陕北榆神府矿区地质环境现状及采煤效应影响预测.pdf

2 一； 3 ； ／ L 1 0 0 4 9 6 6 5 ／ 2 ∞0 ／ o 8 0 3 一 0 3 2 4 1 0 ， o f E n g i n e e r i n g C *a o g y 工程地质学报 陕北榆神府矿区地质环境现状及采煤效应影响预测 李文平① 段中会② ①中国矿业大学 棣州 2 2 1 0 0 8 华解明 ③ 叶贵钧④ 赵向军① 杨宏科② 付立群 陕西省一八五煤田地质勘探队橹林7 1 9 0 0 0 中国煤田地质总局水文地质局邯郸0 5 6 0 0 4 F ④ 中国煤田地质总局琢州0 7 2 7 5 2 摘要以我国西部特大型煤田榆神府矿区为倒， 从环境工程地质学角度分析了该区煤炭资源开发中主要的环境工程地质 问题， 并进行了综合地质环境质量现状和采后变化预测评价 研究结果对该区煤炭资源合理开发宏观决策和规划设计有直接 指导意义。 篓 化 境 删 聋殍效 虚 中 圉 分 类 号 T D 166 文 献 标 识 码 A 五 屏 ， ’ 一p ￡ 。。 。 、 UAT I ON OF P RE S ENT GE0L0GI CAL E NVⅡt ON 匝 NT AND P RE DI CTI ON OF I TS VARI ATI ON CAUS E D BY M I NI NG I N YUS HENF U MI NE AREA OF NORT I t S HANXI LI We n p i n D UA N Z h o n g - h u i H UA J i e - mi n g Y E G u i - j u n 。Z H A0 X i a n g j u I l 。Y AN G Ho n g - k e -- F U L i q u n U n i v e r u t y o fMi n i n g T e c h n o l o g y ， Xu z h 2 2 1 0 0 8 } 蛳1 8 5 C o f o Z dG e o l o g yT e a m S h a n P r o v i n c e， Y u l i n 7 1 9 0 0 0 ③H 蝴 B u r e a u o fC h i n a Nc tt lo n a l A ∞ o fC o a l G e o l o g y ． Ha n d a n 0 5 6 0 0 4 I 唾 ％ N,r a a l A d m ir lr a ．q o n o fC o a t G e o l o g y ， z 0 7 2 7 5 2 At r a c t I nt h i s p a p e r ，t a k i n gt h e s u p e r l a r g eYu s h e n f uMi n eAe r at h e g r e a t c oal f i e l d i nWe s tC h i n a．a s a n e x a mp l e ， t h e a u t h o r a n a l y z e r n i o r e n v i r o n me n t a l - e n g i n e e r i n g g e o l o g i c a l p r o b l e m s i n v o l v e d i n t h e c o a l r e s 0 u r o e e x p l o i t a t i o n f r o m t h e e n v i r o n me n t al e n g i n e e r i n g g e o l o g i c al a s p e c t s ． Th e i n t e gra t e d geo l o g i c al e n v i r o n me n t a l q u ali t y o f t h e a r ea i s e v a l u a t e d， t h e v a r i a t i o n c a u s e d b y t h e mi n i n g a c t i o n are p r edi c t ed ．