矿区原始地形对采煤沉陷区地形特征的影响分析

采煤塌陷地预测对于矿区土地复垦具有重要意义,是矿区损毁土地复垦工作的基础,对于确保土地复垦方案科学性、准确性及合理性起决定性作用。采煤塌陷地预测一般仅考虑开采计划和地质特点,未考虑矿区原始地形的影响,预测结果往往无法准确反映矿区地表沉陷情况。以我国东部某煤矿为研究对象,通过对矿区原始地形、采煤沉陷区DEM进行融合,获得考虑原始地形的采煤沉陷区,通过计算并提取坡度、地表起伏度、积水面积地形因子,分析矿区原始地形对采煤沉陷区地形特征的影响。研究表明:考虑矿区原始地形后的采煤沉陷区地形特征发生了明显变化,沉陷区地形坡度、地表起伏度明显增大,积水面积明显减少,采煤沉陷区损毁土地地形特征更加准确、真实。分析结果可为矿区开采沉陷预测和损毁土地复垦治理提供可靠依据。     

中部矿粮复合区采煤沉陷及耕地损毁研究现状与展望

河南作为中原地区产煤和产粮大省，煤炭安全高效开采与耕地保护、粮食增产的矛盾较为突出。如何修复因开采煤炭导致损毁的耕地、保护矿区未损毁的耕地，同时稳定煤炭产能，是中部矿粮复合区目前面临的重大难题之一。在分析了中部矿粮复合区典型特征与其面临的瓶颈问题基础上，从采动覆岩与含(隔)水层破坏、采动地表沉陷规律与土壤退化、矿区耕地损毁及农作物长势、源头减沉控损与土地损毁修复技术等4个方面分析了采煤沉陷及耕地损毁问题的研究发展历程，包括采动覆岩含(隔)水层破坏及结构失稳、采动覆岩破坏充分采动定义及判据、采动地表沉陷与覆岩破坏整体响应行为、地表沉陷对土壤退化与耕地损毁影响、沉陷区耕地损毁识别与农作物长势监测、煤矿开采损毁土地修复技术等；在现有成果分析的基础上，展望了中部矿粮复合区采煤沉陷及耕地损毁的4个发展方向：采动覆岩结构失稳与含(隔)水层破坏传导机理、采动地表沉陷规律与土地损毁作用机理、矿区耕地损毁及农作物长势时空演变规律与源头减沉控损与耕地损毁高效协同修复技术，以便揭示“覆岩破坏—地表沉陷—耕地损毁—作物响应”传导驱动机制，形成中部矿粮复合区源头减沉控损与耕地损毁高效协同修复的综合技术体系，为煤...     

基于无人机遥感的开采沉陷耕地质量评价及复垦建议

针对我国东部高潜水位矿区煤炭开采造成耕地减产绝收及生态破坏等问题,以东滩煤矿开采沉陷耕地玉米作物为例,利用无人机多光谱影像和田间同步实测数据,采用经验模型法建立了开采沉陷耕地玉米叶面积指数反演模型并进行了耕地质量评价。结果表明：引入红边波段的归一化植被指数（red-red edge normalized difference vegetation index,RRENDVI）构建的幂函数模型为最优模型,其R2=0.756,RMSE=1.125,模型具有较高的精度和可靠性。通过该模型对研究区玉米叶面积指数（leaf area index,LAI）进行反演,得到玉米LAI分布图。根据研究区玉米及当地正常生长玉米的LAI均值,并结合实际沉陷积水情况,构建了沉陷耕地质量评价规则,将开采沉陷耕地分为五等,根据各等级地块损毁程度分别提出了划方平整、挖深垫浅等复垦建议。分析结果对于小范围沉陷耕地损毁监测、耕地质量评价及复垦工作具有一定的参考价值。     

山东龙铟矿某单一工作面边采边复时机优选

我国传统采煤沉陷地复垦多采取沉陷后再复垦的模式,复垦时间长、复垦率低。近年来,有学者提出了边采边复的理论,并取得了一定的成果,但该类研究多针对多煤层或单一煤层开采造成的大范围损毁区域,并且相应的边采边复技术研究也是根据大范围内各阶段的地表变形情况来制定复垦方案,无法有效体现出地面复垦与地下开采的动态结合机理。以山东龙堌矿的某一工作面开采形成的沉陷地为例,进行单一工作面的边采边复技术研究。根据所选工作面的推进速度,划分了8个阶段,对各个阶段的开采进行了土地损毁情况分析,按照损毁程度及损毁地类型划分为9个评价单元,分别进行了土地复垦适宜性评价。结合适宜性评价结果将各单元合并为不同的复垦单元分别进行复垦规划,合理安排复垦施工工程,通过对比每个阶段可复垦出的耕地面积与相应的复垦成本,优选出了最佳复垦时机,以较低的成本尽可能复垦出更多的耕地。     

