陕北地区地下水源与矿井开采影响关系研究.pdf

第４２卷第８期能源与环保Ｖｏｌ  ４２Ｎｏ  ８２０２０年８月ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＡｕｇ．２０２０收稿日期２０２０－０６－２０；责任编辑陈鑫源ＤＯＩ１０．１９３８９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－０５０６．２０２０．０８．０４９作者简介白晶（１９８８），男，陕西榆林人，助理工程师，现从事矿井水文地质及防治水方面的生产管理工作。引用格式白晶．陕北地区地下水源与矿井开采影响关系研究［Ｊ］．能源与环保，２０２０，４２（８）２２４  ２２９，２３４．ＢａｉＪｉｎｇ．ＳｔｕｄｙｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｎｄｍｉｎｅｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｉｎＮｏｒｔｈｅｒｎＳｈａａｎｘｉ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０２０，４２（８）２２４  ２２９，２３４．陕北地区地下水源与矿井开采影响关系研究白晶１，２（１．陕西延长石油集团横山魏墙煤业有限公司，陕西榆林７１９１００；２．西安科技大学地质与环境学院，陕西西安７１００５４）摘要在我国陕北地区煤炭资源丰富、水资源匮乏，民生与采矿矛盾日益严重。为了研究地下水源是否受煤矿井下开采影响，采用现场调查、水质化验、沉陷预测、影响因素分析等方法，对魏墙煤矿工作面开采与马家梁地区居民用水之间相互影响情况进行研究。结果表明矿井采掘３号煤层时，其顶板侏罗系延安组第四段砂岩含水层为主要充水水源，覆岩导水裂隙带为主要充水通道。居民用水水源多为浅部的第四系潜水及基岩裂隙水，少量的依靠深机井取白垩系砂岩裂隙水，与魏墙煤矿井下取水及排水水源不同。矿井２０１４２０１６年采掘影响地下水位变化不明显，通过大气降雨统计、地下水入渗等计算，认为马家梁地区居民取水点水量减少源于居民用水量增加、自然气象的季节性影响以及区域降水量减少。关键词陕北地区；魏墙井田；居民用水；煤矿开采；地下水影响分析中图分类号ＴＤ７４１文献标志码Ａ文章编号１００３－０５０６（２０２０）０８－０２２４－０６ＳｔｕｄｙｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅａｎｄｍｉｎｅｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｉｎＮｏｒｔｈｅｒｎＳｈａａｎｘｉＢａｉＪｉｎｇ１，２（１．ＨｅｎｇｓｈａｎＷｅｉｑｉａｎｇＣｏａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏｍｐａｎｙ，ＳｈａａｎｘｉＹａｎｃｈａｎｇＰｅｔｒｏｌｅｕｍＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｙｕｌｉｎ７１９１００，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｘｉ ′ ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ ′ ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｐｅｏｐｌｅ ′ ｓｌｉｖｅｌｉｈｏｏｄａｎｄｍｉｎｉｎｇｉｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｓｅｒｉｏｕｓｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎＳｈａａｎｘｉｏｆＣｈｉｎａ，ｗｈｅｒｅｃｏａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｒｅａｂｕｎｄａｎｔａｎｄｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｒｅｓｃａｒｃｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｗｈｅｔｈｅｒｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｉｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｉｎｇ，ｆｉｅｌｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｔｅｓｔ，ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅ  ｔｗｅｅｎｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｍｉｎｉｎｇｏｆＷｅｉｑｉａｎｇＣｏａｌＭｉｎｅａｎｄｔｈｅｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌｗａｔｅｒｕｓｅｉｎＭａｊｉａｌｉａｎｇａｒｅａ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓａｎｄ  ｓｔｏｎｅａｑｕｉｆｅｒｓｏｆｔｈｅｆｏｕｒｔｈｓｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＪｕｒａｓｓｉｃＹａｎ ′ ａｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｍａｉｎｗａｔｅｒｆｉｌｌｉｎｇｓｏｕｒｃｅ，ａｎｄｔｈｅｏｖｅｒｌｙｉｎｇｒｏｃｋｗａｔｅｒｆｌｏｗｉｎｇｆｒａｃｔｕｒｅｄｚｏｎｅｉｓｔｈｅｍａｉｎｗａｔｅｒｆｉｌｌｉｎｇｃｈａｎｎｅｌ．Ｔｈｅｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｓｆｏｒｒｅｓｉｄｅｎｔｓａｒｅｍｏｓｔｌｙｑｕａｔｅｒｎａｒｙｕｎｃｏｎｆｉｎｅｄｗａｔｅｒａｎｄｂｅｄｒｏｃｋｆｉｓ  ｓｕｒｅｗａｔｅｒｉｎｔｈｅｓｈａｌｌｏｗｐａｒｔ，ａｎｄａｓｍａｌｌａｍｏｕｎｔｏｆＣｒｅｔａｃｅｏｕｓｓａｎｄｓｔｏｎｅｆｉｓｓｕｒｅｗａｔｅｒｉｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｂｙｄｅｅｐｍｏｔｏｒ  ｐｕｍｐｅｄｗｅｌｌｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｗａｔｅｒｉｎｔａｋｅａｎｄｄｒａｉｎａｇｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｏｆＷｅｉｑｉａｎｇＣｏａｌＭｉｎｅ．Ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｌｅｖｅｌａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｍｉｎｉｎｇｉｓｎｏｔｏｂｖｉｏｕｓｆｒｏｍ２０１４ｔｏ２０１６．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｒａｉｎｆａｌｌｓｔａｔｉｓｔｉｃｓａｎｄｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎｆｉｌ  ｔｒａｔｉｏｎ，ｉｔｗａｓｂｅｌｉｅｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｗａｔｅｒｑｕａｎｔｉｔｙａｔｔｈｅｗａｔｅｒｉｎｔａｋｅｐｏｉｎｔｏｆｒｅｓｉｄｅｎｔｓｉｎＭａｊｉａｌｉａｎｇａｒｅａｉｓｄｕｅｔｏｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｗａｔｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｄｅｎｔｓ，ｔｈｅｓｅａｓｏｎａｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｎａｔｕｒａｌｗｅａｔｈｅｒａｎｄｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．