Th e o b t a i n ed r e s u i t s are o f gre a t s i g nif i c a n c e t o g u i d e d ir e c t l y t o t h e ma c r o s c o p i c d e c i s i o n - ma k i n g a n d d e s i g n i n g a n d p l a n n ing r e a s o n a b l e e x p l o i t a t i o n o f t h e c o a l f i e l d． Ke y wo r d s Yu s h e n f u c oa l f i e l d，S o i l e r o s i o n，De s e r t i f i c a t i o n ， W a t e r e n v i r o n me n t ， I n t e g r a t ed g e o l o g i c a l a n vir o n me n t ．Ev alu a t i o n．Pr e d i c t i o n ． 引言 环境是相对“ 中心” 而言的， 环境因所考察的“ 中 心” 内容不同而不同。 地质环境是指人类赖以生存和 生活的岩土环境 包括地下水 ， 与水圈 地表水 、 生 物圈、 大气圈环境关系密切。 工程地质环境是人类从 事各种工程活动所涉及到和影响到的地质环境。它 收稿日 期 1 9 9 9 1 0 - 2 2 } 收到修改稿 日 期 1 9 9 9 - 1 1 2 9 ． 基金项且, NNmNN 9 5 重点项目 编号 9 6 2 8 “ 我国西部侏罗纪煤田 榆神府矿区 保水采煤及地质环境综台研究’’ 部分内容 筹一作者I 奇 介 李3 1 9 6 9 一 】 t 男， 博士． 副教授， 从事煤矿工程地质、 环境地质科研和教学工作． 维普资讯 李文平等 陕北精神府矿区地质环境现状及采煤效应影响预剥 区别于一般地质环境的关键在于其“ 中心” 是人类工 程活动， 且主要指在地质体上或其中 地下 进行的 各种开发、 利用、 改造工程， 即地质工程。 环境工程地 质学就是研究地质工程活动与地质环境之间相互作 用和影响， 以保证地质环境的合理利用与保护的学 科。它是工程地质学的一个分支。主要研究内容可 概括为三部分 ， 即 环境工程地质条件勘察 ， 环境工 程地质问题评价和预测， 工程地质环境利用、 整治与 改造 。 煤炭资源开发是典型的地质工程 长期以来， 煤 炭工业的首要任务就是尽最大可能地采出煤炭资 源， 很少去考虑煤炭开采引起的地质环境变化及其 对人类的不良影响或危害。 近十年来， 随着世界范围 内对环境的普遍重视， 我国煤炭开发已不仅只重视 产量， 而是已开始注重开采引起的环境问题及其反 约束作用， 并就一些重大、 典型煤矿环境问题开展研 究。 “ 我国西部侏罗纪煤田 榆神府矿区 保水采煤及 地质环境综合研究”为原煤炭工业部 9 5 重点项 目， 共分 3 个子课题完成。 即 I 榆神府矿区保水采煤研 究； Ⅱ 主要矿区水资源联合调度和矿井水资源化研 究； Ⅲ 采煤引起的主要环境地质问题及防治对策研 究。本文介绍了第Ⅲ 子课题部分研究成果 1 榆神府矿区环境地质概况 榆神府矿区位于鄂尔多斯盆地东部， 陕西省榆 林、 神木、 府谷三县 市 境内。北西以陕西与内蒙古 交界， 东部以侏罗系煤系地层和三叠系地层交界， 南 至北纬 3 8 。 3 O ， 面积 5 5 0 9 k m。 ， 查明可采煤炭储量 5 7 5 亿吨， 为世界七大煤田之一。目 前该区仅有神北 矿区大柳塔等少量矿井投产。到2 1 世纪初， 该区将 逐渐建成 3 3 个大中型矿井， 年产量达 1 ． 1 3 亿吨， 约 占全国总产量的九分之一。 为我国2 1 世纪煤炭工业 战略西移首选基地。 但是从环境工程地质条件考虑 ， 榆神府矿区大 量煤炭资源开采将面临着巨大的环境压力。该区位 于毛乌素沙漠与陕北黄土高原接壤地带， 原生地质 及生态环境脆弱， 土地沙化、 水土流失都较严重； 煤 炭资源开发将会加大一些地方的水土流失和土地沙 化。 