因此，需采取保护措施。
2、对土地、农田及植被的影响
对土地、农田造成破坏原因是地表移动变形产生的裂缝，塌方或小滑坡。
地表裂缝主要使土地、农田被分割而破碎，影响耕种，裂缝带可造成少量农田毁坏。
塌方及小滑坡，主要发生在地形较陡峭、黄土层较厚的地方，造成地表农层土滑移、松动、岩石裸露，庄稼、树木、植被不能正常生长。
地表裂缝、塌方或小滑坡，对地表土层原始内聚力和附着力产生了“质”的改变，使得在原有侵蚀力不变的情况下，侵蚀模数将加大，加剧了水土流失的强度，加速水、土、肥的流失，使土地、农田变得贫瘠。
根据本矿评价区的塌陷特征和其他地区类比调查结果，矿区地表塌陷对生态环境的影响预测如下：
A、水土流失及地质灾害
采煤后地表会出现盆型、马鞍型、波浪型等塌陷形式。
但不论何种形式，地面都会出现不同程度的变形下沉和坡度增加。
在变形下沉的边缘必然开裂产生裂缝。
塌陷地边缘坡度变陡、裂缝较多，出裂缝开始逐渐向下沉形成的盆地中央倾斜。
在荒地中央的大部分地块，水土流失与塌陷前没有多大变化。
但在局部的边缘地块，出于坡度增加和裂缝增多，水力侵蚀会由塌陷前的中度侵蚀（侵蚀模数为2500—5000t/km2．a）增加到强度侵蚀（侵蚀模数为5000—8000t/km2.a）。
但在沟谷。
陡坡丘陵区，出于局部错位较大、裂缝较多，地面径流汇集，深层渗漏，增加了滑坡、泥石流等地质灾害的机率。
B、土壤物理性状
土壤质地和容重是重要的土壤物理性状。
经调查，矿区主要土壤类型有山地褐土、淡褐土性土、浅色草甸土、淡褐土四类，其质地和容重如表10—3—20所示。
土地塌陷后，在局部的坡度变陡和裂缝密集地块，由于水土流失，表层土壤中的粘粒下移，使表层土壤砂化。
此现象可由西山矿九院村矿的测试数据证明，西山矿九院村矿，耕地土质多底Q3新黄土。
经过取样分析结果为：
砂粒为33．9％--37．4％，粉粒为46．8％—50．6％，粘粒为13．1％--15．9％，与1956年该区取样分析结果相比（见表10--3—21），砂粒含量增加了10．9％--12．4％，粉粒含量减少了18．2％--18。
5％。
C．土壤化学性状
土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾是重要的土壤化学性状。
经调查，矿评价区地貌类型有土石山丘陵区土壤、黄土丘陵区土壤、河谷土壤，以后两种为主。
其土壤化学性状如表10—3—22所示。
出表10—3—22可知，在矿区三种地貌类型的土壤中，养分状况为：
河谷土壤＞黄土丘陵土壤＞土石山地土壤，总体为中等肥力水平。
对矿区耕地主要土类的养分状况的调查结果表明，养分含量—般为淡褐土＞浅色草甸土＞淡褐土性土＞山地褐土（表10—3—23）。
土地塌陷后，在局部的坡度变陡和裂缝密集地块，由于地表径流加剧，土壤有机质、全氮、速效磷养分含量会减少，但速效钟的含量变化不大，从而影响到作物的产量。
影响大小顺序是：
黄土丘陵区土壤＞河谷土壤＞土石山丘陵区土壤；淡褐土性土＞淡褐土＞浅色草甸土。
D．景观变化、生态植物与系统稳定
采煤后地表会发生倾斜下沉和垂直变形，从而形成出裂缝和盆地组成的特殊的塌陷景观。
