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。     

东部高潜水位厚煤层采煤塌陷地治理措施研究

针对东部高潜水位矿区多煤层开采导致重复塌陷、土源缺乏、易于积水等治理问题,文中在分析东部高潜水位厚煤层矿区采煤塌陷特征的基础上,结合采煤塌陷区的区位优势,提出了土地预治理、矸石充填、湿地景观构建、产业导入等综合治理措施,加快采煤塌陷地土地资源及时恢复利用和矿区生态环境修复,为东部高潜水位厚煤层矿区采煤塌陷地治理提供一点...     

济宁高潜水位采煤塌陷地预复垦 设计方案探讨

高潜水位平原区开采沉陷造成大面积积水,土地复垦难度大、周期长。文中在与传统采煤塌陷地治理方法对比的基础上,系统分析采煤塌陷地预复垦的基本原理和实施步骤;通过构建井下煤炭开采和地面沉陷的时空关系,选择合适的施工时机,明确表土剥离-回填厚度,实现采煤塌陷地预复垦。采煤塌陷地预复垦可以降低积水对表土层的破坏,降低施工难度,缩短土地损毁时间,经济、社会效益明显。     

黄河下游平原煤矿区采煤塌陷地治理的若干基本问题研究

黄河下游流经河南和山东两省,该区域为冲积平原地貌,既是我国的粮食主产区,也是重要的煤炭基地。平原煤矿区煤炭开采最主要的生态环境问题是采煤塌陷并严重积水,造成耕地面积减少、生态环境恶化。以黄河下游平原煤矿区采煤塌陷地为研究对象,针对治理范围、积水机理和稳沉性分析这三大采煤塌陷地治理的基础性问题进行探讨,并研究其治理措施。研究表明:(1)采煤塌陷地治理范围是一个隐伏信息,比较难以精准确定。传统以下沉10 mm的沉陷边界作为治理范围往往过大,应以塌陷对建筑物和耕地的损毁边界作为采煤塌陷地治理范围,对建筑物的损害边界以临界变形值:倾斜i=3 mm/m,水平变形ε=2 mm/m,曲率K=0.2 mm/m~2来确定,耕地损毁边界以对耕地生产力开始产生影响的临界下沉值、临界倾斜值、临界水平变形值的最小值来圈定,并提出耕地损毁临界变形值计算方法和治理范围圈定方法。(2)采煤塌陷地积水是平原矿区生态损毁的主要特征和优选治理技术的关键,它主要与地表下沉量、潜水位、气候、土壤结构和质地等因素有关,通过厘清塌陷后的地表与潜水位的关系,阐述了塌陷积水的机理及动态过程,并以是否积水作为土地损毁程度评价的重要标准。(3)塌陷稳定性是治理措施和时机选择的关键,提出了基于治理阶段性和考虑未来(周边与多煤层)开采影响的塌陷稳定性分析方法。(4)针对黄河下游平原煤矿区耕地损毁严重的问题,改变传统的"末端治理理念"和"零和博弈思维",提出了"采煤与耕地保护协同发展战略"和"边采边复战略",可有效保护和恢复耕地,实现煤炭开采与生态保护的协同发展。     

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。     

动态沉陷复垦在高潜水位采煤塌陷区中的应用

高潜水位地区采煤塌陷后陆地生态环境退变为水生生态环境，大面积采煤塌陷地在地表形成积水移动盆地，复垦难度大，复垦率低，运用动态沉陷复垦可提高复垦率，降低复垦费用，减少塌陷补偿费用，动态沉陷复垦在高潜水位采煤塌陷区具有广阔的应用。     

高潜水位矿区塌陷地损坏评价方法研究——以徐州旗山矿为例

对高潜水位矿区的土地破坏进行评价可以掌握开采沉陷破坏程度,为高潜水位矿区土地复垦提供依据。文章以旗山矿为例,对旗山矿的开采沉陷进行预计,建立土地破坏综合评价指标体系,利用模糊综合评价原理对矿区塌陷地破坏进行二级模糊评价,掌握了塌陷地的破坏程度,为高潜水矿区塌陷地破坏评价提供了理论依据和技术支撑。     