同时该区水资源主要来源于浅层沙层含水层 萨 拉乌苏含水层 ， 且含水较丰富； 煤炭资源的大量开 采， 一方面可能在一些地方 浅部 造成该层水漏入 矿井； 另一方面地面煤矸石的排放、 选煤厂等矿井地 面辅助生产会对地表及地下水带来污染。 因此， 在煤 炭开采的同时， 如何最大限度地保护这一珍贵的水 资源， 即保水采煤， 也是重要的环境工程地质问题。 我国西部环境问题研究是开发西部的重要研究 课题， 许多专家学者对此给予高度重视， 探讨过研究 内容、 研究方法等， 并取得了初步研究成果E 。对 榆神府矿 区环境地质问题虽然也开展了一些研 究8 _ ] ， 但主要是针对环境现状和单个问题 如水 土流失或沙漠化 来进行的， 未能对综合地质环境、 特别是受煤层开采后的变化进行总体评价和预测。 这也正是本文所要介绍的研究成果。 2 环境工程地质条件分析及 GI s数 据 管 坪 从环境工程地质角度来研究上述问题， 首先应 研究该区与煤炭资源开采工程有关的环境工程地质 条件， 然后结合开采条件， 对煤炭开采引起的地质环 境变化程度作出超前预测， 为资源开发宏观决策提 供环境保护和治理考虑方面的依据。经过我们的现 场实地环境工程地质调查， 该区与煤炭资源开发有 关的主要环境工程地质条件因素简述如下。 2 ． 1 潜水位 地下水是影响榆神府矿区环境的关键因素， 其 中潜水 松散沙层水， 研究区内称萨拉乌苏含水层 的埋深尤其重要 图 1 。 由于该区的降雨量极少， 维 持该区生态系统的主要是地下水。 现场考察表明， 潜 水位在不同的深度范围内， 对不同植物的作用是不 同的。 潜水位在埋深极浅或溢出地表时， 其不仅仅可 以促进植物的生长， 而且由于土的含水量较大， 风吹 起沙的难度也远较无水区或潜水位深埋区大， 环境 质量常常表现出较好的状态； 当潜水位降低到草本 植物仍能直接或间接 通过毛细现象 吸收时， 大量 草本植物及灌、 乔植物的出现， 无论是水土流失还是 沙漠化， 都极不易发生， 环境质量也往往较好； 当潜 水位继续降低时， 一部分草本植物囤缺水而逐渐死 亡， 残存部分耐旱耐酷热的草本植物， 根系较为发达 的灌木此时仍然没有大的影响； 当水位继续下降， 即 使是灌木也难以幸免， 而后乔木也全部死亡。此时， 即使仍未死掉的残艾野草也往往抵挡不住风沙侵 袭， 最终导致地质环境质量的彻底恶化。 2 ． 2 水质 水质是环境优劣的重要影响因素之一， 水质的 好坏， 不仅仅影响人类的生存发展， 并且恶劣的水质 维普资讯 J o u r l o fEn g i r ,e e r m gG e o l o g y_‘程地质学报2 0 0 0 8 3 常常使植物都难以正常生长。 在本区 图2 ， 由于地 表水蒸发强烈， 有些地表水体的矿化度很高， 在这些 水体附近， 也常常是风沙遍野， 原因就是恶劣的水质 ￡ 避 使得植物生长发育受到影响， 最终抗不住风沙的侵 袭而导致沙漠化的发生。 4 0 { 2 0 雪 0 2 ． 3 水资源量 图 l 榆神府矿区潜水位埋深量化立体图 a ． 现状 采后预测 r i g ． 1 Nu me r i c a l s t e r e o g r a m o f d e p t h o f t h e g r o u n d wa t e r t a b l e i n Yu s h e n f u c o a l I T li g l e a l e a 一 个适宜人类生存和发展的地区必然需有足够 的水量。水是制约榆神府矿区工农业发展的重要影 响因素 图 3 ， 也是维系该区生态环境的命脉。 水资 源量的多少与其他影响因素也常常表现出很大的相 胜。可见水资源量的多少是影响该区地质环境质 量的又一因素。 2 ． 4 岩土类型 一 般说来， 原生地质环境质量的好坏 ， 与岩土介 质是有直接关系的。 一方面， 岩土的物理力学性质决 定着其易蚀程度、 工程稳定性 ； 另一方面， 岩土的地 球化学组成元素通过地下、 地表水以及生物链间接 地影响人类的生存和健康。 同时， 岩土类型直接影响 植被生长发育从而极大地影响环境地质问题的发 生。 各种环境地质问题 如沙漠化、 水土流失 都是不 良的内因条件 岩土类型 在恶劣外因共同作用下的 结果。