但在占总面积80％的沟谷—陡坡丘陵区，出于其原地貌起伏较大，故塌陷荒地景观不明显，但坡度变化和地裂缝能明显看到。
而在占总面积20％的河谷—缓坡丘陵区，原地貌起伏较小，塌陷盆地景观较为明显，但塌陷地边缘坡度变化和裂缝不如前者明显。
影响生态植被的变化主要与植物生长的土壤性质变化，尤其是水分和养分变化有关。
大样本取样分析结果表明，矿区土壤表层有机质含量一般在6.0--20g/kg之间，全区加权平均值为16.9g/kg，其中生长自然植被的土壤较高，平均为27.2g/kg；种植农作物的耕种土壤较低，平均为10.9g/kg，全氮含量多在0.5--1.0g/kg之间，速效磷含量多在5--20mg/kg之间，加权平均值为12.8mg/kg，而土壤速效钾含量大部分在50--150mg/kg之间，加权平均为105mg/kg。
矿井工开采土地塌陷后，出于理化性状在局部地段发生了变化，对养分的利用率和降水的利用率降低，从而影响到植物群落生物量及农作物产量。
其中，出于坡度增大和裂缝增加，地表径流、深层渗漏和无效蒸发，降水资源利用率可能比塌陷前减少10％--20％，但出于本区地下水位较深，塌陷前后地下水利用率仅从地表植物这一角度来看没有多大变化。
具体到自然生长的多年生乔、灌植被，除过错位严重的少部分地段处，植物根系严重拉断，影响其植物群落生物量外，大部分地区没有影响。
而人工栽植的果树，在相同程度破坏的地块，其受害程度要严重于自然生长的多年生乔、灌植被；破坏严重处绝产。
种植农作物的耕地，出于99％是旱地，在下沉盆地的中央部位，作物产量减产不明显；但在部分边缘地带，旱地下降10--30％。
极少部分的水地，出于采煤塌陷引起覆岩冒顶裂带和地表裂缝带，使矿区地—卜水和地表水发生不同程度的泄露，农田水利设施受到破坏，从而在一定期限内影响地表水和地下水的循环，进一步影响农作物生长，产量下降50％左右。
少数季节性积水区和采动滑坡区，土壤破坏严重，会造成土地绝产。
塌陷后生态系统的稳定性，可通过对植被异质性程度的改变程度来度量的。
出于异质的组分具有不同的生态位，给动物和植物种的栖息、移动以及抵御内外干扰，提供了复杂和微妙的相应利用关系。
因此，异质性的变化是评价生态系统稳定性的核心问题。
出于矿原地貌自然植被覆盖率较低，塌陷后绝大部分面积上的植被没有发生根本性的变化，而这绝大部分面积上的植被不是该区域具有动态控制能力的组分，因此，项目实施与运行对该区域自然体系中组分自身的异质化程度影响不大。
10．3．2．2煤矿开采对水环境的影响预测与评价
1、预测评价依据、方法
煤矿开采对水环境的影响，是一个复杂的问题，既涉及到自然因素，又涉及到人为因素。
其评价主要依据如下：
A．根据矿井排水量大小和采区附近井、泉流量，水位变化和污染程度，一般矿井排水量大，地下水位下降就大，对含水层疏降也快，影响范围也大，在其影响范围的井泉流量减少甚至断流，对水环境影响严重，反之则影响轻微。
B．根据水文地质条件，地质构造复杂程度及矿床充水类型，一般含水层补给来源广泛，地下水储量大，含水层厚，导水性强，煤层位于区域地下水位以下，顶底板在三角影响范围内，与地下水有直接关系，则水文地质条件复杂，对水环境影响大；反之则简单，影响小。
