤炭开采水害及其生态环境效应(精) 内容简介

本书以“采动工程地质环境演化与灾变”理论为指导，选取鄂尔多斯盆地典型矿区为靶区，以煤炭开采水害防治、水资源和生态环境保护为目的，建立了矿区生态地质环境类型划分方法，构建了生态-水-煤系地质结构组成模型，闸明了区域类型分布特征；系统研究了我国西北N,红土工程地质属性及其区域性质差异、受采动影响工程地质属性变化及隔水性再造特征；发现了侏罗系煤层覆岩整体状结构是造成煤层开采导水裂隙带发育高度异常的本质属性，揭示了导水裂隙带动态发育特征规律，建立了导水裂隙带高度预计公式；划分了鄂尔多斯盆地侏罗系煤层开采四种顶板水害模式，阐明了不同模式的水害形成条件、特征和过程机理，提出了新的水害评价和预测方法，建立了分类防治技术体系；基于水害防治和水资源、生态环境保护一体化理念，创建了煤炭开采对水资源及生态环境扰动破坏的四种环境工程地质模式，结合浅表层水资源分布，首次提出了“保水采煤矿井等级类型”及其确定方法，以及相对应的水资源及生态环境保护地质工程技术。本书可供工程地质与灾害地质、水文地质、采矿工程等领域的科研人员、技术人员、高校教师、研究生和大中专院校学生参考。审图号：GS京(2022)0266号

鄂尔多斯盆地煤炭开采水害及其生态环境效应(精) 目录

目录
序一
序二
序三
前言
**章　研究区概况　1
**节　自然地理概况　1
第二节　地层及地质构造　12
第三节　煤层分布及开发现状　30
第二章　生态地质环境类型及植被分布　38
**节　主要植被类型及生态意义　38
第二节　生态地质环境类型及区划　41
第三节　植被分布及变化特征　61
第三章　水文地质条件及水资源分布　110
**节　地表水系　110
第二节　主要含水层性质　114
第三节　区域水循环特征　119
第四节　浅表层水资源分布　139
第五节　区域生态-水-煤系地质组成结构　141
第四章　关键隔水层工程地质力学性质　145
**节　N2红土区域分布　145
第二节　N2红土组成结构及基本物理力学性质　173
第三节　N2红土采动工程地质力学性质　181
第四节　煤层上覆侏罗系隔水砂泥岩工程地质力学性质　194
第五章　侏罗系煤层开采导水裂隙带及水害模式　203
**节　采动覆岩破坏一般规律　203
第二节　东西部煤层覆岩结构及导高差异性　209
第三节　导高发育理论分析计算　215
第四节　导高动态发育原位测试　225
第五节　土层对导高发育的影响　247
第六节　鄂尔多斯盆地煤层开采顶板水害类型划分　279
第六章　黄土沟壑径流采动水害模式及防治技术　280
**节　背景条件　280
第二节　采动破裂N2红土水土相互作用突水过程机理　283
第三节　黄土沟壑斜坡采动破坏及产沙量评价　291
第四节　黄土沟壑径流下采动突水（溃砂）机理　312
第五节　采动水害分区及防治技术　325
第六节　采空区储水评价方法　338
第七章　沙漠滩地采动水害模式及防治技术　358
**节　背景条件　358
第二节　砂-土-基型覆岩采动导水裂隙带高度预计　374
第三节　考虑潜水渗漏的超长综放工作面涌水量预计　378
第四节　水害防治及监测预警386
第八章　高承压厚砂岩顶板水害模式及防治技术　393
**节　背景条件　393
第二节　侏罗系煤层顶板砂岩含水层特征　397
第三节　工作面开采过程涌水量分段预计　413
第四节　水害防治技术　428
第九章　巨厚白垩系离层水害模式及防治技术　430
**节　背景条件　430
第二节　区域上白垩系离层水害特征　440
第三节　采动覆岩离层及动态演化分析　450
第四节　离层水害防治技术及应用　467
第十章　煤炭开采涌突水对浅表层水及生态环境影响　470
**节　潜水位与生态环境的关系　470
第二节　采动对潜水位影响理论分析　480
第三节　采动引起潜水位动态变化监测　499
第四节　采动引起潜水位变化数值模拟预计　510
第五节　采动潜水位变化对生态环境影响　516
第十一章　采动水害的链生生态环境效应　521
**节　环境工程地质模式类型及特征　521
第二节　环境工程地质模式确定方法　522
第三节　榆神府矿区环境工程地质模式区划　526
第四节　模式区划验证　535
第五节　水资源及生态保护性采矿防治措施　537
参考文献　543

