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1绪论 1

1.1 煤炭开采引起的生态环境问题 1

1.2 国内外研究现状 3

1.2.1 煤矿区开采损害规律 3

1.2.2 井工开采对地下水流场的影响 6

1.2.3 导水裂隙带发育高度的探测与预计 7

1.2.4 地下水渗流的影响因素及调控技术 9

1.2.5 陕北侏罗纪煤田“保水采煤”研究 10

1.3 进一步研究的方向与意义 12

2陕北侏罗纪煤田地质概况与开发现状 14

2.1 自然地理 14

2.1.1 交通位置 14

2.1.2 地貌类型 14

2.1.3 气象条件 16

2.2 地质概况 17

2.2.1 地层 17

2.2.2 构造 19

2.2.3 可采煤层 21

2.3 煤田勘探与开发现状 22

2.3.1 开发规划 22

2.3.2 勘探程度 23

2.3.3 生产与开发现状 23

2.4 开采沉陷与水资源破坏现状 24

2.4.1 采动条件下岩层移动与破坏特征 24

2.4.2 地表开采沉陷的类型与特征 26

2.4.3 水资源赋存与破坏特征 30

2.4.4 “涌水溃沙”对矿井安全的影响 33

3天然条件下生态潜水赋存规律 35

3.1 区域地下水流系统与水文地质单元 35

3.1.1 区域地下水流系统的划分 35

3.1.2 区域地下水流系统的特征 37

3.1.3 研究区水文地质单元 38

3.2 生态潜水流场的基本特征 41

3.2.1 生态潜水含水层横向分布特征 41

3.2.2 生态潜水含水层垂向赋存特征 43

3.2.3 生态潜水的补给、径流与排泄规律 45

3.2.4 生态潜水含水层的富水程度分区 48

3.2.5 生态潜水的水位变化特征 52

3.2.6 生态潜水的水量与开发利用现状 59

3.3 关键隔水层及其隔水性能稳定性 60

3.3.1 关键隔水层的空间分布 60

3.3.2 关键隔水层的物理力学性质与水理性质 62

3.3.3 关键隔水层对生态潜水的影响 63

3.3.4 关键隔水层隔水性能的变化 64

3.4 煤层-地下水空间组合关系 70

3.5 岩体-水力学结构模型 72

3.6 生态潜水流场准三维非均质各向同性渗流动态数值模型 73

4导水裂隙带发育高度的预计方法 75

4.1 经验公式预计法 75

4.2 理论分析预计法 76

4.2.1 理论分析的基本流程 76

4.2.2 理论分析法的预计实例 80

4.3 实测法 86

4.3.1 实测实例 86

4.3.2 实测结果的统计分析 88

4.4 数值模拟法 89

4.4.1 基本参数 89

4.4.2 模拟结果 91

4.5 物理模拟法 108

4.5.1 实验的基本参数 108

4.5.2 覆岩移动变形破坏过程分析 109

4.5.3 导水裂隙带发育高度的分析 111

4.6 研究区导水裂隙带发育高度 112

5导水裂隙带发育规律及其对生态潜水流场的垂向扰动 113

5.1 导水裂隙带发育高度与煤层覆岩结构的关系 113

5.2 导水裂隙带发育高度与煤层开采厚度之间的关系 114

5.2.1 地表下沉曲线对比分析 114

5.2.2 采高对冒裂带高度的影响 116

5.3 导水裂隙带发育高度与工作面长度之间的关系 122

5.3.1 主应力对比分析 122

5.3.2 地表下沉曲线对比分析 124

5.3.3 工作面长度对冒裂带高度的影响 125

5.4 导水裂隙带发育高度与工作面推进距离之间的关系 129

5.5 分层开采对导水裂隙带发育高度的影响规律 130

5.6 受采煤影响的生态潜水流场垂向扰动规律 131

5.6.1 采煤对井田内生态潜水流场的垂向扰动 132

5.6.2 采煤对矿区生态潜水流场的垂向扰动 134

5.7 生态潜水流场垂向变动的动态数值仿真 137

5.7.1 数值模拟实验模型 139

5.7.2 关键隔水层稳定时导水裂隙带高度与潜水垂向降深的关系 140

5.7.3 关键隔水层失稳时导水裂隙带高度与潜水垂向降深的关系 148

6生态潜水流场对采煤扰动的侧向响应 152

6.1 生态潜水流场影响半径的确定 152

6.2 关键隔水层破坏前生态潜水流场对采煤扰动的响应 153

6.3 关键隔水层破坏后生态潜水流场对采煤扰动的响应 155

6.4 生态潜水流场侧向变动的动态数值仿真 157

7陕北侏罗纪煤田生态潜水流场的优化调控 160

7.1 生态潜水流场受采煤影响程度分区 160

7.2 限高开采 161

7.3 限面积开采 168

7.4 条带开采 171

7.5 上行开采 178

主要参考文献 182