地质构造复杂程度，特别是断裂构造对地下水起有严重的控制作用，一般构造愈复杂，岩体愈破碎，断裂带构造裂隙和岩溶就发育，导水性就强，煤矿开采排水量就大，对水环境影响也就严重，反之则轻。
C．根据开采面积，煤层埋深对矿井排水量有一定关系，同一条件地区开采面积大的比开采面积小的矿井，排水量绝对值要大，因而影M向也要大，山西各矿区大小煤矿对比均有相似规律。
D．根据开采沉陷，地面变形移动，裂缝塌陷大小对环境及地面建筑的影响程度，浅部煤矿开采沉陷后，可能波及地面，使地面变形移动，产生裂缝塌陷，在松散层厚度小的地区引起降水，河水、风化带裂隙水直接入渗矿坑，导致三水补给关系转化，形成以矿井为中心的降落漏斗，对附近水源井、泉等供水工程或地表径流产生较大影响，反之则影响小。
E.根据地貌条件和特征，一般山区对水环境影响大，丘陵区居次，平原区则小，特别是第三、四系松散层伏盖厚的平原区，影响更轻微。
根据上述评价依据，结合半干旱区煤矿开采水环境调查案例和研究成果，采用实地调查，类比分析等方法，首先分析矿与水环境有关的各方面因素；然后根据半干旱区煤矿开采水环境影响程度分类，确定矿开采对水环境的影响程度。
2、矿开采对水环境影响因素分析
（1）地貌类型及水文地质条件对水环境的影响
矿所在区的地貌为黄土丘陵地貌，梁峁比较发育，沟谷多呈“U”字形宽谷。
井田地势总趋势为西高东低，北高南低，最高点在井R1西南的寺儿沟，标高1247．3m，最低点在井田东南的寺庄，标高为1062．7m；矿区所在的寿阳县最低海拔高度为813．1m。
井田地层出老到新依此为：
奥陶系中统，石灰岩中、上统；二叠系；第二系；第四系。
井田总体构造为走向东西，向南倾斜的单斜构造。
地层倾角2-12。
在此背景发育有此级的褶曲、断层、陷落柱构造。
落差较大的断层较少，小规模的陷落柱较多，井下遇断层及陷柱时，一般无水或水很少。
矿井主要充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层，及太原组石灰岩溶蚀裂隙含水层，各含水层富水性弱。
矿井含煤地层总厚180．78m，煤层总厚17．83m，最下一层可采煤层15#下底板标高为600m，低于矿区所在的寿阳县侵蚀而以下213．1m，而其他3#、9#、15#可采煤层层位与矿区所地的寿阳县的侵蚀面的差距都在200m以下。
因此，地貌类型为丘陵区，其水文地质条件及构造中等，对水资源的影响较为明显。
（2）煤矿开采对矿井排水量的影响
矿坑排水量是影响水环境的最主要的因素，而它的变化又和以下因素有关。
A．采矿不同时期对矿并排水量的影响。
煤矿开采不同时期，矿井排水量变化很大。
煤矿开采初期，即出基建到达产期间，揭露的含水层相对多，各含水层处于自然饱和状态，含水性就强，随着巷道的进展，开采面积的增大，就会逐步发生顶板冒落，裂隙导水带，煤系顶部含水层中地下水就会直接渗入矿坑。
在有河沟地段煤层浅的矿井，地表水也可能渗入矿坑，在补给量大于排水量的条件下，矿井排水量将相对增大。
矿井开采进入中期以后，一般不会揭露新的含水层，出于开采时间的增长，含水层水位不断降低，以矿井为中心的降落漏斗已经稳定，部分含水层出承压转为无压?