山东龙堌矿某单一工作面边采边复时机优选

我国传统采煤沉陷地复垦多采取沉陷后再复垦的模式,复垦时间长、复垦率低。近年来,有学者提出了边采边复的理论,并取得了一定的成果,但该类研究多针对多煤层或单一煤层开采造成的大范围损毁区域,并且相应的边采边复技术研究也是根据大范围内各阶段的地表变形情况来制定复垦方案,无法有效体现出地面复垦与地下开采的动态结合机理。以山东龙堌矿的某一工作面开采形成的沉陷地为例,进行单一工作面的边采边复技术研究。根据所选工作面的推进速度,划分了8个阶段,对各个阶段的开采进行了土地损毁情况分析,按照损毁程度及损毁地类型划分为9个评价单元,分别进行了土地复垦适宜性评价。结合适宜性评价结果将各单元合并为不同的复垦单元分别进行复垦规划,合理安排复垦施工工程,通过对比每个阶段可复垦出的耕地面积与相应的复垦成本,优选出了最佳复垦时机,以较低的成本尽可能复垦出更多的耕地。     

采煤沉陷土地损毁程度评价软件系统研究

针对采煤沉陷区土地损毁程度评价工作量大、易出错的问题,以地表岩移预计为基础,建立多因素评价的指标体系,设计了土地损毁程度分级标准,提出了基于概率统计的土地损毁计算方法,并研制了Windows平台下的采煤沉陷土地损毁程度评价软件系统,使土地损毁程度评价更趋科学合理,同时工作效率大大提高。     

黄土丘陵区井工煤矿损毁耕地复垦费用研究及实证

采用统计分析和情景模拟法，将黄土丘陵区损毁耕地程度划分为：轻度、中度和重度。在三种沉陷后地形坡度下进行单体工程设计，得到损毁耕地在不同情景下复垦静态亩均费用：＜5°耕地区，轻度损毁4 082元，中度损毁5 455～5 610元，重度损毁11 374～12 283元； 5～15°耕地区，轻度损毁6 635～7 389元，中度损毁7 509～8 262元，重度损毁10 996～11 751元；15～25°耕地区，轻度损毁8 386～9 442元，中度损毁9 259～10 318元，重度损毁12 748～13 804元。费用高低与损毁程度、地形坡度、土方运输距离相关。以中煤平朔潘家窑矿为例，采用MSAS、GIS手段实证分析，结果表明：潘家窑矿耕地以轻度、中度损毁为主，平均静态亩均费用7 016元，且费用构成中土地平整工程所占比重最大。     

开采沉陷耕地损坏机理与评价定级

开采沉陷对耕地损坏评价体系的建立是耕地损坏范围圈定、耕地损坏补偿和土地复垦方式选择的重要参考。文中介绍的方法充分反映了开采沉陷对耕地损坏特征及其损坏机理,且评价指标数据易于获得,在实际工作中具有很强的操作性。     

中国煤炭开采对粮食生产的影响及其协调

近年来,我国煤炭开采破坏的耕地随着开采规模的不断扩大而迅速增长,煤炭企业与地方政府、农民矛盾出现并加剧.分析了煤炭开采对粮食生产的影响机制,并采用开采沉陷预计、GIS空间叠加分析等方法深入分析了影响程度及损毁耕地的分布,揭示了煤炭与耕地复合面积在各省区的分布状况,提出了保护耕地的对策与建议.     