ＫｅｙｗｏｒｄｓｎｏｒｔｈｅｒｎＳｈａａｎｘｉ；ＷｅｉｑｉａｎｇＭｉｎｅＦｉｅｌｄ；ｗａｔｅｒｆｏｒｄｏｍｅｓｔｉｃｕｓｅ；ｃｏａｌｍｉｎｉｎｇ；ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｍｐａｃｔａｎａｌｙｓｉｓ０引言在我国陕北地区，煤炭资源丰富、煤质优良。但区内水资源相对匮乏，常年干旱少雨的情况使得农业、工业及人民生活用水成为一大难题［１  ２］。随着煤炭矿山的建设生产，民生问题与矿井发展之间的矛４２２２０２０年第８期白晶陕北地区地下水源与矿井开采影响关系研究第４２卷盾愈发激化［３  ４］。煤矿生产是否影响当地居民生产生活成为了现存的一大问题。魏墙煤矿位于陕北地区，属中埋深煤矿，其首采工作面为一盘区１３０１工作面，在开采１３０３次采面时，当地马家梁地区村民反映其生活生产的水井水位下降，严重影响日常用水需求。故针对矿井开采情况、生活用水水源及其影响因素等开展分析研究，评价其地下水源与矿井开采影响关系。１矿井开采概况１  １开采状况魏墙煤矿位于陕西榆林横山区境内，隶属横山区波罗镇、横山镇管辖，区内含煤岩系为侏罗系延安组含煤地层，井田面积约８３ｋｍ２，首采３号煤层，平均埋深３５０ｍ，煤厚约３  ０ｍ，采用斜井开拓方式，矿井设计生产能力为３  ０Ｍｔ／ａ［５］。矿井于２０１０年６月下旬矿井开工建设，２０１６年５月开始联合试运转，截至２０１７年２月完成矿井基本建设任务，包括３条斜井、３条中央大巷、３条西翼大巷、中央水仓、一盘区水仓、一盘区变电硐室等工程。矿井首采工作面为１３０１综采工作面，位于一盘区西翼大巷南部，该工作面回采长度２０１６ｍ，工作面长３００ｍ，回采３号煤平均厚度为３  １５ｍ。１３０１首采工作面２０１３年７月开始掘进，２０１５年１１月中旬开始回采，２０１６年１０月初完成回采。矿井１３０３次采工作面于２０１５年１０月初开始掘进，于２０１６年１０月底开始回采，至２０１７年４月底，该工作面推采１４１３ｍ，剩余５４６ｍ。此时，发生民用水源问题，而后开展相关调查、分析、研究工作。１  ２矿井水文地质井田含煤地层为侏罗系延安组（Ｊ２ｙ），其基底为三叠系瓦窑堡组（Ｔ３ｗ）、侏罗系富县组（Ｊ１ｆ），其上覆地层还有侏罗系直罗组（Ｊ２ｚ）和安定组（Ｊ２ａ）、白垩系洛河组（Ｋ１ｌ）以及第四系（Ｑ）松散层等。井田内地层平缓完整，无异常及缺失变化。井田内地质构造简单，地层及煤层倾角小于１，总体呈ＮＷＷ向单斜层，经前期地震勘探发现有３条小于１０ｍ断点（层），基本不存在导水构造，一般对采掘工程无影响，其余断点（层）距离较远，均在一盘区以外［５］。井田地下水主要划分为２种类型第四系松散岩类孔隙及孔隙裂隙潜水和中生代碎屑岩类裂隙水。共计４个含水岩层（组），分别为第四系全新统河谷冲积层孔隙潜水（富水性弱中等）、第四系中更新统黄土裂隙孔隙潜水（富水性弱），侏罗系中统碎屑岩类风化壳裂隙潜水（富水性弱中等）、侏罗系碎屑岩类裂隙承压水（富水性弱）。隔水层主要为侏罗系安定组、直罗组和延安组中泥岩夹层等。１  ３矿井充水因素根据钻孔数据分析、采掘探查、实际揭露等情况［５］，井下开采３号煤层的充水通道为覆岩导水裂隙带，采后裂隙带顶部距基岩顶面距离８３  ２０～１７７  ９０ｍ，平均１５３  ３４ｍ。直接充水水源为顶板侏罗系延安组第四段和直罗组砂岩含水层水，该２层含水层富水性弱（单位涌水量ｑ ≤０  １Ｌ／（ｓｍ）），且在回采前均进行顶板水探放工作。根据１３０１首采工作面历史，回采最大涌水量均未超过８０ｍ３／ｈ，顶板水害基本对矿井安全生产不构成影响。同时，在一盘区未来开采区域及井田外部，均不存在老窑采空区，矿井已完成回采的相邻工作面设置有防水密闭墙等，故矿井不受老（采）空水威胁。２水源与开采关系分析２  １水源位置及范围（１）取水水源相关性分析。根据调查结果分析，马家梁及附近村落居民取水井井深都在２００ｍ以下。取水水源大多数来自第四系黄土层渗水、基岩风化裂隙带泉水（图１）。只有少数深机井取水层位能达到白垩系洛河组含水层。图１马家梁地区集水井水源现场照片Ｆｉｇ  １ＰｈｏｔｏｏｆｗａｔｅｒｓｏｕｒｃｅｏｆｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｗｅｌｌｉｎＭａｊｉａｌｉａｎｇａｒｅａ根据井筒首采区内及附近钻孔数据统计，３号煤位于延安组三段中上部，煤层顶板至直罗组七里镇砂岩含水层底部距离为４４  ８９～９３  ７４ｍ，至延安５２２２０２０年第８期能源与环保第４２卷组真武洞砂岩含水层底部距离约为０～２８ｍ。