达到疏排高峰时段，补给量等于排水量时，矿井排水量就不再增加，处于补、径、排平衡状态。
矿井开采进入后期，有关含水层水位已由承压转到无压状态时，部分被疏干，导水裂隙带和节理裂隙逐步被充填，补给量小于排水量，逐步排放含水层贮存量时，部分裂隙逐步被充填，上部补给量、地表渗漏量逐步减少；则矿井排水量逐步衰减。
到达矿井末期（停采），在其影响范围内，矿坑排水变小或不排水。
但出于煤系底部有隔水层存在，采空区逐步积水成为“地下水库”，各含水层水位就会逐步得到恢复，在有条件的地区还可能恢复到原自然状态，如霍县下马洼泉、沁水龙王池开采过程中泉水流量减小，停止采煤后水量又逐步恢复。
这就是煤矿开采排水经历增大、平衡、衰减到停止排水逐步恢复的一般变化过程，但出于地质构造条件和开采方式不同，恢复程度也有差异，一般是向斜、单斜构造，竖井和斜井开采基本可以恢复；而平恫开采很难恢复到自然状态。
B．开采面积与排水量的变化规律。
随着煤矿开采面积逐年增大，排水量发生规律性变化。
在初期矿井面积与排水有相互增长的规律，到达开采中期后，则排水与开采面积成相反方向发展，因为矿井排水量主要受水文地质条件等条件决定。
即使有人为因素的干扰，也不能改变上述几个阶段的基本规律。
例如晋城矿务局王台铺矿，开采初期1961—1976年，矿井排水量与开采面积呈正相关系，到1976—1988年，两者呈反相关系变化，即矿井开采面积大幅度增加，煤矿产量增大，矿井水系数总体上则呈下降：
凤凰山矿也有类似情况。
C．开采深度与矿井排水量的关系。
本矿采用竖井和斜井开采，其开采深度与矿井排水量有直接关系。
在一定深度内，开采深度越大，揭露含水层愈多，矿井排水量也相应增大。
但出于本矿地层产状平缓，倾角多在100以下，同时又是多煤层地区，大部矿井开采深度增加不大。
在同—矿井中，顶部和底部煤层高差不超过100m左右。
同时，出于本矿最终开采深度最深不超过500m，矿井排水量增加不明显。
根据调查研究，初步分析，在水文地质条件复杂，地下水补给来源丰富的地区，在500m深度以内，随开采深度增加，排水量有所增加，超过此深度后，矿井排水量一般不增加，可能还会逐步减少，其原因：
一是煤层埋藏越深，地下水补给条件越困难，即使补给条件好，地下水处于滞缓流动状态。
二是岩层埋藏越深，节理裂隙岩溶发育程度越差，补给条件也差，因而含水量要减，但在构造带可能例外。
D．开采沉陷与排水量关系。
开采沉陷与矿井排水量有密切的关系，一般是开采煤层越厚，三带影响越大，贯通含水层多，矿井排水就增大，其增加大小，主要决定于开采深度和岩层含水性。
一般在浅部比较明显，浅部开采沉陷后，裂隙导水带直接影响到地面，即可使地表水、降水直接入渗井下，又可使浅部风化带含水层水流速加快入渗井下，因而增大矿并排水量，其增加大小，主要决定于Ⅰ、Ⅱ带含水层的渗透系数和含水性，如果Ⅰ、Ⅱ带范围内含水层少，隔水层多，或Ⅲ带没有含水层，则矿井排水量也不增加，或增加很小，如五阳煤矿在浊漳河底下采煤，地面发生沉降，矿井排水最也不增加。
（3）煤矿开采对地表水的影响
本矿位于黄土丘陵区，井田内较大的河流为龙门河，自北西向南东流经井田中部，为季节性河流，平时干涸，仅在雨季形成洪流。
当煤矿斤采至河床附近时，留有保安煤柱，河床底部与下伏煤岩层之间有隔水层存在，当煤矿开采沉陷未波及到地面时，地表水和矿坑水之间没有直接水力联系，彼此不发生影响；当采空面积不断扩大，采空区导水裂隙带和地面沉陷范围也随之扩大，在局部地段，三带与地表水发生水力联系，地表水渗入地下或矿坑，因而使河流量减少。
在大同十里河、怀仁小峪河、朔州七里河、孝义兑镇河、左权清漳河、晋