西部矿区土地损毁评价及农光互补修复技术研究

针对目前我国西部矿区土地损毁严重、矿区环境恶化的问题,提出从土地挖损、开采沉陷、堆渣自燃及重金属污染四个方面对矿区土地损毁程度进行评价分级的方法;在矿区土地损毁评价分级的基础上,结合目前新能源建设日新月异的发展势头,建立了矿区环境EBP互补修复技术体系,即在工程治理(engineering)措施的基础上,引入生物措施(biological measure)和光伏发电(photovoltaic power)技术,对损毁的矿区环境进行综合治理,对土地进行合理利用,实现矿区恢复治理与新能源产业的协调发展。     

高潜水位平原矿区采煤塌陷地复垦方向划定及规划分区

高潜水位平原矿区采煤沉陷范围广、深度大,积水严重,土地利用条件相对复杂。为科学指导该区域采煤塌陷地综合治理的设计与施工,以济宁市为例,通过收集济宁市辖区内各矿地质采矿资料、现有观测成果以及土地利用现状资料,在充分掌握采煤塌陷地损毁现状的基础上,利用概率积分预计软件对济宁市截至2020年的采煤沉陷情况进行了分区块科学预测,并确定了土地损毁程度与工程治理边界的界定标准。基于济宁市采煤塌陷地损毁特征,在科学确定土地单元利用方向的基础上,提出了适合济宁市采煤塌陷地的综合治理模式。结果表明:随着煤炭资源的开采,地表沉陷深度与塌陷范围逐步扩大,不同区域土地损毁特征显著不同;确定了影响济宁市采煤塌陷土地利用的主要影响因素有地面坡度、塌陷类型、地下水埋深、复垦难易程度、沉陷稳定性5项自然因子指标和城镇区位、交通条件、水源条件、政策导向、已治理区现状5项社会经济因子指标,从农业综合治理、生态综合治理、城市功能建设3个角度获得了土地利用评价成果;将济宁市采煤塌陷地分为东部矿区生态景观治理区、中部矿区城市功能开发治理区、西北部矿区农业综合治理区、南部矿区环湖特色产业治理区4个治理区,优化了治理区的治理利用方向与区域土地利用结构,实现了节约集约用地,促进了区域可持续发展。     

开采沉陷土地损毁程度评价指标量化及实证研究

文中通过分析不同地区煤矿区采煤沉陷后土地损毁特点,按照代表性、全面性、可操作性、定性与定量相结合、系统与层次相结合的原则,建立了土地损毁程度评价的指标体系,对其进行了详细的说明,并尽可能实现了所有指标的量化,以便更加科学、系统的评价土地损毁程度。在此基础上,选取黄土高原沟壑区一处采煤沉陷地,利用该指标体系,通过评价指标取值、指标权重计算、隶属度确定、分值计算等步骤,实现了土地损毁程度的评价。     

长治地区井工开采引起土地破坏状况及趋势分析

以长治矿区为研究对象,通过典型煤矿的野外地质调查,收集和分析煤矿开采相关资料,运用ARCGIS的分析功能,对土地利用现状和已损毁土地利用类型、分布及面积进行统计;用变形沉陷预计软件和缓冲区分析对拟损毁土地进行预测;用叠置分析总结开采前后土地利用变化,得到土地破坏的趋势。     

开采沉陷对耕地的损害指标理论分析

通过理论分析开采沉陷在地表所形成的连续的地表移动变形（下沉、倾斜、曲率、水平移动、水平变形等）或非连续变形（裂缝及台阶、塌陷坑）对耕地的影响，提出了以耕地灌溉的允许坡度、地下水位、积水、非连续变形作为开采沉陷对耕地损害的评定指标，为进一步研究矿区耕地的可持续发展提供基础。     

青磁窑煤矿矿山开采对地质环境和土地损毁的影响评估

为保护矿山地质环境,减少矿产资源勘查开采活动造成的矿山地质环境破坏,保护人民生命和财产安全,合理利用土地和切实保护耕地,研究了青磁窑煤矿矿山开采对地质环境和土地损毁影响,矿山地质环境条件复杂程度为复杂类型,矿山地质环境影响评估级别为一级。研究得出,根据前述矿山地质环境现状分析,对不同矿山地质环境问题评估结果进行叠加,将全区划分为2级6个不同影响程度区,包括5个严重影响亚区和1个较轻区;根据矿山地质环境预测评估,对不同矿山地质环境问题评估结果进行叠加,将全区划分为2级5个不同影响程度区,包括4个严重影响亚区和1个较轻区。现状条件下,青磁窑煤矿已损毁土地包括压占损毁土地23.75 hm²、塌陷损毁土地659.95 hm²;方案服务期预测损毁土地面积1 036.12 hm²,重复损毁土地面积326.6 hm²。研究为矿井后期矿山地质环境治理和土地复垦提供了技术支持。     