本区潜水位之所以对环境有如此重要的影响 作用， 与该区的岩土类型是密切相关的。 因为研究区 内大部分地区的岩土为松散沙性土， 持水性极差， 没 有地下水的直接补给， 它们很难在如此干燥的气候 下满足植物生长的要求。可见岩土类型是影响地质 环境质量的又一重要因素。 榆神府矿区东南部与西北部在地形地貌上有着 很大的差异， 因而所表现出来的主要环境地质问题 差异很大， 西北部为起伏较小的沙地， 东南部为地形 破碎的墚峁区。 前者主要的环境地质问题为沙漠化， 后者主要的环境地质问题为水土流失。西北部地势 平坦的区域， 由于萨拉乌苏含水层的存在， 常常使得 这里呈现沙漠绿洲的良好环境； 而地势起伏较大的 区域， 生态环境就常常较差， 其原因无非是高地上的 维普资讯 李文平 等； 陕 北精神 府矿区地质 环境 现状及 采煤鼓应影响预蔼 { 地下水位埋深大、 风速大、 雨水冲刷严重， 其上的植 物往往成活困难， 而一些低洼沟谷中的植物也极易 遭受风沙的掩埋， 故而该区的环境较差。 东南部的黄 土丘陵区又可分成沟壑区、 沟谷地和墚峁塬三种亚 地貌类型， 其中起伏较小的墚峁塬和沟谷地水土流 失往往较轻甚至呈堆积地貌， 沟壑区则是水土流失 非常严重的区域。 图2 榆神府矿区地下水水质量化立体图 Fi g ． 2 Nu me r i c a 1 ． s t e r e o g r a m o f t h e u n d e r g r o u n d wa t e r q u a l i t y i nu s h e o f u c o a t mi n e a r e a a ． 现状 b ． 采后预测 2 ． 6 煤层的厚深比 地下采矿活动对地表的影响， 与主采煤层的厚 深比有关系。 已有成果表明， 煤层的深厚比是表示地 下开采对地面扰动程度的主要指标， 在本研究中选 用煤层的深厚比作为开采扰动的间接指标是有代表 意义的。对于有多层煤层存在时可取它的等效值。 2 ． 7 其他影响因素条件 影响一个区域综合地质环境质量的因素是众多 的， 包括自 然的和人为的。 仅自 然影响因素又可以分 为很多类， 除上述六因素条件外， 还有气候条件、 植 被类型、 植被分布等。 这些因素有的因为与环境地质 问题发生的相关性较小， 有的因为不易量化或难于 预测其变化 如人口密度、 矿区洗煤厂的规模和位置 等 ， 因此本文未予考虑。 对研究区环境地质现状条件， 主要采用现场采 取土岩样、 水样 地表水、 泉水、 矿井水 、 煤矸石样 ， 进行了大量的现场原位测试 如渗透实验、 煤矸石淋 滤实验等 、 现场调查 植被等 和室内实验 岩土的 物理力学性、 水质等 ， 收集了大量已有相关资料， 航 片和卫片 共 5 1 幅 。在此基础上进行了整理分析， 并用G I S MA P I N F O和 I D R I s I 方法对各条件值的 空间变化进行了计算机数据量化管理。对采动后各 因素的变化， 在模拟采动后各地区“ 三带” 高度、 地面 沉降值大小等研究基础上， 进行了单因素变化预测 和量化， 得到了相应的数据和基础图件， 为下面的综 合环境评价和采动影响预测提供了基础。 篇幅所限， 维普资讯 d o u r n a l o fE n g i n e e r i n gG e o l o g y I程地质学报Z O O 0 8 3 本文不予详述， 这里仅给出与地下水有关的部分量 化结果图。 1 0 0 。 图3 榆神府矿区地下水水量量化立体图 a ． 现状 b ． 采后预剩 F i g ． 2 Nu me r i c a l s t em o f t h e u n d e r g r o u n d wa t e r q u a n t i t y i n Yu s h e n f u c o a l mi n e a m 3 环境质量综合评价与预测 3 ． 1 榆神府矿区综合地质环境质量标准 综合环境质量的好坏， 是上述环境工程地质条 件在研究区内某一地方综合作用引起土地沙漠化、 水土流失和水质好坏程度的综合结果评价， 是对本 研究区内相比较而言的。根据现场调查情况可将该 区综合地质环境质量分为五种类型 3 ． 1 ． 