采煤塌陷积水耕地信息提取方法研究——以山东省济宁市为例

济宁市煤炭开采导致耕地塌陷深度大、积水严重,在全国都具有典型性和代表性。采用高分辨率遥感影像（RS）获取信息和地理信息系统（GIS）空间分析相结合的方法,在土地利用现状图、矿井分布图、行政区划图和采煤塌陷地调查统计资料等相关数据的支持下,以人机交互式解译方式对济宁市煤炭开采以来至2009年采煤塌陷导致的积水耕地信息进行了提取。得出：济宁市采煤塌陷导致耕地常年积水面积为4 780.49 hm2,占济宁市耕地总面积的0.78%,治理后和未治理塌陷积水耕地分别占积水面积的57.84%和42.16%;塌陷积水耕地主要分布于济宁市中部的“金三角”地带（曲阜市、兖州市、邹城市结合处）、任城区南部和微山县中部地区,且呈不规则分布状态,多是一矿一片或一矿多片。研究结果表明,将高分辨率遥感图像应用于塌陷积水耕地信息的提取是一种快速高效的方法,为地方政府加强塌陷积水耕地的实时准确监测提供了科学依据。     

开采沉陷预计在矿区土地复垦中的应用

依照安徽某矿区逐年开采计划,利用自主开发的沉陷预计软件MSPS对开采工作面进行预计,分析未来5年内该矿区沉陷区、积水区范围和地物破坏情况,并计算出塌陷地复垦应投入的资金量,为该矿区制定塌陷地复垦远景规划和投入资金提供依据,对其他矿区塌陷地治理有一定的借鉴意义。     

高潜水位矿区采煤沉陷前农用地保护技术决策研究

高潜水位矿区在采煤沉陷前实施农用地保护受到多种因素的制约,需要系统性决策。本文构建了高潜水位矿区农用地保护技术体系,分析了其限制性条件和影响因素,并提出了递进式决策框架。研究表明,针对高潜水位矿区采煤沉陷前农用地保护的技术主要有梯次整理、疏水减损、超前充填和挖深垫浅,主要限制性条件包括沉陷积水、疏水条件、充填物料和国土规划。保护技术的实施还需要考虑施工条件、资金投入、地块质量等因素。沛北矿区已处于资源开采的后期,预计2020—2030年新增沉陷区2 300hm~2,主要为轻度沉陷和中度沉陷,便于实施各类保护技术,农用地减损和提质改造潜力较大。本文研究可为东部矿粮复合区沉陷前农用地保护提供参考。     

赵固矿区高潜水位下开采地表水治理方案

针对赵固地区地质采矿条件,分析该地区的开采损害特点,提出2种方案积极去解决因开采沉陷引起的地表积水对矿区生态破坏以及矿井安全生产的威胁等问题,通过对赵固地区地表水综合治理方案的分析,得出巨厚松散层高潜水位平原煤矿开采沉陷区地表水的治理模式,实现煤炭的开采与灾害治理同步,避免出现破坏后难治理的情况。     

高潜水位开采沉陷区土地利用及其碳储量变化遥感监测

利用遥感影像分类技术监测分析了高潜水位开采沉陷区土地利用覆盖变化情况,并基于已有的不同地类下植物和土壤的碳密度统计数据,对2000—2006年高潜水位矿区土地利用覆盖变化驱动影响下的碳储量变化进行了分析,对比发现土壤碳储量、植物碳储量都有不同程度的减少,研究区总的碳储量减少了约16%;由此说明高潜水位矿区开采沉陷不仅引起了区域土地利用与地表覆盖类型改变,同时还引起了区域总碳储量的减少,应该加强对采煤塌陷区土地的管理和生态治理。     

