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鄂爾多斯盆地煤炭開采水害及其生態(tài)環(huán)境效應(精)

鄂爾多斯盆地煤炭開采水害及其生態(tài)環(huán)境效應(精)

作者：李文平
出版社：科學出版社出版時間：2022-09-01
開本： 16開 頁數(shù)： 554
中 圖 價:¥373.5(7.5折) 定價  ¥498.0 登錄后可看到會員價
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鄂爾多斯盆地煤炭開采水害及其生態(tài)環(huán)境效應(精) 版權信息

鄂爾多斯盆地煤炭開采水害及其生態(tài)環(huán)境效應(精) 本書特色

本書可供工程地質與災害地質、水文地質、采礦工程等領域的科研人員、技術人員、高校教師、研究生和大中專院校學生參考。

鄂爾多斯盆地煤炭開采水害及其生態(tài)環(huán)境效應(精) 內容簡介

本書以“采動工程地質環(huán)境演化與災變”理論為指導，選取鄂爾多斯盆地典型礦區(qū)為靶區(qū)，以煤炭開采水害防治、水資源和生態(tài)環(huán)境保護為目的，建立了礦區(qū)生態(tài)地質環(huán)境類型劃分方法，構建了生態(tài)-水-煤系地質結構組成模型，閘明了區(qū)域類型分布特征；系統(tǒng)研究了我國西北N,紅土工程地質屬性及其區(qū)域性質差異、受采動影響工程地質屬性變化及隔水性再造特征；發(fā)現(xiàn)了侏羅系煤層覆巖整體狀結構是造成煤層開采導水裂隙帶發(fā)育高度異常的本質屬性，揭示了導水裂隙帶動態(tài)發(fā)育特征規(guī)律，建立了導水裂隙帶高度預計公式；劃分了鄂爾多斯盆地侏羅系煤層開采四種頂板水害模式，闡明了不同模式的水害形成條件、特征和過程機理，提出了新的水害評價和預測方法，建立了分類防治技術體系；基于水害防治和水資源、生態(tài)環(huán)境保護一體化理念，創(chuàng)建了煤炭開采對水資源及生態(tài)環(huán)境擾動破壞的四種環(huán)境工程地質模式，結合淺表層水資源分布，首次提出了“保水采煤礦井等級類型”及其確定方法，以及相對應的水資源及生態(tài)環(huán)境保護地質工程技術。 本書可供工程地質與災害地質、水文地質、采礦工程等領域的科研人員、技術人員、高校教師、研究生和大中專院校學生參考。 審圖號：GS京(2022)0266號