1 I 型区 质量良好区 区内环境地质问题较少且较轻， 沙漠化、 水土流 失程度较轻， 水位一般都较浅， 水量相对丰富， 常分 布于河湖周围。适合兴建大型矿井、 大型城镇； 但应 注重环境保护。 3 ． 1 ． 2 Ⅱ型区 质量较好区 区内有环境地质问题发生， 但程度都一般； 或有 一 类环境地质问题较严重， 但其他都较轻微。 适合兴 建大中型矿井、 一般城镇} 但应注重环境保护和对某 一 类较严重的环境地质问题的治理。 3 ． 1 ． 3 I型区 质量中等区 区内环境地质问题较普遍， 程度一般到严重， 但 有一类问题特别轻、 甚至不见发生。 适合兴建大中型 矿井、 较小城镇， 但应对环境问题进行较大投入治 理 。 3 ． 1 ． 4 Ⅳ型区 质量较差区 区内环境地质问题普遍发生， 有一类环境地质 问题特别严重。只适合稀疏的农业人口从事农牧活 动。兴建中小型矿井、 小型居住区时， 应对环境问题 进行较大投入治理； 兴建大型矿井和较大城镇居住 区时应有较巨大的环境治理投入。 3 ， 1 ． 5 V型区 质量极差区 区内环境地质问题都较严重， 并且至少有两种 环境地质问题特别严重。可有极少的农业人口从事 农牧活动。 兴建大中型矿井、 中小型城镇时应对环境 问题进行巨资治理。 维普资讯 李文平等 陕北榆神府矿区地质环境现状及幕煤效应影响预测 3 ． 2 G I S支持下的神经元网络综合地质环境评价 模型 对于综合地质环境评价模型， 综合评价指数 G E Q与各个单因素指标之间是一个复杂的非线性 函数关 系， 可表示为 G E Q ， 蛳 ， 斯 ， 斯 ， ．Z W Q T ， ,-T M S R ， X R ， ， 在 已知建模区样本数据的情况 下， 可根据这些数据建立起这一非线性关系， 用神经 元网络方法进行综合环境质量分析评价， 并结合 C - I S MA p rF O 作图表示出来。 权恬 图 4 榆神府矿区地质环境综台评价神经元网络模型 Fi g ． 4 Ar tifi c i a l n e u r a l n e t a o r k ．a d I Nmo d e l f o r e v a l u a t i o n o f i n t g r a 幛d g e o l q g ；．c a l e n v m n me n t o ft h eYu s h e n f u c o a l mi r l e a r e a 根据前面环境工程地质条件分析， 对于本问题， 我们确定神经元网络模型的输入层结点为六个， 分 别对应地形地貌因素 与岩土类型分布相一致 、 水 质因素、 潜水水位因素、 水量因素、 2 - 2 煤层深厚比、 地表水系因素； 输出结点五个， 分别对应地质环境质 量 I 型区、 I 型区、 Ⅲ 型区、 Ⅳ型区、 V 型区； 设立了 两个隐层， 结点数分别为2 0 个和 1 O 个 图4 。 样本的选取是神经元网络建模的关键， 在神经 元网络的地学建模中尤其如此； 本次研究中， 一部分 样本由现场调查取得， 但其作为训练样本的全部是 不够的， 因此， 我们借助于定性分析和解析模型的成 果， 吸收了区组试验的思想， 采用全面取样的方法， 将样本空间分割成若干个子空间， 共选取样本 2 1 7 个 具体数据略 ， 从中拿出近 1 ／ 1 0 的样本作为“ 未 知样本” ， 用于检验网络的训练情况， 当预测结果满 足精度要求时 本此共学习到 2 1 3 2 3 9 次 ， 网络训练 结束， 建模成功。 将地质环境质量分区 I 型区、 Ⅱ 型区、 Ⅲ型区、 Ⅳ型区、 V 型区分别量化为 1 ， 0 ， 0 ， 0 ， 0 、 O ， 1 ， O ， 0 ， 0 、 0 ， 0 ， 1 ， 0 ， 0 、 0 ， 0 ， 0 ， 1 ， 0 、 O ， 0 ， 0 ， 0 ， 1 ； 为突 出各指标自身的“ 相对好坏” ， 避免绝对大小的不良 影响， 通常需对样本进行归一化处理， 使各个指标具 有相同的尺度； 其具体方法为令 五 五 z ，一 五删 。 3 ． 3 评价结果 现状练合地质环境评价分区图如图5 ， 开采后 综合地质环境预测图如图6 。据图5 、 图6 统计得到 采前采后主要井田的环境质量对比结果如表 1 。 