西部典型煤矿区生态环境驱动因子分析与风险预测
王强民1
董书宁2
王皓2
方杰3
王晓东2
程伟4
王淑璇2
张溪彧2
1.中国煤炭科工集团有限公司,北京 100013;中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077;陕西省"四主体一联合"黄河流域中段矿区(煤矿)生态环境保护与修复校企联合研究中心,陕西 西安 7100772.中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 710077;陕西省"四主体一联合"黄河流域中段矿区(煤矿)生态环境保护与修复校企联合研究中心,陕西 西安 7100773.煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室,北京 1022094.中国矿业大学矿山生态修复教育部工程研究中心,江苏 徐州,221116
摘要：西部干旱半干旱矿区煤层开采经常诱发一系列的生态环境问题,为明确煤矿区生态环境驱动因子并形成生态环境风险预测方法,以位于我国西北地区的榆神矿区为研究对象,分析了气象、土壤、地下水、隔水层、煤层开采等因子与矿区生态环境要素的关系,形成了煤矿区生态环境风险预测模型,评估了煤层开采条件下生态环境风险指数分布特征.研究结果表明:矿区NDVI随降水量和潜在蒸散发量的增加而增加,植被耗水量随潜水位埋深的增大先减小后保持稳定.煤层开采条件下,松散含水层地下水损失量随隔水层厚度的增加而减小;导水裂隙带发育高度与采厚、采宽、采深呈正相关;地表最大水平变形与采厚、采宽呈正相关、与回采速度呈负相关.以此为基础,构建了由干旱指数、地表坡度、土壤类型、潜水位埋深、隔水层厚度、导水裂隙带发育高度、采深采厚比、采宽采深比、回采速度 9个关键因子组成的煤矿生态环境风险预测指标体系,根据各指标的定性和定量特征,给出了各指标的等级划分和对应赋值.以榆神矿区典型大水煤矿为例,基于主观权重与客观权重,采用博弈论组合赋权方法确定了该煤矿各预测指标的综合权重,导水裂隙带发育、潜水位埋深、隔水层厚度、采深采厚比、干旱指数等 5个指标的权重相对较大,其权重之和占总权重的 99%,在生态环境风险预测中起决定性作用,预测结果显示该煤矿生态环境风险为中等的区域占 58.95%,生态环境风险高的区域占 41.05%,无低风险区;需要通过调整煤层开采参数抑制导水裂隙带和地裂缝发育、开展隔水层再造增加隔水层厚度、治理采动损伤区生态环境等手段降低采动生态环境风险.研究结果为我国西北干旱半干旱煤矿区生态环境保护与修复提供科学依据.
关键词：干旱半干旱矿区井工煤矿开采生态环境驱动因子风险预测
分类号：P641(水文地质学与工程地质学)X143(环境地学)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFF1306002)国家自然科学基金(52394193)陕西省创新能力支撑计划资助项目(2025ZC-KJXX-138)
论文发表日期：2025-09-27
在线出版日期：2025-10-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 4476-4486 )
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