煤田地质与勘探

作者：王傲, 刘士亮, 王山林, 郑雨生, 王腾业, 王祖禛, 毛德强,

关键词：生态脆弱区, 煤层采动, 包气带水分, 影响因素, 正交试验, 敏感性,

目的采煤扰动下矿区包气带水分将再分布，其再分布影响因素敏感性对于矿区生态地质环境重建和经济可持续发展意义重大。方法以陕北榆神风沙滩地矿区为工程背景，在分析采煤扰动下包气带水分再分布的主要影响因素基础上，基于正交试验建立18组采煤扰动下包气带水分再分布COMSOL Multiphysics数值模型，理论上获得采煤扰动恢复至采煤前阶段距地表6.2、7.0、7.8 m深度监测线处的平均饱和度，并通过极差分析和多元线性回归分析，厘清采煤扰动下包气带水分再分布影响因素敏感性，进而运用层次分析法确定各主要影响因素的权重。结果和结论 (1)分别从地层结构、水文地质条件和采矿条件等角度确定采煤扰动下包气带水分再分布的主要影响因素：砂质壤土和砂质黏土厚度比值a、初始孔隙率p、初始裂隙数量l、包气带基质渗透系数K1、裂隙渗透系数K2、煤层采高b。(2)采煤扰动下包气带水分再分布总体上受砂质壤土和砂质黏土厚度比值a和裂隙渗透系数K2影响较大；而受初始裂隙数量l、煤层采高b和包气带基质渗透系数K1的影响较小；综合比较后得出敏感性大小排序为a>K2>p>b>l>K1。(3)根据正交试验极差分析和多元线性回归分析结果综合确定各因素敏感性排序后，利用层次分析法确定敏感性排列顺序的各主要因素的权重分别为：38.25%、25.04%、15.96%、10.06%、6.41%、4.28%；敏感性排序和权重排序一致，两者相互验证。研究成果对于我国西部生态脆弱区生态安全格局重构、绿色矿山建设具有重要意义。

来源：2025年第11期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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