分析对 比榆神府矿区地质环境质量与预测结 果， 可以对该区的地质环境质量总体上得到如下结 论性认识。 3 ． 3 ． 1 环境现状 1 河谷区由于地表水的存在， 普遍呈现为环境 质量良好的状态 I 型区 。 2 平缓区尽管地表水缺乏， 但由于 Q 。 地下水 的存在， 使得该区对人类生存和发展的适宜性较好， 普遍呈现环境质量较好状态 Ⅱ 型区 。 3 起伏沙区尽管地下水也较丰富， 但由于水位 埋深的变化， 使得其环境功能大为降低， 因此， 该区 普遍呈现地质环境质量一般状态 Ⅱ 型区 4 沟壑、 梁峁区易发生水土流失及崩塌糈坡 ， 因此 ， 普遍呈现为地质环境质量较差状态 Ⅳ型区 。 5 盖抄黄土区， 沙漠化与水土流失两种环境问 维普资讯 J o u r n a l o fE n g i n a n n gC ． a o g y I程地质学报2 0 0 0 8 3 题都严重发生， 为本区地质环境质量最差的区 V 型 区 。 衰 1 主要井田 区 综合地质环境质量采前、 采后对比衰 Ta b l e 1 C 0 mp a s o n o f t h e p r e s e n t g e o l i c a l - e n v i r o n me n t a l q u a l i t y w i t h t h a t a f t e r mi n i n g i n t h e ma j o r c o a l mi n e in Y u s h e r ff u Mi n e A r e a 矿 井田 总 i N／ 霹 ⋯ ⋯面 积 ／k ra2 ⋯ ．面 积 ／ k m 2 柔 观 w 量 百 分 比 不 旧 量 百 分 比 ／ 叠 面 矿 井 质 矿 井 质 差 区 区 k mz I I Ⅲ Ⅳ V 1 I I Ⅳ V 量总评价 量总评价 石圪台 6 9 ． 9 O 6 9 ． 9 0 1 2 ． 0 3 3 6 ． 1 5 2 1 7 2 良 3 6 ． 6 7 3 2 ． Z 3 17 ． 2 69 ． 8 12 ． 8 5 2 ． 4 4 7 ． 6 前石畔 6 6 ． 1 O 6 6 1 O 6 5 ． 0 2 1 0 8 3 8 ． 2 4 2 7 ． 8 6 9 8 ， 4 1 ． 6 57 ．9 4 2 ． 1 哈拉淘 1 0 ． 4 4 1 。 ． 4 4 1 ． 6 0 4 ． 3 3 4 ． 5 1 2 ． 8 7 7 ． 4 7 差 1 5 ． 3 41 ． 5 4 3 ． 2 2 8 ． 4 7 1 ． 6 大柳塔 1 3 6 ． 2 1 3 6 ． 2 1 1 ． 2 6 9 ． 9 7 1 0 2 ． 9 8 1 1 ． 9 8 0 ． 2 9 1 2 ． 8 3 3 7 ． z 5 5 4 ． 3 3 3 1 ． 5 差 8 ． 3 7 ． 3 75 ． 6 8 ． 8 0 ． 2 9 ． 4 2 7 ． 3 3 8 ．8 2 3 ．2 活鸡免 1 2 5 3 I 5 ． 3 2 ． 4 6 0 ． 2 2 5 1 ． 4 5 7 1 ． 1 7 差 0 ． 3 2 2 ． 8 4 3 ． 5 9 1 1 8 ． 5 5 差 2 ． 0 0 ．2 41 ． 1 5 6 ． 7 0． 3 2． 3 2 ． 7 9 4 ． 7 朱盏塔 1 1 8 ． 4 1 1 8 ． 4 1 2 ． 9 1 2 3 ． 0 9 6 2 ． 9 6 1 9 ． 4 5 7 ． 6 1 4 ． 3 7 6 4 ． 5 7 4 1 ． 8 5 1 0 ． 9 1 9 ． 5 5 3 ． 2 1 6 ． 4 6 ． 4 3 ． 7 8 4 ． 5 3 5 ． 4 中 神 大海则 6 1 ． 2 6 6 1 - 2 6 l O ． 6 6 2 2 ． 4 0 2 8 ． 2 良 5 5 9 3 3 ． 4 7 2 2 ． 2 差 1 7 ． 4 3 6 ． 6 46 ． 0 9 ． 1 5 4． 6 3 6 ． 3 差 北 何家塔 2 5 ． 4 6 2 5 ． 4 6 7 ． 9 4 1 ． 4 8 1 6 0 4 8 ． 9 6 6 ． 6 7 9 ． 8 3 差 3 1 ． 2 5 ． 8 6 3 ． 0 3 5 ． 2 2 6 ． 2 3 8 ． 