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鄂尔多斯盆地煤炭开采水害及其生态环境效应(精) 节选

**章研究区概况鄂尔多斯盆地煤炭资源丰富，现有陕北、神东、宁东、黄陇等国家*大型煤炭能源生产基地，主采侏罗系煤层，年产煤炭二十多亿吨，超过全国总产量的50%。近20年来的开采实践表明，鄂尔多斯盆地煤炭开采大型、特大型涌突水矿井不断出现，不仅对井下安全造成严重威胁，同时也造成了区域性的水位下降、浅表层水资源枯竭，对本就脆弱的区域生态环境产生了重大的影响，严重威胁着生态环境安全。以鄂尔多斯盆地侏罗系煤层开采水害及其生态环境效应为研究目标，以突水这一典型的“采动工程地质环境演化与灾变”过程为主线，选择盆地内具有代表性的三个矿区——榆神府矿区、东胜矿区和永陇矿区为靶区，开展相关研究。本章简要介绍鄂尔多斯盆地及三个代表性矿区（榆神府矿区、东胜矿区和永陇矿区）的自然地理概况、地层及地质构造、煤层分布及开发现状。 **节自然地理概况一、位置与范围（一）鄂尔多斯盆地位置与范围鄂尔多斯盆地位于我国中西部，华北克拉通西南，是在华北地台基础上发展演化形成的，是由中新生代盆地叠加在古生代盆地之上的复合盆地，在晚侏罗世—早白垩世彻底与华北盆地分离，成为独立的盆地。盆地周边分布着一系列的山脉，山脉海拔一般在2000m左右。盆地内部相对较低，一般海拔为800～1400m。鄂尔多斯盆地是我国大型的综合性能源盆地，沉积地层中赋存着极其丰富的煤、煤层气、石油、常规与非常规天然气等矿产资源，地跨陕西、山西、内蒙古、宁夏、甘肃五个省区。从地理位置上来讲，范围包括34°00′N～41°20′N，105°30′E～111°30′E，东起吕梁山脉，西抵桌子山、贺兰山、六盘山一线，南到秦岭北坡，北至阴山南麓，面积达40×104km2。盆地内部大致以长城为界，北部为干旱沙漠、草原区，著名的有毛乌素沙漠、库布齐沙漠等；南部为半干旱黄土高原区，黄土广布，地形复杂。盆地外围邻近几大冲积平原，即西边的银川平原、南边的渭河平原和北边的河套平原，地势平坦，交通便利（图1.1）。本研究选择的三个代表矿区——榆神府矿区、东胜矿区和永陇矿区，在鄂尔多斯盆地中的位置概述如下（图1.2）图1.1鄂尔多斯盆地位置图图1.2鄂尔多斯盆地代表性研究矿区分布示意图榆神府矿区是榆神矿区与神府矿区的合称，位于鄂尔多斯盆地东部，毛乌素沙漠东南缘与黄土高原北部的接壤地带，是陕北与神东煤炭基地的核心开采区。东胜矿区位于鄂尔多斯盆地北部，内蒙古自治区鄂尔多斯市南部地区，伊金霍洛旗与乌审旗境内，是我国**个亿吨煤炭生产基地——神东煤炭基地的组成部分之一，与榆神府矿区相邻。永陇矿区位于盆地南缘，在陕西省宝鸡市、咸阳市的北部，横跨麟游、凤翔、千阳、陇县、彬县、永寿六县，是国家规划的14个煤炭基地中黄陇煤炭基地的主力矿井区。后面将分别按矿区进行较详细介绍。（二）代表性矿区位置与范围 1.榆神府矿区榆神府矿区位于陕西省榆林市北部，隶属于榆林市榆阳区和神木县管辖，交通便捷，煤炭开发及外运条件良好。榆神府矿区由榆神矿区和神府矿区组成，包括榆神矿区二期、三期、四期规划区全部矿区和一期规划区大面积区域，以及神府矿区西部大部分矿区，总面积约6334km2（其中榆神矿区面积为5121km2，神府矿区面积为1213km2）。榆神府矿区呈不规则的多边形，南北*长处约106km，东西*宽处约97km，矿区位置如图1.3所示。图1.3榆神府矿区位置图 2.东胜矿区东胜矿区位于内蒙古自治区鄂尔多斯的伊金霍洛旗南部和乌审旗境内，与陕西省境内的神府矿区共同组成著名的神东煤炭基地。本书中所指的东胜矿区从行政区划而言，包括鄂尔多斯的伊金霍洛旗，以及位于乌审旗境内的部分。