鄂爾多斯盆地煤炭開采水害及其生態(tài)環(huán)境效應(精) 目錄

目錄
序一
序二
序三
前言
**章　研究區(qū)概況　1
**節(jié)　自然地理概況　1
第二節(jié)　地層及地質構造　12
第三節(jié)　煤層分布及開發(fā)現(xiàn)狀　30
第二章　生態(tài)地質環(huán)境類型及植被分布　38
**節(jié)　主要植被類型及生態(tài)意義　38
第二節(jié)　生態(tài)地質環(huán)境類型及區(qū)劃　41
第三節(jié)　植被分布及變化特征　61
第三章　水文地質條件及水資源分布　110
**節(jié)　地表水系　110
第二節(jié)　主要含水層性質　114
第三節(jié)　區(qū)域水循環(huán)特征　119
第四節(jié)　淺表層水資源分布　139
第五節(jié)　區(qū)域生態(tài)-水-煤系地質組成結構　141
第四章　關鍵隔水層工程地質力學性質　145
**節(jié)　N2紅土區(qū)域分布　145
第二節(jié)　N2紅土組成結構及基本物理力學性質　173
第三節(jié)　N2紅土采動工程地質力學性質　181
第四節(jié)　煤層上覆侏羅系隔水砂泥巖工程地質力學性質　194
第五章　侏羅系煤層開采導水裂隙帶及水害模式　203
**節(jié)　采動覆巖破壞一般規(guī)律　203
第二節(jié)　東西部煤層覆巖結構及導高差異性　209
第三節(jié)　導高發(fā)育理論分析計算　215
第四節(jié)　導高動態(tài)發(fā)育原位測試　225
第五節(jié)　土層對導高發(fā)育的影響　247
第六節(jié)　鄂爾多斯盆地煤層開采頂板水害類型劃分　279
第六章　黃土溝壑徑流采動水害模式及防治技術　280
**節(jié)　背景條件　280
第二節(jié)　采動破裂N2紅土水土相互作用突水過程機理　283
第三節(jié)　黃土溝壑斜坡采動破壞及產沙量評價　291
第四節(jié)　黃土溝壑徑流下采動突水（潰砂）機理　312
第五節(jié)　采動水害分區(qū)及防治技術　325
第六節(jié)　采空區(qū)儲水評價方法　338
第七章　沙漠灘地采動水害模式及防治技術　358
**節(jié)　背景條件　358
第二節(jié)　砂-土-基型覆巖采動導水裂隙帶高度預計　374
第三節(jié)　考慮潛水滲漏的超長綜放工作面涌水量預計　378
第四節(jié)　水害防治及監(jiān)測預警386
第八章　高承壓厚砂巖頂板水害模式及防治技術　393
**節(jié)　背景條件　393
第二節(jié)　侏羅系煤層頂板砂巖含水層特征　397
第三節(jié)　工作面開采過程涌水量分段預計　413
第四節(jié)　水害防治技術　428
第九章　巨厚白堊系離層水害模式及防治技術　430
**節(jié)　背景條件　430
第二節(jié)　區(qū)域上白堊系離層水害特征　440
第三節(jié)　采動覆巖離層及動態(tài)演化分析　450
第四節(jié)　離層水害防治技術及應用　467
第十章　煤炭開采涌突水對淺表層水及生態(tài)環(huán)境影響　470
**節(jié)　潛水位與生態(tài)環(huán)境的關系　470
第二節(jié)　采動對潛水位影響理論分析　480
第三節(jié)　采動引起潛水位動態(tài)變化監(jiān)測　499
第四節(jié)　采動引起潛水位變化數(shù)值模擬預計　510
第五節(jié)　采動潛水位變化對生態(tài)環(huán)境影響　516
第十一章　采動水害的鏈生生態(tài)環(huán)境效應　521
**節(jié)　環(huán)境工程地質模式類型及特征　521
第二節(jié)　環(huán)境工程地質模式確定方法　522
第三節(jié)　榆神府礦區(qū)環(huán)境工程地質模式區(qū)劃　526
第四節(jié)　模式區(qū)劃驗證　535
第五節(jié)　水資源及生態(tài)保護性采礦防治措施　537
參考文獻　543
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鄂爾多斯盆地煤炭開采水害及其生態(tài)環(huán)境效應(精) 節(jié)選