6 9 ． 1 6 1 2 ． 9 9 3 7 ． 9 8 8 ．6 9 6 ． 4 1 11 ． 8 0 4 3 ． 7 6 8 ． 9 1 ． 9 5 矿 59 ． 7 5 1 3 ． 1 1 8 ． 6 5 4 ． 4 1 3 8 9 ． 2 1 6 ． 9 6 2 ． 7 8 ． 5 2 ． 7 区 孙家岔 6 9 ．8 2 4 ． 8 8 1 1 ． U 4 2 ． 7 5 1 ． O 1 7 6 5 7 ． 7 4 4 1 ． 8 2 ． 8 6 柠条塔 5 9 7 5 差 8 ． 2 1 8 ． 6 7 1 ． 5 1 ． 7 1 2 ． 8 1 3 0 7 0 0 4 ． 2 拧条塔露天 2 7 ． 8 2 7 5 1 ． 7 7 1 1 ． 0 3 8 ． 7 4 5 ． 9 6 差 1 ． 4 4 1 ． 1 5 1 8 ． 1 6 6 ． 7 5 差 6 4 4 0 ． 1 3 1 8 2 1 7 5 ． 2 4 ． 2 6 6 ． 0 2 4 ． 6 海湾井田 4 8 0 7 4 8 ． 0 7 2 ． 0 7 2 ． 5 5 1 2 ． 0 7 3 1 ． 3 8 4 ． 7 5 n 4 2 0 ． 6 5 4 2 ． 2 5 差 差 4 ． 3 5 ． 3 2 5 ． 1 6 5 ． 3 9 9 0 ． 9 1 ． 4 8 7 ． 8 中 肯铁岭 5 2 ． 7 4 5 2 7 4 1 7 ． 6 6 2 5 ． 8 8 9 ． 2 0 ． 4 7 2 2 ． 9 5 2 9 ． 3 2 3 3 ． 5 4 9 ． 1 1 7 ． 4 0 ． 9 4 3 ． 5 5 5 ． 6 张家茆 1 0 7 5 1 O 7 ． 5 3 ． 5 6 3 7 ． 6 7 5 6 ． 4 9 8 7 差 1 3 ． 9 1 9 ． 8 5 6 2 ． 1 2 1 1 6 3 差 红柳林 2 1 3 ． 0 2 1 3 ． 0 3 ． 3 3 5 ． 0 5 2 ． 5 g ． 2 1 2． 9 l 8 ． 5 5 7 ． 8 1 0 ． 8 l j 9 4 4 9 ． 3 6 4 3 ． 6 7 5 2 ． 4 3 5 1 ． 6 1 ． 8 6 7 ． 6 2 8 0 ． 9 8 7 0 ． 6 7 5 1 ． 8 3 差 7． 5 2 3 ． 2 2 0 ． 5 2 4 ． 6 2 4 ． 2 n 9 3 ． 6 3 8 ． 0 3 3 ． 2 2 4 ． 3 大保当 9 2 ． 6 7 9 2 ． 6 7 2 ． 3 8 9 0 ． 2 9 良 4 1 9 2 9 ． 8 3 5 8 ． 6 5 ．2 0 9 7 ．4 4 ．5 3 2 ． 2 R 8 8 ． 2 8 1 3 ． 1 1 7 5 ． 3 7 良 1 4． R R ． 柳 界 8 8 ． 4 8 8 8 ． 4 8 n ． 日 4 ． 1 7 3 ． 3 7 良 7 7 ． 5 4 曹家滩 7 7 ．5 4 7 7 ． 5 4 9 5 7 4 ．R 1 On 金鸡滩 9 2 ． 8 6 7 9 , 6 8 3 7 3 8 4 2 ． 3 7 9 ． 6 8 4 6 1 1 O ff 西湾 5 4 ． 3 9 5 4 ． 3 9 2 2 1 2 5 ． 7 8 2 5 ． 3 9 1 ． O 1 良 1 ． 8 9 0 ． 0 9 3 9 ． 1 5 1 3 ． 2 6 4 1 4 7 ． 4 4 6 7 1 ． 8 ． 5 0 ， 7 2 0 2 4 3 揄 沙海湾 2 9 ． 5 6 29 ．5 6 3 ． 4 5 Z 1 ． 6 3 4 ． 4 8 1 ． 1 7 2 7 ． 8 3 1 1 ． 7 1 5 ． 2 7 3 1 ． 日 9 4 ． 1 神 榆树湾 8 8 ． 4 3 6 5 2 3 3 9 ． 2 2 2 O 6 4 ． O 1 5 1 ． 9 9 1 3 ． 2 4 矿 6 0 ． 1 J 良 1 3 ． 7 5 6 45 ． 5 3 l 1 9 ． 6 2 l 1 ． 7 9 4 8 2 ． 1 l 1 8 5 6 7 8 ．9 良 良 良 2 0 9 5 ．1 2 ． 9 1 _ 7 7 1 ． O 2 7 ． 