煤炭学报

作者：马雄德, 黄金廷, 李吉祥, 宁世雄,

关键词：榆神矿区, 面向生态, 最大毛细高度, 水位阈值, 保水采煤,

分布在干旱半干旱地区的植被，由于降水不足以维持长期生存，需要地下水提供部分或全部水源，因而对地下水有一定的依赖性。地下开采破坏含水层后地下水位会大幅降落，这在一定程度上会给依赖地下水植被造成水分胁迫，进而控制生态系统演化过程。针对榆神矿区煤层开采引起地下水位变化的基本特征，提出了生态安全约束下矿区地下水位控制阈值的确定方法。只要植物根系与地下水毛细上升带保持接触，就可以吸收利用地下水，因此本文将最大毛细上升高度和根系长度之和作为矿区植被能够利用地下水的最大临界埋深。在毛管流理论指导下，以颗粒排列方式与孔隙直径大小的关系建立了最大毛细上升高度计算公式，并给出了通过颗粒级配曲线确定最大毛细上升高度的方法。据此计算的毛乌素风积沙最大毛细上升高度的取值区间为0.7～2.0m，进一步确定了榆神矿区生态安全约束下的矿区水位控制下限为4.0m。在此基础上，以2016年地下水流场基准，以水位埋深4.0m为界将榆神矿区划分为生态约束区和无约束区。水位埋深小于4.0m的区域植被对地下水依赖程度高，属于生态约束区，煤层开采造成地下水位下降极易对植被产生水分胁迫，因而是矿区生态环境保护的重点。研究成果阐明了榆神矿区生态环境及地下水位对煤层开发的限制条件，为进一步推进保水采煤技术的发展奠定了理论基础。

来源：2019年第3期

《煤炭学报》期刊编辑部

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