通过公式计算［６  ９］，侏罗系中统延安组与直罗组含水层位于３号煤层开采后形成的覆岩导水裂隙带影响范围内，而３号煤顶板距离侏罗系安定组以上含水层较远，开采尚未波及到白垩系及第四系基岩含水层。（２）取水范围分析。马家梁地区与魏墙煤矿１３０１首采工作面的直线距离为９００～１２５０ｍ。村民取水水源主要来自潜水、第四系黄土层孔隙水及基岩风化带裂隙含水层水，水位埋深一般较浅。只有个别深机井井深在１５０～２００ｍ，取白垩系含水层水。为了查明魏墙煤矿生产排放地下水对周边村落的影响，需要确定煤层主要充水含水层直罗组含水层以及延安组含水层的影响范围。依据吉哈尔特公式（承压水），含水层的影响半径ＲＲ＝１０ＳＫ０  ５式中，Ｒ为影响半径；Ｓ为抽水降深；Ｋ为渗透系数［８  １０］。如前文所述，开采造成的导水裂隙带波及到了延安组和直罗组含水层，因此，计算开采活动引起的水位降深时，将其计算到煤层顶板。将数据代入公式，计算得到直罗组和延安组含水层影响半径分别约为４４２  ６、６７０  ７ｍ（表１）。表１矿井３号煤层直接充水含水层水文地质参数Ｔａｂ  １ＨｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＮｏ．３ｃｏａｌｓｅａｍｄｉｒｅｃｔｌｙｗａｔｅｒ  ｆｉｌｌｅｄａｑｕｉｆｅｒｓ含水层孔号含水层段时代水位标高／ｍ厚度／ｍ３煤顶板标高／ｍ单位涌水量／（Ｌ（ｓｍ）－１）渗透系数／（ｍｄ－１）开采水位降深／ｍＳＫ０９０６Ｊ２ｚ＋１０５４  ２０３９  ３０＋７８６  ０５０  ００２５００  ００５１２６８  １５ＳＺＫ４０２Ｊ２ｚ  Ｊ２ｙ４＋１０６８  ０９５５  ２０＋７９２  ４４０  ０２４０９０  ０３９４２７５  ６５直罗组ＳＺＫ４０３Ｊ２ｚ  Ｊ２ｙ４＋１０７１  ９９６５  ６７＋７９８  ８８０  ０１７８６０  ０２８９２７３  １１ＳＺＫ６０２Ｊ２ｚ  Ｊ２ｙ４＋１０１７  ５２６６  ８０＋７９９  ５２０  ００９２３０  ０１２１２１８  ００ＳＫ０７０３Ｊ２ｙ４＋１０８１  ２１１２  １１＋８３０  ２００  ００２８００  ０２１１２６８  １５延安组ＳＫ０７１０Ｊ２ｙ４＋１０２６  ２３６  ２０＋７９９  ５２０  ００８５００  １４２３２７５  ６５ＳＫ０９０６Ｊ２ｙ４＋１０７１  ７８２６  １１＋７８０  ７６０  ００３６００  ０４２１２７３  １１３号煤层主要充水含水层的影响半径小于马家梁地区与１３０１首采工作面之间的距离，因此，一般情况下，魏墙煤矿首采工作面开采对马家梁地区附近的侏罗系延安组和直罗组含水层不会产生影响。２  ２水质分析根据野外调查资料，魏墙煤矿周边居民饮用水源主要为第四系潜水、白垩系砂岩含水层水。部分深机井取水层位达到安定组含水层。取水水源矿化度水质较好，矿化度一般在４００～１２００ｍｇ／Ｌ，平均矿化度９２０  ９ｍｇ／Ｌ，一般为ＨＣＯ３ Ｎａ（Ｍｇ）型水。只有砖梁村麻墩组村民用水水质较差，矿化度达到２７３９  ５ｍｇ／Ｌ，水质类型为ＳＯ４ Ｎａ。据了解，该村居民用水为村集体深机井，井深超过２００ｍ，判断该机井施工层位已进入侏罗系安定组。而矿井主要充水水源的侏罗系直罗组和延安组含水层水，根据以往井上下钻孔采集水样，其ｐＨ值为７  ７１～８  ５５，为偏碱性水；矿化度９６２２  ７～１０３１６  ４ｍｇ／Ｌ，均在９６００ｍｇ／Ｌ以上，属于咸水，部分水样已达到盐水浓度。阳离子以Ｎａ＋为主，含量为２５１０  ０～２７８０  ０ｍｇ／Ｌ；其次为Ｃａ２＋，含量为３６６  ０～４５５  ９ｍｇ／Ｌ。阴离子以ＳＯ２－４为主，含量６２８９  ０～６７３４  ０ｍｇ／Ｌ；其次为Ｃｌ－，含量为１７２  １～３２７  ９ｍｇ／Ｌ。由于受区内向西微倾的单斜构造的影响，形成了较为封闭的储水空间，水量较小，与介质相互作用的程度强烈，均为ＳＯ４ Ｎａ型水［５］。两者区别明显（图２），且基本无水力联系。图２取水水源与矿井水质对比柱状Ｆｉｇ  ２Ｂａｒｃｈａｒｔｏｆｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｉｎｔａｋｅｓｏｕｒｃｅａｎｄｍｉｎｅｗａｔｅｒ根据水质化验结果分析，认为此次研究调查的２类水体之间无水力联系，即为居民用水水源属于第四系潜水与浅层地下水混合水，而魏墙煤矿井下６２２２０２０年第８期白晶陕北地区地下水源与矿井开采影响关系研究第４２卷涌水水源为深层地下水，水流环境相对封闭。