平原煤粮主产复合区煤矿开采和耕地保护协同发展研究现状及对策

耕地是粮食安全的基础，煤炭是能源安全的保障。我国煤炭和耕地资源分布重合的煤粮复合区面积约占耕地总面积的42.7%，煤炭开采与耕地保护之间的矛盾十分突出。如何实现煤矿开采与耕地保护协同发展是我国煤粮复合区亟待解决的瓶颈难题。从平原煤粮复合区采动耕地损毁机理、采动耕地破坏程度评价、开采沉陷控制技术等3个方面分析了煤矿开采和耕地保护协同发展的研究现状与存在问题。在此基础上结合耕地保护面积大、变形耐忍度高等特点，提出了一种面向煤矿开采和耕地保护协同发展的源头控制与修复治理有机结合的绿色开采区域性岩层及地表变形控制技术途径，建立了相应的地表变形预测及控制设计方法，并指出了平原煤粮复合区煤矿开采和耕地保护协同发展的重点研究方向：平原煤粮复合区耕地采损驱动机制、采煤沉陷耕地防护阈值体系、面向耕地保护的煤矿绿色开采区域沉陷协调控制理论与方法，以期推动煤粮主产复合区煤矿绿色开采与耕地保护协同发展。     

工作面开采沉陷对农田土壤和植被碳库扰动预评价

为了明确煤田工作面开采沉陷对农田土壤和植被碳库的扰动影响,分别选取了开采沉陷坡面样区和未受开采沉陷影响对照区,在对沉陷样区坡度进行预测的基础上,运用DNDC模型模拟了实验区2013—2015年的农田土壤有机碳储量和植被NPP,并对模拟结果进行分析,同时,对DNDC模型在本研究区的适宜性进行了验证。研究结果显示:(1)在煤田工作面开采沉陷影响下,农田土壤和植被碳库有显著的失碳效应,且随煤田工作面开采工作的持续,其碳损失量越大。(2)在开采沉陷区,坡度的升高是农田土壤和植被碳库储量发生明显变化的主要原因。(3)通过精度评价发现DNDC模型可准确模拟煤田开采沉陷区农田生态系统碳循环过程,基于DNDC模型的煤田开采沉陷下农田土壤和植被碳库扰动预评价精度整体上较好。     

高潜水位采煤沉陷地复垦治理对策研究

介绍了高潜水位采煤沉陷地煤粮复合、耕地损毁及复垦治理情况,指出了现有政策条件下采煤沉陷耕地报损核减制度缺失、征收补偿标准不合理、失地农民社会保障制度不健全、土地流转政策缺乏以及多重税费企业负担重是该区复垦治理中存在的主要问题,创新性提出了建立高潜水位采煤沉陷耕地报损核减政策及相关配套政策是从根本上解决政府、企业和失地农民最大困难的治本之策,并从增强土地保护意识、提升开采和复垦技术水平、加大复垦治理政策和资金支持角度提出了建议。     

开采沉陷对矿区土地资源的采动效应研究

基于生态场理论和GIS技术研究矿区土地资源的采动效应。首先介绍了采动土壤特性测算、采动变化规律分析及土壤采动损害评价的程序方法;然后叙述了采用RS和GIS空间分析技术对土地资源各采动生态位指标进行量化,并基于生态场理论和开采沉陷学分析土地资源的采动空间分异特征、采动累积效应及其延迟效应的过程。对山西潞安集团五阳矿井采煤沉陷区的实例分析表明,耕地土壤特性与开采沉陷明显相关,1997年至2002年间采动生态元耕地和植被覆盖率上升而建设用地覆盖率下降,研究区土壤侵蚀以轻度和中度为主且明显存在采动延迟,土地利用集约度指数终采后10 a逐步进入稳定期,各地类的流失与来源组成趋于稳定,说明土地利用方式摆脱采动影响并进入新的动态平衡状态。     

我国采煤沉陷土地损毁及其复垦技术现状与展望

针对我国东部采煤沉陷区生态问题,介绍了沉陷耕地损毁评价定级和沉陷区复垦耕地生产力评价方法;提出了矸石充填复垦、就地取土复垦的剖面构建方法及区域农业景观再塑技术;介绍了采煤沉陷区次生湿地生境、植被景观、人工景观构建技术与水质修复方法;提出了采空区探测、采动地基稳定性评价、采空区地基加固、抗变形建筑的采煤沉陷区工程建设一体化技术。最后展望了采煤沉陷区生态修复技术的研究发展方向。