矿区（含乌审旗境内部分）东西长60～110km，南北宽40～170km，总面积为14810km2，108°40′E～110°48′E，37°54′N～40°08′N。有10个可采煤层，厚度为2～7m，倾角为1°～8°，埋藏较浅。 3.永陇矿区永陇矿区为黄陇侏罗纪煤田的主力矿区之一，地处陕西省陇东黄土高原南部边缘地带，位于宝鸡市、咸阳市北部，横跨麟游、凤翔、千阳、陇县、彬县、永寿六县，北以陕甘省界为界，东、南以侏罗纪煤系地层底部岩层边界线为界，西以奥陶纪灰岩及关山-草碧大断层为界。永陇矿区主采煤层为3煤，煤厚0～27.75m，东厚西薄。永陇矿区呈不规则的长条形，东西长140km，南北宽30km，总面积3601km2，106°36′E～108°07′E，34°36′N～35°18′N，矿区位置如图1.4所示。图1.4永陇矿区位置图二、地形地貌（一）区域地形地貌鄂尔多斯盆地位于我国西北地区东部，处于中国地形三大阶梯的第二阶梯之上。盆地四周被山地环绕，南为秦岭，北是阴山，东为吕梁山，西是贺兰山-六盘山，地势总体由西北向东南降低，局部地区起伏较大。区内地貌总体可划分为山地、断陷盆地、沙漠高原和黄土高原四大地貌类型（图1.5）；大致以中部的白于山地表分水岭（海拔1500～1800m）为界，盆地南、北部表现出截然不同的地貌景观（图1.6）。北部沙漠高原是盆地内*主要的地貌单元之一，面积为9.82×104km2，包括库布齐沙漠、毛乌素沙漠、乌兰布和沙漠及西部边缘地带，同时还包括展布于上述地貌单元之间的剥蚀基岩丘陵台地；其西北部以流动沙丘为主，东南部以固定-半固定沙丘为主。海拔为1100～1500m，地形起伏相对较小，相对高差为30～80m。南部黄土高原是盆地内*大的地貌单元，面积达14.45×104km2；环县—吴旗以北，以黄土梁峁地貌为主，南部主要为塬和残塬。黄土高原地区沟壑纵横、切割强烈、地形支离破碎，海拔为1000～1700m，黄土覆盖厚度多为100～300m。断陷盆地包括银川平原、河套平原、土默特平原区和关中平原等，面积为5.08km2。银川平原和河套平原呈串珠状将黄河谷地沟通，海拔为1000～1200m；南部渭河盆地呈西窄东宽的喇叭状，海拔仅400～700m。鄂尔多斯盆地四周的山地面积为7.58×104km2；盆地内部的山地包括渭北北山、黄龙山，其中黄龙山则为低中山宽谷山地，面积较小，为0.89×104km2。（二）代表性矿区地形地貌 1.榆神府矿区榆神府矿区位于毛乌素沙漠东南缘与陕北黄土高原北部的接壤地带，总体地势西北高、东南低，共存在风沙滩地区、黄土梁峁区和河谷阶地区三种地貌单元。风沙滩地区是毛乌素沙漠的组成部分，又可以划分为沙漠区和滩地区。沙漠区主要分布于较大滩地以外的地区，该区地形波状起伏，堆积沙层厚度变化较大，相对高差为1～15m，迎风坡较缓，背风坡较陡，区内植被以沙蒿、沙柳和沙打旺等耐旱植物为主。滩地区四周一般被沙丘包围，分布规模大小不一，一般宽度为1～2km，长度为几千米至十几千米，展布方向规律性差，形状不规则，以条带状居多。该区地势低洼，地形较为平坦，多为农作物种植区，有小面积的低洼草滩和杨树、柳树等杂木林。黄土梁峁区主要分布于研究区的东部，又可细分为黄土梁、峁、塬三种亚地貌，该区整体地形较为破碎，植被稀少，水土流失严重，暴雨或连阴雨天气极易发生崩塌、滑坡等地质灾害。河谷地貌占研究区面积相对较小，主要分布于榆溪河、秃尾河和窟野河及其支流沟谷内，地处黄土沟壑的河谷区，沟床较窄，冲沟深切，谷底堆积物多由冲洪积、坡积沙土和少量碎石组成。地处沙漠滩地的河谷区，河谷普遍宽浅，河床坡降较小，河床、滩地较为平坦，冲积层多为粉细砂。

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