**章研究區(qū)概況 鄂爾多斯盆地煤炭資源豐富，現(xiàn)有陜北、神東、寧東、黃隴等國家*大型煤炭能源生產基地，主采侏羅系煤層，年產煤炭二十多億噸，超過全國總產量的50%。近20年來的開采實踐表明，鄂爾多斯盆地煤炭開采大型、特大型涌突水礦井不斷出現(xiàn)，不僅對井下安全造成嚴重威脅，同時也造成了區(qū)域性的水位下降、淺表層水資源枯竭，對本就脆弱的區(qū)域生態(tài)環(huán)境產生了重大的影響，嚴重威脅著生態(tài)環(huán)境安全。以鄂爾多斯盆地侏羅系煤層開采水害及其生態(tài)環(huán)境效應為研究目標，以突水這一典型的“采動工程地質環(huán)境演化與災變”過程為主線，選擇盆地內具有代表性的三個礦區(qū)——榆神府礦區(qū)、東勝礦區(qū)和永隴礦區(qū)為靶區(qū)，開展相關研究。 本章簡要介紹鄂爾多斯盆地及三個代表性礦區(qū)（榆神府礦區(qū)、東勝礦區(qū)和永隴礦區(qū)）的自然地理概況、地層及地質構造、煤層分布及開發(fā)現(xiàn)狀。 **節(jié)自然地理概況 一、位置與范圍 （一）鄂爾多斯盆地位置與范圍 鄂爾多斯盆地位于我國中西部，華北克拉通西南，是在華北地臺基礎上發(fā)展演化形成的，是由中新生代盆地疊加在古生代盆地之上的復合盆地，在晚侏羅世—早白堊世徹底與華北盆地分離，成為獨立的盆地。盆地周邊分布著一系列的山脈，山脈海拔一般在2000m左右。盆地內部相對較低，一般海拔為800～1400m。鄂爾多斯盆地是我國大型的綜合性能源盆地，沉積地層中賦存著極其豐富的煤、煤層氣、石油、常規(guī)與非常規(guī)天然氣等礦產資源，地跨陜西、山西、內蒙古、寧夏、甘肅五個省區(qū)。從地理位置上來講，范圍包括34°00′N～41°20′N，105°30′E～111°30′E，東起呂梁山脈，西抵桌子山、賀蘭山、六盤山一線，南到秦嶺北坡，北至陰山南麓，面積達40×104km2。盆地內部大致以長城為界，北部為干旱沙漠、草原區(qū)，著名的有毛烏素沙漠、庫布齊沙漠等；南部為半干旱黃土高原區(qū)，黃土廣布，地形復雜。盆地外圍鄰近幾大沖積平原，即西邊的銀川平原、南邊的渭河平原和北邊的河套平原，地勢平坦，交通便利（圖1.1）。 本研究選擇的三個代表礦區(qū)——榆神府礦區(qū)、東勝礦區(qū)和永隴礦區(qū)，在鄂爾多斯盆地中的位置概述如下（圖1.2） 圖1.1鄂爾多斯盆地位置圖 圖1.2鄂爾多斯盆地代表性研究礦區(qū)分布示意圖 榆神府礦區(qū)是榆神礦區(qū)與神府礦區(qū)的合稱，位于鄂爾多斯盆地東部，毛烏素沙漠東南緣與黃土高原北部的接壤地帶，是陜北與神東煤炭基地的核心開采區(qū)。 東勝礦區(qū)位于鄂爾多斯盆地北部，內蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市南部地區(qū)，伊金霍洛旗與烏審旗境內，是我國**個億噸煤炭生產基地——神東煤炭基地的組成部分之一，與榆神府礦區(qū)相鄰。 永隴礦區(qū)位于盆地南緣，在陜西省寶雞市、咸陽市的北部，橫跨麟游、鳳翔、千陽、隴縣、彬縣、永壽六縣，是國家規(guī)劃的14個煤炭基地中黃隴煤炭基地的主力礦井區(qū)。 后面將分別按礦區(qū)進行較詳細介紹。 （二）代表性礦區(qū)位置與范圍 1.榆神府礦區(qū) 榆神府礦區(qū)位于陜西省榆林市北部，隸屬于榆林市榆陽區(qū)和神木縣管轄，交通便捷，煤炭開發(fā)及外運條件良好。 榆神府礦區(qū)由榆神礦區(qū)和神府礦區(qū)組成，包括榆神礦區(qū)二期、三期、四期規(guī)劃區(qū)全部礦區(qū)和一期規(guī)劃區(qū)大面積區(qū)域，以及神府礦區(qū)西部大部分礦區(qū)，總面積約6334km2（其中榆神礦區(qū)面積為5121km2，神府礦區(qū)面積為1213km2）。榆神府礦區(qū)呈不規(guī)則的多邊形，南北*長處約106km，東西*寬處約97km，礦區(qū)位置如圖1.3所示。 圖1.3榆神府礦區(qū)位置圖 2.東勝礦區(qū) 東勝礦區(qū)位于內蒙古自治區(qū)鄂爾多斯的伊金霍洛旗南部和烏審旗境內，與陜西省境內的神府礦區(qū)共同組成著名的神東煤炭基地。