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。     

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。     

开采沉陷附加坡度对耕地资源的影响研究

为了掌握开采沉陷所产生的附加坡度对耕地生产所造成的影响,基于开采沉陷理论和通用土壤流失方程,通过模拟实验和ABC分析方法,定量评价了开采沉陷附加坡度对耕地资源的影响。研究结果表明:开采沉陷附加坡度与深厚比呈幂函数关系,当深厚比小于60时,土地损毁程度严重;深厚比位于60~150之间时,土地损毁程度一般;深厚比大于150时,土地损毁程度较轻。研究结果可为矿区土地损毁评价提供理论依据。     

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。     

采煤沉陷土地破坏程度分级研究

根据地表破坏程度将采煤沉陷土地分为轻微、轻度、中度和重度破坏。在探讨采煤扰动下沉陷土地破坏程度影响因素的基础上,选取地表下沉、倾斜变形、水平变形和沉陷后的潜水位埋深作为评价因素,并对各评价因素进行了分级量化研究,研究结果对于合理评价采煤沉陷土地破坏程度,选择最优复垦方向、制定最佳的复垦对策和复垦工艺都具有一定的指导意义。     

采煤沉陷区土地高效利用模式探讨

采煤沉陷区土地受沉陷威胁及污染损毁,难以得到高效利用.为有效提高采煤沉陷区土地资源利用效率、控制矿区生态环境持续恶化发展,根据稳定性差异及禀赋条件,为采煤沉陷区选取适宜的治理修复模式.在采煤沉陷区生态环境及地质灾害问题分析研究的基础上,根据其稳定性差异,以交通地理位置为主导,以矿区内部及周边土地利用现状、植被覆盖情况为...     

采煤沉陷地复垦适宜性评价探讨——以安山矿区为例

文中以安山矿区的自然状况和地质采矿条件为前提,建立了土地破坏程度评价指标体系,在此基础上对安山矿区采煤沉陷破坏土地复垦利用方向的适宜性进行了评价,确定了安山矿区采煤沉陷破坏土地的复垦利用方向,对类似条件下的矿区采煤沉陷地复垦具有一定的参考价值.     

我国采煤沉陷区综合治理技术现状与展望

随着社会的进步和发展生态文明建设已被提升至国家发展战略,针对采煤沉陷损毁土地引发的生态环境及土地利用问题,对我国采煤沉陷区建设利用、沉陷积水区生态修复及西部干旱半干旱区生态修复技术进行了系统的研究和分析。结合我国国民经济发展总体规划和煤炭发展规划,探讨了未来我国采煤沉陷区综合治理方面急需解决的关键技术问题,研究成果可为我国采煤沉陷区生态修复提供借鉴。     

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。     

宝鼎矿区采煤沉陷区损毁特征及治理措施研究

在多年的煤矿开采历程中,宝鼎矿区形成了大范围的采煤沉陷区,导致区内土地和生态环境破坏、建筑物损毁、矿山地质灾害频发,造成了巨大经济损失,严重危及矿区居民生命财产安全。矿区和城区纵横交错、管辖范围的纵横交错、治理责任的纵横交错,导致宝鼎矿区采煤沉陷区的治理责任难以界定。城区被采煤沉陷区包围,城市建设和地方经济发展受到极大限制。通过总结宝鼎矿区采煤沉陷区特征,提出了采煤沉陷区治理思路、措施及建议。     

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。     

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。     

基于连通性分析的采煤塌陷地复垦利用潜力评价

新时代采煤塌陷地复垦要求构建科学合理的现代规模农业发展格局,然而以往采煤塌陷地治理项目仅仅针对地块条件,较少考虑地块间的连通性问题,制约了复垦利用成效。本文首先对未修复采煤塌陷地地块与周边耕地进行景观连通性评价;然后以耕地为复垦导向建立了采煤塌陷地复垦利用潜力评价指标体系和评价模型,评价了研究区的采煤塌陷地复垦利用潜力。研究表明：(1)徐州市采煤塌陷地复垦为耕地后对耕地生态网络结构的贡献程度均较高,连通性水平1级至3级的采煤塌陷地占总面积均超过98%;(2)徐州市共有采煤塌陷地11121.27公顷,其中有面积为7906.22公顷的塌陷未积水区景观连通性较高。其中复垦利用潜力为1级至3级的塌陷地适宜复垦为耕地,面积为6060.57公顷,占比76.65%。基于连通性分析的采煤塌陷地复垦利用潜力评价,可以为采煤塌陷地复垦专项规划提供科学依据,促进采煤塌陷地科学合理展开修复,缓解地区土地利用瓶颈约束。     

煤矿塌陷区景观生态研究

基于景观生态学理论,研究塌陷区土地资源的破坏规律。以徐州市贾汪区的采煤沉陷地为研究对象,对沉陷地的图斑形状和规模分别进行了研究,研究的结果表明:同标准田块相比,沉陷地的斑块指标平均值接近优质农田,但变化幅度较大。图斑面积变化较大,面积小于500亩的图斑较多,占总地块数的65%,占总面积的27%。并以贾汪区商湖复垦项目为对象,分析了复垦前后的景观结构变化,结果表明,复垦工程实施后土地资源的可持续利用能力明显提高。     

