水土流失现象是当今世界主要的环境问题之一,矿区煤炭开采产生了地裂缝并形成大面积地表下沉,破坏了原有的生态平衡,加剧了矿区的水土流失。由于水土流失形成过程比较复杂,直接入手治理相当困难,因此,本文采用水力侵蚀预测模型Geo WEPP,研究地裂缝、沉陷与矿区水土流失的关系,揭示了矿区水土流失变化规律。本研究为矿区水土流失的预测与防治提供了一定的理论支撑,具有一定的实际应用价值。主要结论如下:(1)基于现场永久性地裂缝的观测数据,分析其主要的分布特征,并改进运用Geo WEPP模型,研究工作面内裂缝总长的变化对矿区水土流失的影响,分析水土流失的变化规律。本文研究矿区特殊环境下的水土流失量包含坡面水土流失量和裂缝中的水土流失量两个部分,对总流失量与工作面内裂缝总长进行回归分析,结果表明总流失量与裂缝总长度呈正相关关系,即水土流失量随裂缝总长度的增多而增加,地裂缝加剧了矿区的水土流失,对矿区的生态环境产生了重要影响。(2)根据矿区开采后的沉陷特征,结合实地调查的结果,改进运用Geo WEPP模型,研究开采强度中采高改变导致沉陷盆地范围的变化对矿区水土流失的影响,分析不同采高下水土流失的变化规律。研究发现:随开采强度采高的改变,工作面上水土流失加重与减少的区域同时在增加,总流失量与采高之间不存在明显的相关性。开采强度中采高改变引起的沉陷盆地的变化,对矿区的水土流失没有明显的影响。(3)工作面开采方位的改变对附加坡度的产生具有重要影响,同时会导致沉陷盆地的位置发生变化,影响矿区的水土流失状况。以大柳塔52304工作面为研究对象,通过预测采煤工作面的布置方向,发现其走向方位角为80°时流失量最少,其对应产生的附加坡度也最小。同时研究附加坡度与流失量的关系表明,开采产生的附加坡度与总流失量呈正相关关系,水土流失量随附加坡度的增大而增加。