单一工作面不同煤厚开采下边采边复模拟研究

我国井工煤矿开采导致了地面沉陷问题的出现,地面土地损伤严重,传统采煤沉陷地稳沉后再复垦的方式存在恢复土地率低、复垦周期长等问题。随着边采边复理论的提出,边采边复技术在高潜水位采煤沉陷地的应用展现了一定的优越性。边采边复技术要在沉陷过程中采取复垦措施,需要对其动态沉陷过程进行模拟和分析,而不同采厚下导致的地面沉陷过程及规律有所不同,因此对不同采厚下边采边复的模拟研究很有必要。文章采用室内模拟方法,以东滩煤矿单一工作面为模拟试验区,利用开采沉陷预计软件(MSPS)对不同采厚(2m,5m,8.65m,10m)在各开采阶段下的动态沉陷进行预计,基于该地面沉陷特征,设计了不同采厚下的边采边复复垦方案,并进行了对比分析。     

自燃煤矸石山温度场的构建及四维显示

表面温度监测是寻找自燃煤矸石山着火点位置并对其针对性治理的基础。本文创建了红外成像仪结合全站仪对自燃煤矸石山表面温度场外业数据采集方法,使用三角形内插原理对数据处理,完成了温度场的构建并且进行精度验证,证明了此方法可行性。运用Matlab的Griddata函数对温度场数据进行预处理。利用contour函数绘制等温线,分析出煤矸石山表面温度变化走向;利用surf函数将煤矸石山表面温度场四维显示。     

基于ArcGIS的煤矿开采沉陷预测与可视化分析

以山东平原矿区某新开发矿区为研究对象,应用基于概率积分法的MSPS软件对其首采区的开采沉陷情况进行了模拟开采预测;利用ArcGIS强大的空间分析和图形显示功能对预测结果进行了可视化分析和三维立体显示;将预测结果与实际沉陷情况进行了对比,结果表明：预测结果真实地反映了开采沉陷对周围环境的影响范围及影响程度,可为该新开发矿区的采煤塌陷的提前治理及压煤村庄的搬迁选址提供真实、科学的依据。     

边采边复耕地区动态施工标高模型构建与实例分析

在进行边采边复规划设计过程中,实地复垦施工时耕地区应当采取的施工标高,关系到整个复垦工程的成败,尤为重要。因此为了更好的指导复垦工程实地施工,以边采边复技术思想为指导,首先系统分析了影响耕地动态施工标高的三大因素,在此基础上构建了耕地动态施工标高的理论模型。并结合动态沉陷模型和概率积分法,根据单一煤层和多煤层不同开采条件下地面沉陷特点,分别推导出了单一煤层和多煤层不同开采条件下,耕地动态施工标高的数学模型。最后以安徽某高潜水位煤矿为实例,分别对两个不同复垦施工时刻,耕地区A1,A2点的施工标高进行模拟分析计算,当复垦施工时刻t_(s1)=210 d时,两点的施工标高分别为23.6,24.2 m,t_(s2)=296 d时两点的施工标高分别为22.9,23.7 m,结果表明耕地动态施工标高模型具有很好的适用性,这将促进边采边复技术的推广应用。     

基于两端逼近算法的边采边复基塘布局确定方法

为了优选确定采煤沉陷地边采边复规划设计中最佳基塘复垦布局、提高耕地恢复率、降低复垦成本,根据边采边复技术思想和采煤沉陷特征,分析了影响边采边复基塘布局的4个方面因素,并在此基础上建立了基于两端逼近算法的边采边复基塘布局确定方法和流程,以安徽省淮南市某高潜水位煤矿为研究对象进行了模拟验证。结果表明:该边采边复基塘布局确定方法简单有效,与传统复垦最终基塘布局相比耕地恢复率可以提高17.48%,更好地保护了当地珍贵的耕地资源,保障了粮食安全;与此同时在基塘比例一定的情况下,边采边复最终基塘布局能够节省约13.40%的外来充填土方费用,从而降低复垦成本。     

采煤塌陷深积水区现状分析与治理对策探讨

文章分析了采煤塌陷深积水区在全国分布的特点及其对耕地的影响,选择了最具代表性的淮北、淮南、济宁、菏泽四市,对其深水面的分布特点与损毁特征进行了详细分析,并介绍了四市各具特色的采煤塌陷深积水区治理方式,总结出了综合养殖模式、平原水库模式、湿地生态公园模式、休闲观光旅游模式四种采煤塌陷深积水区复垦治理的典型模式,为以后采煤塌陷深积水区的治理利用提供参考。     

考虑原始地形的采煤沉陷积水范围确定方法

高潜水位矿区采煤沉陷后,将导致大面积积水,给当地的生态环境、工农业生产以及人民生活带来了严重影响。目前土地复垦方案编制过程中需要对未来沉陷积水范围进行预测,常规做法是根据预计的下沉等值线和当地潜水位埋深确定采煤沉陷后的积水范围,由于没有考虑原始地形的影响,通过这种简单预测所获得的积水范围往往与实际积水范围有所差异。本文利用GIS提供的空间分析功能,将原始地形纳入地表沉陷分析中确定了煤炭开采后地面将出现的积水区域范围,并通过高分辨率遥感影像获取实际积水信息,对以上两种方法确定的沉陷积水范围进行了精度对比分析。研究结果表明:考虑原始地形后确定的沉陷积水范围与传统未考虑原始地形方法相比,其面积相对精度提高了约13%,位置精度也由传统方法的106提高到58,因此考虑原始地形确定沉陷积水范围的方法更加科学合理,且更贴近于实际情况,这将为采煤沉陷地复垦规划与方案提供精确的基础数据,从而促进复垦工作的实施与开展。     

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。     

淮南潘集矿区土壤重金属污染及生态风险评价

以淮南潘集矿区为研究区域,分别采集该区域煤矸石充填复垦地和未沉陷农田土壤样品,分析Pb、Cd、Cr、Zn、Cu、As、Hg 7种重金属元素含量,并在此基础上对土地受重金属污染程度和由此产生的潜在生态风险进行了评价。结果表明:煤矸石充填复垦地与未沉陷农田的土壤重金属含量没有显著差异,复垦后不同土地利用方式下各重金属指标也不存在显著差异;7种重金属含量间无显著正相关关系,推测无明显同源性;研究区域内普遍存在Zn、Cr复合污染现象,单因子污染指数Zn>Cr>Cd>As>Cu>Pb>Hg,综合污染程度介于重度污染和中度污染之间;潘集矿区复垦土地和未沉陷农田土壤中全部7种重金属元素的潜在生态危害系数均小于40,属于轻微生态危害。