城长河等地均有此种现象。
阳泉桃河也不例外。
据阳泉水文站观测，该站控制流域面为503km2，主要为砂岩、泥岩裸露山区。
阳泉矿务局一、二、三、四矿位于桃河流域中上游，周围还有许多小煤窑，自20世纪70年代以来，大量开采，至90年代初期，各类矿采空面积累达100km2左右，占该流域面积20％左右。
据调查，保安沟、蒙村沟、马家坡等支流，煤矿开采前与后，径流量变化较大，开采前河沟常有清水流过，开采后雨季有水，旱季大部河沟断流。
有些河段在采空区河水下渗，到下游又从地下溢出排入河沟，如马家披等。
（4）煤矿开采对煤系裂隙水的影响
煤矿开采直接受影响的地下水是煤系裂隙水。
A．煤矿排水局部改变了地下水自然流场。
煤、水资源并存于同一地质体中，在天然条件下，各有自身的赋存条件和变化规律，出于煤矿开采排水打破了地下水原有的自然平衡状态，形成以矿井为中心的降落漏斗，使地下水向矿坑汇流，在其影响半径内，地下水流速加快，水位下降，贮存量减少，局部由承压转为无压，导致煤系地层裂隙水，煤系顶部裂隙水，都要受到明显的影响。
B．开采排水局部破坏了煤系含水层补、径、排关系。
在开采沉陷、冒落、裂隙导水带范围内，含水层要受到破坏，地下水直接涌入矿坑，改变了自然条件下补、径、排关系。
如井田北部有老窖及原黄月·沟煤矿四采区，井下采空区0．61km2，已废弃多年，井下积水达44万m3。
C．采区水位下降，井泉流量减少。
据调查，汗采山西组和太原组煤层，出于多年来煤排水，形成以矿井为中心的降落漏斗，煤系含水层水位大幅度下降，在其影响半径内，泉水断流，水量水位下降，流量减少，浅层地下水局部被疏干。
据90年代研究煤系地层对井泉的影响结果，阳泉市共有煤系含水层机井235眼，由于周围煤矿开采，近年降水量减少和过量开采影响，水位普遍下降，水量减少，当时已有96眼水位下降，占40．8％，其余近60％，管井水小或断流。
例如盂县原有机井147眼，1987年以后，因区内煤矿排水员猛增，水位大幅度下降，水量锐城，目前有46％的机井干涸。
平定贵十沟、许家岭一带共有石炭系机井8眼，同位于一个向斜构造，原单井出水量为1000—2000m3/d，平定东三联营矿开采15号煤后，1980年投产，年均产量11万吨，1980年排水109．5—146万m3（3000—4000m3/d），以后逐年减少目的年排水量为2．26万m3。
桃河西岸，原有石炭系机井13眼，单井出水量为500—1000m3/d，周围煤矿开采后，水位普遍下降，水量减少，如平坦脑水位下降5~6m，单井出水量减为30—960m3/d，平坦脑以北机井基本断流。
D．矿井排水，局部改变了三水转化关系
自然状态下，降水、地表水与地下水存在一定的补排关系，出于矿井排水，在浅部地段，导致“三带“连通，使地表水转化为地下水，涌入矿坑再排出；在下游又转化为地表水，在矿井密集地段，则形成降水地表水入渗、排出、再入渗、再排出的不良循环状况，成为地表水、地下水互相转化，互相补给，既影响了水质，又浪费了水资源，还造成了经济上的浪费。
（5）煤矿开采对深层岩溶水的影响
深层岩落水主要是煤系底部奥陶系（O2）灰岩岩清水，为矿区主要含水层位，也是当地工农业供水的主要对象。
该含水层下伏于煤系地层，能否发生水力联系，主要决定于断裂构造和煤系底部隔水层厚度。
据现有资料，本矿奥入水位标高为630m，该水位标高仅在井田南一窄条带略高于15#、15#下煤层，绝大部分煤层底板高于岩清
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