采动区建筑物损害综合评价技术研究

采动区建筑物破坏一直是大量学者研究的重点,然而建筑的破坏往往不是单一原因造成的,而是多种因素协同作用下的结果,这给采动区建筑损害预计评价带来困难,所以亟待开展研究。本文以采动区受损建筑物为研究对象,首先对造成采动区建筑物受损的主要因素进行分析,建立采动区建筑物受损风险的评价指标体系,在此基础上建立采动区建筑物损害综合评价模型,可为采动区建筑物损害前期的预防保护与后期的鉴定赔偿工作提供一定的参考。     

GIS在采煤塌陷区建设适宜性评价中的应用

 在对被破坏土地调查和预测的基础上,综合考虑了采煤塌陷状况、地表水系、地质构造及区位条件等影响因子,建立了采煤塌陷区建设适宜性评价指标体系,并采用层次分析法确定了各影响因子的权重;利用GIS多因素综合评价方法,对研究区土地资源的建设用地适宜性进行了评价,并划分出了适宜性等级。结果表明,在不考虑基本农田因子的情况下,研究区内的宜建土地面积为59.15km2,占研究区面积的57.4%,不仅提高了土地利用节约集约利用水平,还可为压煤村庄搬迁和矿区可持续发展提供用地保障。     

城市采沉区次生湿地生态治理GIS系统空间数据组织

随着人工湿地生态治理技术的发展及生态城市建设的推广,塌陷区生态的评估与管理是当前矿业工程的热点之一。针对塌陷区生态治理与评估的实际需求,以资源型城市唐山为例,运用COMGIS二次开发技术,设计城市采沉区次生湿地生态治理GIS系统的总体结构,有机结合了生态园区空间信息、采沉区塌陷信息、及不同时相的遥感数据,创新了GIS图属结合数据库模式,实现第二层次数据库的索引链接,组合人工次生湿地评估、城市采沉区生态治理等多种相关信息,构建图数结合的信息平台,为采煤塌陷地的复垦与生态治理的评估与空间分析建立一种全新的数据平台。     

采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术及应用

以淮北矿业集团拟建办公中心在采煤沉陷区进行建设为例,提出了针对老采空区的综合勘察技术;基于老采空区残余空间、破裂岩体裂隙分布规律、建筑荷载作用下老采空区的变形破坏规律及地表变形的时间效应,提出了采煤沉陷区建设用地地基稳定性评价方法;基于工程实践,提出了老采空区注浆治理的设计和检测方法,并初步形成老采空区治理效果检验标准;最终形成了包括老采空区勘察技术、采煤沉陷区地基稳定性评价技术、老采空区注浆治理技术、注浆效果检测及后评价技术的采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术。该技术的应用为采煤沉陷区土地资源利用提供了新途径。     

高潜水位矿区塌陷土地复垦效益估算研究

高潜水位矿区塌陷土地复垦效益是投资决策的重要依据之一,本文在祁东煤矿复垦项目调查的基础上,借鉴复垦效益评价文献,建立适宜高潜水位矿区塌陷土地复垦效益评价的指标体系,运用系统动力学(SD法),净现金流法,收益还原法和生态系统服务价值法等方法估算相关效益值,并以祁东煤矿复垦项目为例,对土地复垦效益进行评价,包括经济效益、生态效益和社会效益的评价,表明采用适宜的评价方法进行定量化研究其综合效益的可行性,明确塌陷土地复垦各利益相关方的效益值,对于土地复垦工作的推进具有重要的现实意义和应用价值。     

淮南潘谢矿区土地与水域演变趋势及治理对策

淮南潘谢矿区为高潜水位煤层群开采条件,随着煤炭大规模开发,引起地表大范围的沉陷导致生态环境发生严重变化,在现状调查的基础上,结合矿区生产规划,应用开采沉陷预测技术、地理信息及遥感技术,对淮南矿区土地、水域演变趋势进行研究并提出治理对策。分析结果表明沉陷区土地面积占比整体快速下降,而水体面积占比快速上升,到煤炭资源采毕后,淮南潘谢矿区范围内（不包括留设煤柱保护的建筑用地）积水面积相当于100个西湖,达597.6km2;蓄水容积相当于3个太湖,达143.6亿m3;生态系统结构由陆生生态系统转变为水陆复合生态系统。鉴此提出一套湿地生态系统重构、生态农业构建等多种治理模式相结合的复垦和生态修复体系,充分利用沉陷区并改善生态环境;结合沉陷积水区、天然湖泊洼地及水系相通的条件,将沉陷区开发为蓄水工程,为国家“引江济淮”服务,改善区域水资源短缺现状。