0 引言

黄土高原区是我国重要的煤炭能源基地，同时水文地质结构特殊，土层疏松、含水层脆弱，水资源本就匮乏且生态系统对水的依赖性极强。煤矿开采过程中的地下采空、岩层移动等活动，极易破坏区域水文地质平衡，引发含水层枯竭、地下水位下降、地表径流减少等问题，不仅威胁煤矿自身生产安全，更会加剧区域水资源短缺，影响植被生长与民生用水，制约生态与经济协调发展。当前，针对该区域煤矿开采与水资源保护的统筹研究仍需深化。基于此，聚焦黄土高原区某煤矿，明确开采对水文地质条件的影响及水资源保护的核心研究方向，通过解析影响机制、构建保护对策，探索煤炭开发与水资源保护的平衡路径，为区域生态安全与能源可持续开发提供支撑。

1 黄土高原区煤矿开采对水文地质条件的影响机制分析

1.1 开采诱发的含水层结构变化与破坏规律

黄土高原区煤矿开采通过地下采空区形成，引发上覆岩层产生移动、变形乃至破裂，直接导致含水层结构发生显著变化。该区域含水层以松散孔隙含水层和裂隙含水层为主，开采活动首先使采空区上方岩层产生竖向裂隙，破坏原有隔水层完整性，造成不同含水层之间的水力联系改变，甚至出现越流补给或串层污染现象。同时，采动影响范围随开采强度与深度增加而扩大，导致含水层厚度变薄、有效储水空间缩减，部分区域含水层因岩层压实而丧失储水功能。研究该破坏规律需结合开采进度与岩层移动监测数据，明确不同开采阶段（初采、正常开采、收尾）对含水层结构的影响程度，为后续水资源保护提供精准的地质依据^[1]。

1.2 开采对地下水动力场与水位动态的影响

煤矿开采打破了区域地下水原有的补、径、排平衡，引发地下水动力场剧烈变化。采空区形成后，其内部形成低水压区，周边地下水向采空区汇聚，导致开采影响范围内地下水流向改变、流速加快，原有的地下水径流通道被重塑。同时，采空区顶板冒落带与导水裂隙带的发育，使地下水垂向运移增强，浅层地下水通过裂隙向深部采空区渗漏，造成浅层地下水位持续下降，形成以采空区为中心的水位降落漏斗。水位动态变化表现为：开采初期水位快速下降，随着开采范围扩大，降落漏斗不断扩展，当开采稳定后，水位逐渐趋于平缓但难以恢复至原始水平。这种变化直接影响周边水井出水量与地表植被的水分供给。

1.3 开采导致的地表径流与土壤水系统响应

煤矿开采对地表径流与土壤水系统的影响具有间接性与传导性。一方面，地下水位下降导致包气带厚度增加，土壤水补给来源减少，同时采动引发的地表裂缝使土壤水更容易下渗至深部含水层或采空区，造成土壤含水量降低，土壤水系统储水能力衰退，进而影响植被根系吸水，加剧区域干旱化风险。另一方面，地下水位下降使地表径流的补给量减少，同时开采过程中地表塌陷、裂缝发育改变地表微地貌，导致地表径流路径紊乱，部分区域因塌陷形成积水洼地，而部分区域则因径流阻断出现水资源分布不均。此外，土壤水与地表径流的联动变化，还会影响区域水循环过程，进一步加剧黄土高原区本就脆弱的水资源供需矛盾^[2]。

2 黄土高原区煤矿开采区水资源保护对策构建

2.1 基于水文地质特征的开采方案优化策略

结合黄土高原区含水层脆弱、土层疏松的水文地质特征，从开采源头优化方案以减少对水资源的破坏。首先，通过精细勘察明确含水层分布、厚度及隔水层位置，据此科学划定开采边界，预留足够宽度的防水煤柱，避免采动裂隙导通含水层。其次，控制开采强度与节奏，采用分层开采、条带开采等技术，减缓岩层移动速度，降低对地下水系统的扰动；同时合理规划采空区布局，避免形成大面积连续采空区导致的地下水漏斗。此外，针对不同煤层埋深与水文条件，定制差异化开采参数，如调整工作面长度、推进速度，确保开采活动与区域水文地质承载力相适配，从源头降低对水资源的破坏风险。

2.2 地下水与地表水资源协同保护技术体系

构建“地下-地表”协同的水资源保护技术体系，实现全方位管控。地下水保护方面，针对开采导致的水位下降区域，布设人工回灌系统，利用矿井水经处理后或雨季地表径流作为回灌水源，通过钻孔、渗井等方式补充含水层；划定地下水源保护区，严禁在保护区内开展破坏性开采与排污活动，同时安装水位、水质监测设备实时监控。地表水资源保护方面，优化地表径流疏导路径，修建截水沟、蓄水池等设施，收集利用雨季降水，减少水土流失；在矿区周边种植耐旱、固土植被，提升土壤水涵养能力；对受损地表水体（如沟渠、池塘）进行生态修复，改善地表水循环条件，通过地下与地表联动，提升区域水资源整体保障能力^[3]。

2.3 水资源保护效果评估与动态调控机制

建立多维度水资源保护效果评估体系，并配套动态调控机制确保保护措施落地见效。评估指标涵盖水文指标（地下水位变化、含水层厚度、地表径流量）、水质指标（地下水TDS、COD、地表水污染物含量）及生态指标（植被覆盖率、土壤含水率），定期通过现场监测、采样分析及遥感技术获取数据，采用模糊综合评价法对保护效果进行量化评估。根据评估结果制定动态调控策略：若某区域地下水位持续下降，及时调整回灌量与开采强度；若水质出现异常，排查污染源并强化处理工艺；若生态指标不达标，优化植被种植方案与地表修复措施。同时建立月度调度、季度评估、年度优化的工作机制，确保水资源保护措施随实际情况动态调整，实现长效保护。

3 结语

黄土高原区煤矿开采与水资源保护的平衡，是保障区域生态安全与能源可持续开发的核心命题。研究通过解析煤矿开采对含水层结构、地下水动力场及地表水系统的影响机制，构建了“开采方案优化-地下地表协同保护-效果评估调控”的完整对策体系，为破解该区域“开发与保护”矛盾提供了技术路径。该体系既从源头降低开采对水文地质的破坏，又通过协同技术与动态管控实现水资源高效保护，有效缓解了煤炭开发与水资源短缺的突出问题，对保障矿区民生用水、维系生态平衡具有重要实践价值。未来可进一步探索智能化监测技术（如物联网+遥感）与保护对策的深度融合，优化复杂地质条件下的精准保护方案，为黄土高原区能源开发与生态保护协同发展提供更强支撑。

参考文献

[1]李锐,史瑞兰,曹原.彬长矿区水文地质条件分析及水资源保护探讨[J].地下水,2021,43(6):67-69.

[2]王伟.煤矿开采对地下水环境的影响及保护对策研究[J].环境科学与管理,2017,42(10):51-54.

[3]康华,林平选.榆神矿区煤炭开采对水资源影响分区评价[J].水资源与水工程学报,2019,30(1):122-125.