２  ３开采影响分析（１）地表沉陷变形。根据地表起伏情况可知（图３），马家梁地区地势较高，矿井１３０１和１３０３工作面位于马家梁村东部，地表地势相对较低，且附近有沟谷，属于汇流区域。图３研究区地表起伏情况Ｆｉｇ  ３Ｓｕｒｆａｃｅｒｅｌｉｅｆｍａｐｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ根据魏墙煤矿的地表岩移变形实际观测结果，并结合相关的地质资料可以初步确定其基岩角值和土层角值［１１  １２］。基岩边界角 δ ０为６６  ０２、土层边界角 φ ０为４５；基岩移动角 δ 为７６  ０７、土层移动角 φ 为５０，并由此预测魏墙煤矿开采造成地面沉陷情况（表２）。由表２可知，魏墙煤矿１３０１首采工作面回采造成的地面塌陷变形的影响半径为１５７ｍ，远小于马家梁村与１３０１工作面的直线距离。因此，目前魏墙煤矿的开采对马家梁村地面变形影响较小。但未来回采１３０５、１３０７及后续工作面时，马家梁村与回采工作面之间的直线距离较小，可能会造成地面塌陷。（２）地下水位变化。根据现场调查结果，绘制魏墙煤矿周边取水点的水位等值线如图４所示，其水位总体上与地形起伏相一致。马家梁地区的取水水位为＋１０５５～＋１０６５ｍ，水位相对较高；魏墙煤矿１３０１和１３０３工作面附近区域水位为＋１０３５～＋１０５０ｍ，水位相对较低。表２矿井３号煤层开采地表沉陷变形预测Ｔａｂ  ２ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＮｏ．３ｃｏａｌｓｅａｍ类别埋深／ｍ煤厚Ｍ／ｍ最大下沉值Ｗｃｍ／ｍｍ最大倾斜Ｉｃｍ／（ｍｍｍ－１）水平变形值Ｅｃｍ／（ｍｍｍ－１）最大曲率值Ｋｃｍ／（１０－３ｍ－１）水平移动值Ｕｃｍ／ｍｍ影响半径Ｒ／ｍ１３０１面３１１２  ９５０～３  １７１９１７  ２～１９５６  ２１２  １９～１２  ６９５  ６～５  ８０  １２～０  １３５７５  ２～５８６  ９１５７首采区１２９～４１２２  ７５０～４  ０５０１７５４  ７～２４６９  ６９  ４０～１８  ４０４  ３～８  ４０  ０８～０  ２４５２６  ４～７４０  ９１０８～２０４图４研究区水位等值线Ｆｉｇ  ４Ｃｏｎｔｏｕｒｍａｐｏｆｗａｔｅｒｌｅｖｅｌｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ在此期间，潜水含水层局部流场会有小的变化，流场总体径流方向未发生变化，呈西向东；区域水位也未发生明显下降［１３  １４］。表明从地下水水位方面，魏墙煤矿采矿暂时对其影响相对较小。另外，根据马家梁地区施工一处观测井，并安装了水位自动遥测系统。截至２０１７年３月２２日，魏墙煤矿１３０３工作面回采至１２００ｍ。绘制观测井水位埋深与回采进尺以及时间的关系曲线如图５所示。图５观测井水位与１３０３工作面回采进尺关系曲线Ｆｉｇ  ５ＧｒａｐｈｏｆｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｏｂｓｅｒｖｅｄｗｅｌｌｗａｔｅｒｌｅｖｅｌａｎｄｓｔｏｐｅｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆＮｏ．１３０３ｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ根据矿井实际，在１３０１工作面回采结束后，矿井涌水量在１００ｍ３／ｈ。１３０３面开始回采后矿井涌水量出现小幅度上升，达到１５０ｍ３／ｈ，矿井涌水量总体上处于稳定水平。表明在１３０１及１３０３工作面回采过程中，煤层顶板上层含水层（地表水及第四系）未进入矿井。７２２２０２０年第８期能源与环保第４２卷综上所述，从取水水源相关性、矿井排水影响范围、水质差异性、开采过程中白垩系观测孔水位监测结果、顶板含水层结构等方面综合分析，未发现魏墙煤矿１３０１及１３０３工作面的采矿活动对地表水和居民取水水源（第四系松散含水层及白垩系含水层）产生影响。３水源变化影响因素分析３  １人为使用因素根据矿井环评报告，２０１４年马家梁地区共计有１２个村小组，１９７户居民，总人口数为８２７人，总耕地面积为１１０  ４ｈｍ２。