基于RSEI的采煤塌陷积水对生态环境的影响研究

采煤塌陷积水是东部高潜水位矿区最主要的生态环境问题，但塌陷湖的形成又对生态环境建设提供了难得的水资源，因此，研究塌陷积水后对周边生态环境的影响特征，对于指导矿区塌陷地生态恢复治理与湿地资源保护利用具有现实意义。本文以任楼煤矿塌陷积水区为研究区，以建矿后至今约20年的5期遥感影像为数据源，通过多光谱计算和主成分分析获取RSEI指数，并提取北、东、南、西四个方向数据，通过数据拟合与秩和检验，得出以下结论：（1）研究区生态环境自2000年以来有很大改善，矿区土地复垦与生态恢复成效显著；（2）塌陷积水对周边生态环境总体上产生正面影响，影响具有显著的方向差异性和年度变化特征；（3）塌陷积水对生态环境的影响随距离呈“凸型”抛物线变化，平均影响范围约3.7km，南北向约3.5km，东西向不超过7.8km，塌陷积水区形成后需要经土地整治工程才能最大程度发挥水域生态环境功能。     

高潜水位煤矿区地表沉陷信息提取方法研究

准确、快速、高效地获取采煤沉陷信息对矿区土地复垦具有重要意义,尤其是针对极易形成大面积的地表沉陷积水区以及非积水区的高潜水位煤矿区,土地复垦工作更为严峻。以高潜水位矿区——鲍店煤矿为研究对象,结合并改进水体和非水体提取方法,获取整个矿区的地表沉陷信息。在改进归一化水体指数(MNDWI)的基础上,针对采煤沉陷水体边缘易于和水体信息混淆的特点,提出了增强型改进归一化水体指数(E-MNDWI)。利用Landsat 8数据通过E-MNDWI提取沉陷积水区域;利用哨兵1号A星数据(Sentinel-1A),通过小基线集技术(SBAS-In SAR)提取出沉陷非积水区域;最后进行克里金插值获取矿区下沉量为10 mm的等值线。结果表明:利用E-MNDWI提取沉陷水体精度较高,Kappa系数为85.07%。鲍店矿区西部基本达到稳沉状态,东部地表沉陷较为明显,南部地表略有抬升。监测期内矿区最大地表平均下沉速率为41.69 mm/a,最大下沉量为85.16 mm。截至2017年矿区因采煤造成的沉陷区域面积共10.1 km2,其中沉陷积水区为4.6 km2,非积水区域为5.5km2。选取若干基准点验证沉陷非积水区的提取结果,得到决定系数R2为0.92。利用多源多时相数据,结合多种方法获取矿区沉陷信息,可为煤矿城市生态修复和土地整治复垦提供理论依据,并为今后快速高效监测采煤沉陷区地表形变提供新思路。     

基于高分二号卫星影像高潜水位煤矿区沉陷地土壤含水量监测

高潜水位地区煤炭开采破坏导致地表沉陷出现积水和斜坡,沉陷内土壤含水量会分布不均匀,影响农作物的生长,从而严重影响矿区居民的生产和生活。因此大范围快速、精确监测高潜水位地区煤矿开采区的土壤含水量具有重要现实意义。卫星遥感技术可以快速、准确、高效监测矿区土壤含水量。通过遥感手段对高潜水位采煤塌陷地土壤含水量进行监测,探求出一个比较方便、快速、合理监测高潜水位采煤塌陷地土壤含水量分布状况方法,为矿区环境影响评价、农作物估产、破坏等级评价、耕地损害补偿与土地复垦方案的编制提供参考依据。借鉴土壤含水量遥感监测经验,通过野外实地采集土壤样本并测量土壤光谱数据,在室内测量土壤含水量,分析实测地面光谱数据与土壤含水量的变化关系,结合实测的土壤含水量与光谱特征数据,对土壤含水量与实测水体光谱进行相关性分析,得到土壤含水量光谱数据敏感波段范围。结合高分二号卫星影像谱段数据特点,将实测光谱波长按照波段范围划分为与高分二号卫星影像谱段对应的4个波段,即450~520,520~590,630~690,770~890 nm,再取各个波段范围反射率的平均值与土壤含水量光谱反射率进行相关性分析,寻求高分二号卫星影像监测土壤含水量最敏感的波段数据,在确定遥感探测敏感波段的基础上,建立了土壤含水量与光谱反射率的遥感反演模型,即:S曲线模型、逆函数模型,基于预处理的高分二号卫星影像进行沉陷区地土壤含水量遥感反演,从而得到高潜水位采煤塌陷地土壤含水量的空间分布情况。研究结果表明不同土壤含水量的光谱特征基本相似,实测地面光谱数据与土壤含水量的变化关系为土壤光谱反射率随着波长的增长而增大,呈正相关关系;土壤含水量与高分二号卫星影像数据B3波段的反射率具有显著的负相关关系,可将B3波段作为监测土壤含水量最敏感的波段;通过对S曲线模型、逆函数模型进行分析与检验,S曲线模型比逆函数模型更接近实测值;基于高分二号遥感影像,利用S曲线模型进行遥感反演,可以迅速得到高潜水位采煤塌陷地土壤含水量空间等级分布图。     