本書中所指的東勝礦區(qū)從行政區(qū)劃而言，包括鄂爾多斯的伊金霍洛旗，以及位于烏審旗境內的部分。礦區(qū)（含烏審旗境內部分）東西長60～110km，南北寬40～170km，總面積為14810km2，108°40′E～110°48′E，37°54′N～40°08′N。有10個可采煤層，厚度為2～7m，傾角為1°～8°，埋藏較淺。 3.永隴礦區(qū) 永隴礦區(qū)為黃隴侏羅紀煤田的主力礦區(qū)之一，地處陜西省隴東黃土高原南部邊緣地帶，位于寶雞市、咸陽市北部，橫跨麟游、鳳翔、千陽、隴縣、彬縣、永壽六縣，北以陜甘省界為界，東、南以侏羅紀煤系地層底部巖層邊界線為界，西以奧陶紀灰?guī)r及關山-草碧大斷層為界。永隴礦區(qū)主采煤層為3煤，煤厚0～27.75m，東厚西薄。永隴礦區(qū)呈不規(guī)則的長條形，東西長140km，南北寬30km，總面積3601km2，106°36′E～108°07′E，34°36′N～35°18′N，礦區(qū)位置如圖1.4所示。 圖1.4永隴礦區(qū)位置圖 二、地形地貌 （一）區(qū)域地形地貌 鄂爾多斯盆地位于我國西北地區(qū)東部，處于中國地形三大階梯的第二階梯之上。盆地四周被山地環(huán)繞，南為秦嶺，北是陰山，東為呂梁山，西是賀蘭山-六盤山，地勢總體由西北向東南降低，局部地區(qū)起伏較大。區(qū)內地貌總體可劃分為山地、斷陷盆地、沙漠高原和黃土高原四大地貌類型（圖1.5）；大致以中部的白于山地表分水嶺（海拔1500～1800m）為界，盆地南、北部表現(xiàn)出截然不同的地貌景觀（圖1.6）。 北部沙漠高原是盆地內*主要的地貌單元之一，面積為9.82×104km2，包括庫布齊沙漠、毛烏素沙漠、烏蘭布和沙漠及西部邊緣地帶，同時還包括展布于上述地貌單元之間的剝蝕基巖丘陵臺地；其西北部以流動沙丘為主，東南部以固定-半固定沙丘為主。海拔為1100～1500m，地形起伏相對較小，相對高差為30～80m。 南部黃土高原是盆地內*大的地貌單元，面積達14.45×104km2；環(huán)縣—吳旗以北，以黃土梁峁地貌為主，南部主要為塬和殘塬。黃土高原地區(qū)溝壑縱橫、切割強烈、地形支離破碎，海拔為1000～1700m，黃土覆蓋厚度多為100～300m。 斷陷盆地包括銀川平原、河套平原、土默特平原區(qū)和關中平原等，面積為5.08km2。銀川平原和河套平原呈串珠狀將黃河谷地溝通，海拔為1000～1200m；南部渭河盆地呈西窄東寬的喇叭狀，海拔僅400～700m。 鄂爾多斯盆地四周的山地面積為7.58×104km2；盆地內部的山地包括渭北北山、黃龍山，其中黃龍山則為低中山寬谷山地，面積較小，為0.89×104km2。 （二）代表性礦區(qū)地形地貌 1.榆神府礦區(qū) 榆神府礦區(qū)位于毛烏素沙漠東南緣與陜北黃土高原北部的接壤地帶，總體地勢西北高、東南低，共存在風沙灘地區(qū)、黃土梁峁區(qū)和河谷階地區(qū)三種地貌單元。 風沙灘地區(qū)是毛烏素沙漠的組成部分，又可以劃分為沙漠區(qū)和灘地區(qū)。沙漠區(qū)主要分布于較大灘地以外的地區(qū)，該區(qū)地形波狀起伏，堆積沙層厚度變化較大，相對高差為1～15m，迎風坡較緩，背風坡較陡，區(qū)內植被以沙蒿、沙柳和沙打旺等耐旱植物為主。灘地區(qū)四周一般被沙丘包圍，分布規(guī)模大小不一，一般寬度為1～2km，長度為幾千米至十幾千米，展布方向規(guī)律性差，形狀不規(guī)則，以條帶狀居多。該區(qū)地勢低洼，地形較為平坦，多為農作物種植區(qū)，有小面積的低洼草灘和楊樹、柳樹等雜木林。黃土梁峁區(qū)主要分布于研究區(qū)的東部，又可細分為黃土梁、峁、塬三種亞地貌，該區(qū)整體地形較為破碎，植被稀少，水土流失嚴重，暴雨或連陰雨天氣極易發(fā)生崩塌、滑坡等地質災害。河谷地貌占研究區(qū)面積相對較小，主要分布于榆溪河、禿尾河和窟野河及其支流溝谷內，地處黃土溝壑的河谷區(qū)，溝床較窄，沖溝深切，谷底堆積物多由沖洪積、坡積沙土和少量碎石組成。地處沙漠灘地的河谷區(qū)，河谷普遍寬淺，河床坡降較小，河床、灘地較為平坦，沖積層多為粉細砂。

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