3 秃尾河 2 ．O 8 5 5 ． 8 9 1 6 6 ． 4 1 5 8 ． 4 2 1 5 3 ． 6 1 5 ． 0 3 9 2 2 1 7 3 3 4 1 5 5 8 3 4 3 6 4 4 3 6 4 中 差 差 东开发区 0 ． 5 1 2 ． 8 3 8 ． 1 1 3 4 3 5 ． 2 3 ． 4 2 1 _ 1 3 9 ． 7 3 5 8 2 2 ． 7 8 ． 1 2 4 2 ． 7 3 1 3 5 ． 1 5 1 差 1 8 5 8 5 ．7 3 1 5 ． 1 0 1 6 9 2 g 差 差 ‘ ‘ 一 b 1 n 9 3 ．9 2 0 ． 5 6 4 7 8 ． 9 2 ． 8 7 ． 2 81 ．1 6 0 ． 9 3 5 7 ． 6 7 2 7 ． 3 8 ． 0 4 9 ． 9 6 2 8 2 ． 9 2 1 2 1 ． 2 2 水源保护区 4 5 4 ．1 良 良 良 1 3 ．4 7 8 8 6 ． 1 0 ． 7 l 1 ． O 6 2 3 2 6 ． 7 3 ． 3 ． 2 采后环境变化特点 1 总体上地质环境质量均有所下降。 原环境质 量较好的河各地段， 地质环境质量下降较严重， l 型 区原以毛乌素沙地为主， 出现了大面积的减少； Ⅲ型 区面积显著增大。 一方面在 Ⅲ 型区与IV 型区、 V 型区 交接部位， 恶化为IV 型区与V型区， 另一方面， 与原 I 型区、 Ⅱ 型区交接处显著偏移； V 型区在神北大面 积出现， 设计露天开采矿区也变为质量最差的区域。 维普资讯 李文平等 陕北精神府矿区地质环境现状覆采煤效应影响预测 3 3 1 算妻 器 系警 雾蕃雾 神经网 络综合 评价分区 图 皂 E例 ， 孤 ’ 1 OOt 1 5 O 冁鞫 国 鐾 圈 ＆ Ⅱ 口 霹蜀岛耋 留 例 一 1 I 型 垣 Ⅳ堑 匡 。 m T f 曩薯 ■■_ v型区 一 ⋯ l 腮露 剑 m llIjl。 。 。 l J L 目 口口 TTrrrr l ⋯I ． 镶鼹疆琴吾． 摩 、 图 5 榆神府矿区地质环境现状神经元网络综合评价分区图 F i g ． 5 Z o n a t i i n t e a t e d g 删l 0 g i c a l e n me n t q 岫h t y a t p r e n t o f Yu s h e n f u c o a l r I l i r 1 e a r e a r e s u I 1 e d f “ m t h e ANN e v Mu a fi 揄 神 府矿区 聚后地 质环 境 神经网络预测评价分巨 I 1 - 1O O {A 1 5O l图 l lS - - - - - -- - -- 4 口 ⋯ l1l E Ⅳ 型 匡 ff f 疆 ■ ■ _ ■ 鹦 ■ ■ ■ _ V 型 区 『 } } J 1 I 一 矗 i 复 』 催 i - 图6 榆神府矿区采后地质环境神经网络预测评价分区图 F i g ． 6 Z o n a t i o n o f i 眦e g r a t e d g e 0 1 0 g l c a l e n r c n Ⅱ 】 e n t q h t y a t t e r m i n i I 1 g o f Yu s h 印 f u∞a J n e a r e a r u l t e d t ram t h e ANN p r c t i o n 2 神北区由于煤层埋深较小， 开采后地质环境 恶化严重， 出现较大面积的v 型区 3 毛乌素沙漠腹地， 由于煤层埋深大， 煤层开 采扰动较小， 因此， 地质环境质量变化不大 4 研究区东部由于地表、 地下水质的恶化， 地 质环境质量也出现不同程度的下降。 5 在煤层露头附近及浅埋区 如秃尾河以东开 发区等 ， 地质环境质量下降甚为严重， 普遍降为Ⅳ 型区、 V 型区， 是受煤层开采影响最严重的地区 主要井田综合地质环境质量采前采后具体对比 数据如表 l 。根据表 1 结果， 从环境保护角度考虑， 研究区开采适宜性的井田大都集中在榆神矿区秃尾 河以西地区， 第 1 子课题研究划定的保水采煤 区采 后环境变化不大， 适宜开采。神北矿区仅石圪台、 前 石畔、 朱盖塔、