济宁采煤沉陷区现状及治理措施

济宁市煤炭资源丰富,开发强度较大。煤炭资源的开采引发采煤塌陷、农田损毁、生态破坏、农民失地等问题,给矿区当地带来一系列经济、社会、环境问题。在分析济宁采煤沉陷区现状、类型、分布及存在问题的基础上,研究采煤沉陷区综合治理的手段和方法,从土地复垦政策、资金、综合治理模式等方面总结济宁采煤沉陷区存在的问题,提出规划引领、综合施策、生态治理的对策和建议。     

基于仿真计算的永城矿区采空区地表沉陷防治研究

煤矿采空区地面沉陷是永城矿区典型、突出的矿山地质环境问题。利用永城矿区特有的地质煤层条件和岩移观测参数,充分考虑采区间、断层、巷道等煤岩柱影响,将各块段的岩移计算参数和数据输入计算机,对煤矿开采造成的地面沉陷区范围进行仿真计算和分析,掌握了沉陷区地表移动与变形值、采煤塌陷耕地面积等基本数据,为制定采煤沉陷区的预防和治理方案提供了可靠依据。综合治理方案实施后,采煤沉陷区将得到有效治理。     

东部高潜水位采煤沉陷区预治理技术初步探讨

预治理技术在解决东部高潜水位矿区耕作层表土保护和开采过程中损毁生态环境及时修复方面有重要作用.为解决预治理技术在应用中面临的复垦时机、动态变形、施工控制、维修管护等问题,文中基于预治理技术原理和长期治理实践,对预治理技术面临的这些问题进行了探讨,并提出了相应的解决思路和措施,为高潜水位矿区采煤塌陷地耕地保护和生态环境及...     

基于GIS的高潜水位煤矿区边采边复表土剥离策略

高潜水位煤矿区采煤塌陷后积水现象严重,积水后再治理造成复垦后耕地所占比例低,复垦成本增多,且施工难度增大。在地面沉陷积水前,预先进行表土的剥离存储以便后期复垦利用,是提高复垦效率的最有效方法。本文以山东某矿工作面为例,结合GIS的空间分析功能,将地面划分为40m×40m的地面格网单元(共7875个),对煤炭开采后地面的动态沉陷过程进行了模拟,明确了地面开始沉陷及出现积水的时间,最后定量的确定了461个地面格网单元表土剥离的时间、范围与深度,剥离的表土可用于后期土地复垦工作。研究有利于井工煤矿区的边采边复技术的研发,并促进开采与治理的同步进行。     

徐州高潜水位采煤沉陷区水土资源开发利用研究

平原区高潜水位采煤沉陷区拥有丰富的水资源,为矿区复垦后的农业生产提了良好的自然条件.结合采煤沉陷土地开发复垦,对平原高潜水位采煤沉陷区进行水土资源功能区划分,有效控制、 调蓄、配置沉陷区水资源,建立水土资源综合、高效利用模式,促进采煤沉陷区生态环境的良性循环.