Feng, Peichao , Qiao, Wei , Huang, Yanli , Wang, Qiqing , Cai, Jin , Wu, Huijie
2025-09-01 MINE WATER AND THE ENVIRONMENT 2025 44(卷), 3(期), (694-708页)
This study presents a comprehensive holistic investigation of water resource management in the Yushuquan and Yongxin coal mining areas of Xinjiang, China, addressing the critical challenge of balancing coal extraction and ecological preservation, especially in arid environments. Through systematic analysis of hydrogeological conditions, water level dynamics, and hydraulic migration patterns, the dense fracture networks, and burnt rock areas are identified as primary pathways for surface water infiltration, creating substantial water-related hazards for mining operations. The developed hydraulic model accurately represents the complex interactions among multiple water bodies, providing valuable insights into operational decision-making and long-term water resource management. Approximately 30% of atmospheric precipitation recharges underground aquifers through surface gullies and fractures, while the Kuqa River serves as an external water source. The burnt rock areas and goaf spaces function as natural groundwater reservoirs, with rapid replenishment occurring through these pathways following drawdown events. Based on these insights, a comprehensive water-conservation mining strategy is proposed, integrating scientific drilling designs for water redirection, controlled mining heights to protect upper aquifers, and surface water management systems to reduce infiltration. These approaches not only mitigate immediate water hazards, but also contribute to the establishment of stable artificial aquifers, offering a sustainable solution for coal mining in water-sensitive environments. This research provides a valuable framework for implementing ecologically responsible practices in similar geological settings, contributing to the sustainable development of China's western mining regions. (sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic), (sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic) ((sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)) (sic)(sic)(sic)(sic)(sic).(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic),(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic), (sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic), (sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic).(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic), (sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic).(sic)30%(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic), (sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic).(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic), (sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic).(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic), (sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic), (sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic),(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic), (sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic).(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic), (sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic), (sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic).(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic), (sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic)(sic). Diese Studie pr & auml;sentiert eine umfassende und ganzheitliche Untersuchung des Wasserressourcenmanagements in den Kohlebergbaugebieten Yushuquan und Yongxin in Xinjiang, China, und befasst sich mit der kritischen Herausforderung, den Kohleabbau und den & ouml;kologischen Schutz, insbesondere in ariden Umgebungen, in Einklang zu bringen. Durch eine systematische Analyse der hydrogeologischen Bedingungen, der Wasserstandsdynamik und der hydraulischen Migrationsmuster werden die dichten Bruchzonennetzwerke und kalzinierte Gesteinsbereiche als prim & auml;re Wege f & uuml;r das Eindringen von Oberfl & auml;chenwasser identifiziert, was erhebliche wasserbezogene Gefahren f & uuml;r den Bergbau mit sich bringt. Das entwickelte hydraulische Modell bildet die komplexen Wechselwirkungen zwischen mehreren Gew & auml;ssern genau ab und liefert wertvolle Erkenntnisse f & uuml;r operative Entscheidungen und das langfristige Wasserressourcenmanagement. Etwa 30% der atmosph & auml;rischen Niederschl & auml;ge speisen die unterirdischen Grundwasserleiter & uuml;ber Oberfl & auml;chenrinnen und Br & uuml;che, w & auml;hrend der Kuqa-Fluss als externe Wasserquelle dient. Die kalzinierten Gesteinsbereiche und Abbauhohlr & auml;ume fungieren als nat & uuml;rliche Grundwasserreservoirs, die nach Absenkungsereignissen & uuml;ber diese Wege schnell wieder aufgef & uuml;llt werden. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse wird eine umfassende Strategie zum wasserschonenden Bergbau vorgeschlagen, die wissenschaftliche Bohrkonzepte zur Wasserumleitung, kontrollierte Abbauh & ouml;hen zum Schutz der oberen Grundwasserleiter und Oberfl & auml;chenwassermanagementsysteme zur Verringerung der Versickerung umfasst. Diese Ans & auml;tze mindern nicht nur unmittelbare Wassergefahren, sondern tragen auch zur Schaffung stabiler k & uuml;nstlicher Grundwasserleiter bei und bieten eine nachhaltige L & ouml;sung f & uuml;r den Kohlebergbau in wasserempfindlichen Umgebungen. Diese Forschung liefert einen wertvollen Rahmen f & uuml;r die Umsetzung & ouml;kologisch verantwortungsbewusster Praktiken in & auml;hnlichen geologischen Umgebungen und tr & auml;gt zur nachhaltigen Entwicklung der westlichen Bergbauregionen Chinas bei Este estudio presenta una investigaci & oacute;n hol & iacute;stica exhaustiva de la gesti & oacute;n de los recursos h & iacute;dricos en las zonas mineras de carb & oacute;n de Yushuquan y Yongxin, en Xinjiang (China), abordando el reto cr & iacute;tico de encontrar un equilibrio entre la extracci & oacute;n de carb & oacute;n y la preservaci & oacute;n ecol & oacute;gica, especialmente en entornos & aacute;ridos. Mediante un an & aacute;lisis sistem & aacute;tico de las condiciones hidrogeol & oacute;gicas, la din & aacute;mica del nivel del agua y los patrones de migraci & oacute;n hidr & aacute;ulica, se identifican las densas redes de fracturas y las zonas en las que el carb & oacute;n ha sufrido combusti & oacute;n in-situ (calcinaci & oacute;n) como v & iacute;as principales de infiltraci & oacute;n de aguas superficiales, lo que crea importantes riesgos relacionados con el agua para las operaciones mineras. El modelo hidr & aacute;ulico desarrollado representa con precisi & oacute;n las complejas interacciones entre m & uacute;ltiples masas de agua, proporcionando valiosas perspectivas para la toma de decisiones operativas y la gesti & oacute;n de los recursos h & iacute;dricos a largo plazo. Aproximadamente el 30% de la precipitaci & oacute;n recarga los acu & iacute;feros subterr & aacute;neos a trav & eacute;s de canales y fracturas superficiales, mientras que el r & iacute;o Kuqa constituye una importante fuente externa de agua. Las zonas de roca calcinada y los talleres hundidos funcionan como embalses naturales de agua subterr & aacute;nea, que se recargan r & aacute;pidamente a trav & eacute;s de estas v & iacute;as cuando se produce una detracci & oacute;n. A partir de estos datos, se propone una estrategia global, minera, de gesti & oacute;n del agua. Esta estrategia integra, a partir de criterios cient & iacute;ficos, la perforaci & oacute;n de sondeos para redirigir el agua, profundidades de extracci & oacute;n controladas para proteger los acu & iacute;feros superiores y sistemas de gesti & oacute;n de las aguas superficiales optimizados para reducir la infiltraci & oacute;n. Estos enfoques no s & oacute;lo mitigan los riesgos inmediatos relacionados con el agua, sino que tambi & eacute;n contribuyen al establecimiento de acu & iacute;feros artificiales estables, ofreciendo una soluci & oacute;n sostenible para la miner & iacute;a del carb & oacute;n en entornos sensibles al agua. Esta investigaci & oacute;n proporciona un marco valioso para aplicar pr & aacute;cticas mineras ecol & oacute;gicamente responsables en entornos geol & oacute;gicos similares, contribuyendo al desarrollo sostenible de las regiones mineras occidentales de China