马康，杨帆，张玉秀†

(1 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院， 北京 100083； 2 神华宁夏煤业集团有限责任公司枣泉煤矿， 银川 750410)(2019年6月3日收稿； 2019年8月2日收修改稿)

煤炭是中国主要的能源之一，占能源结构的70%以上，但煤炭资源地理分布极其不均，主要分布在内蒙、山西、陕西和宁夏等省份，特点是“西多东少、北富南贫”。其中，中西部干旱半干旱地区煤炭资源储量丰富，煤层埋藏较浅，且煤层较厚，具有赋存稳定、基岩薄和地质结构简单的特点[1]。在能源“十三五”规划中，中国中西部干旱半干旱地区将建设数个大型煤炭基地，产煤量将占全国产量的95%以上。西北干旱半干旱地区是中国典型的生态脆弱区，由于降雨量少，蒸发量大，生态系统十分脆弱且不稳定，过度放牧导致区域土地荒漠化十分严重[2-4]。如今，西北干旱半干旱地区是中国规划的主要煤炭基地所在地之一，煤炭开采方式以井工作业为主，主要采用长臂式综合机械化开采工艺(综采)，其特点是采煤工作面相对较长、推进速度快。高强度地下煤炭开采产生大面积的土地沉陷和地裂缝，导致土壤结构变化，植被破坏，土壤质量降低，对脆弱的生态系统造成巨大影响[5-6]。随着西北干旱半干旱地区煤炭开采规模和强度的不断增大，沉陷地面积逐渐扩大，而该区域强烈的风蚀和水蚀作用可能会加剧土壤的退化风险，导致区域生态系统的恶化[7]。

目前，大型煤炭基地煤炭地下开采多采用长臂式开采方法和全部跨落顶板管理方式，井工开采引发工作面地质结构变化的机制已进行了多年研究。……