主要饮水方式为水井和第四系潜水。通过调查走访，根据横山县政府提供的数据，２０１６年６月马家梁村居民总计２８９户数，１２８０人，共有耕地２  ２ｈｍ２、林地３  ６ｈｍ２、水浇地５  ３ｈｍ２。受搬迁、人口自然增加等影响，马家梁村居民数增加５５％以上，２００８年马家梁村建立白绒山羊养殖基地，饲养山羊约２０００只，此后羊群数量稳定扩大，２０１７年羊群存栏量约为４５００只。居民人口和养殖业的发展导致居民用水量大幅度增加。根据调查资料结合用水定额标准，计算２０１４２０１６年３年内马家梁村附近区域地下水的用水量结果见表３。表３研究区居民地下水使用情况（２０１４２０１６）Ｔａｂ  ３Ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｕｓａｇｅｏｆｒｅｓｉｄｅｎｔｓｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ（２０１４２０１６）由表３知，２０１４２０１６年来马家梁地区耕地面积没有发生大幅度的变化，随着居民人口数量的增加和饲养羊群规模的扩大，居民用水量逐渐增加，年用水量为７万～８万ｍ３，此部分水量仅包括居民生活用水、耕地用水及养殖用水的主要部分，其他少量用水项目（如菜地、家禽等）未计入。由此可见，当地用水量巨大。３  ２自然气象因素根据榆林市气象局提供的横山区２０１２２０１６年气象水文资料，绘制横山地区气温、蒸发量、降水量年均值对比柱状图，如图６所示。图６横山地区２０１２２０１６年气象资料对比柱状Ｆｉｇ  ６ＡｈｉｓｔｏｇｒａｍｏｆｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａｉｎＨｅｎｇｓｈａｎｒｅｇｉｏｎｆｒｏｍ２０１２ｔｏ２０１６ｙｅａｒ由图６可知，２０１２２０１６年的年均气温和蒸发量变化不大，年均气温为１０Ｃ左右，年均蒸发量约１４００ｍｍ。年均降水量变化趋势较大，２０１３２０１５年年均降水量均低于４００ｍｍ，２０１２年和２０１６年降水量相对较大，接近５００ｍｍ。由于地下水径流及循环相对气象变化具有一定的滞后性，横山地区近３年降水量较少，蒸发量不变的情况下，地下水赋存量相对减少。由于马家梁地区在区域上地势较高，北部有南沟、西南有坝沟、马家石畔沟、东南部有龙眼沟，形成一个较为独立完整的地下水径流系统。因此，可以以马家梁村附近区域为一个单元计算其大气降水补给量，计算面积约为１  ２ｋｍ２，其补给量计算公式［８  １０］Ｑ＝ｑＡ μ 式中，Ｑ为降水入渗补给量；ｑ为区域降水量，采用年平均降水量；Ａ为降水面积； μ为大气降水入渗系数，取０  １３。根据２０１４２０１６年的年均降水资料，马家梁村８２２２０２０年第８期白晶陕北地区地下水源与矿井开采影响关系研究第４２卷附近区域年降水入渗补给量见表４。表４研究区大气降水入渗补给情况Ｔａｂ  ４Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｓｕｐｐｌｙｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ年份降水量／ｍｍ计算面积／ｋｍ２入渗系数入渗补给量／ｍ３２０１４３１０  １１  ２０  １３４８３７５  ６２０１５３７８  １１  ２０  １３５８９８３  ６２０１６５０６  ０１  ２０  １３７８９３６  ０３  ３水位下降原因分析根据居民用水量及大气降水入渗补给情况对比分析，得出２０１４２０１６年马家梁地区及附近区域地下水资源的使用量和大气降水的补给量（表５）。表５研究区地下水循环及使用情况Ｔａｂ  ５Ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｕｓａｇｅｉｎｓｔｕｄｙａｒｅａ年份降水量／ｍｍ居民用水量／ｍ３入渗补给量／ｍ３差额／ｍ３２０１４３１０  １６７４９４  ５８４８３７５  ６－１９１１８  ９８２０１５３７８  １７３２６１  ５８５８９８３  ６－１４２７７  ９８２０１６５０６  ０７９０２８  ５８７８９３６．０－９２  ５８分析得出，

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