济宁采煤塌陷地区生态适宜度评价

选取济宁市兖州区、邹城市部分煤矿开采区为研究对象,针对影响采煤塌陷区生态环境的主要因素,以生态位适宜度的理论为基础,利用层次分析法和德尔菲法构建矿区生态适宜性评价体系及模型,并通过多因子评价综合叠加方法和空间分析原理评价矿区生态适宜性的区域分布特征,最终实现矿区塌陷土地的生态适宜度综合评价的可视化。研究结果表明,生态环境适宜区域分布在泗河和白马河沿岸,面积约12.092km2,占研究区域面积的17.25%;生态环境最不适宜区域主要分布在采矿厂、矸石山、城乡建设用地周围,面积约5.72km2,占研究区域面积的8.16%。     

矿区生态环境定量遥感监测评价技术框架与应用

为了践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,平衡矿产开发与生态环境保护,迫切需要对矿区生态环境开展动态监测并进行科学评价。本文立足于矿区生态环境场景的特点,在剖析矿区生态环境要素的时空变化特征及其差异性、矿区开采修复活动对生态环境要素影响机制及各要素协同演变规律基础上,为满足新时期矿区生态环境监测与评价的要求,构建了矿区生态环境定量遥感监测与评价的“数据-监测-评价-应用”技术框架。该框架充分利用以遥感影像数据为主体的矿区多源大数据,发挥人工智能与定量遥感等技术手段的优势,以高频次、大面积、长时间、多要素协同、定量反演的方式对矿区生态环境要素进行监测和质量评价,可应用于矿区开采活动监测、矿区生态环境诊断、预警和修复效果评估等方面。最后,介绍了技术框架的两个应用实例,展示了该技术框架的有效性与应用方式。     

不合理采矿威胁长江两岸生态环境

长江流域是我国重要的矿产资源地,不合理的矿产资源开发对长江两岸的生态环境造成了严重影响。青藏高原、横断山区和云贵高原是主要的生态环境脆弱区,频繁的采矿等人类活动造成的生态破坏较难恢复和抚育。横断山区、云贵高原和武陵山区地质灾害广泛发育,不合理采矿工程建设会进一步加剧地质灾害发育条件。四川盆地、武陵山区和长江中下游平原水资源丰富,分布着重要的国家自然保护区,是生态环境敏感区,矿产资源开发引起的水土污染威胁沿线保护动物的生存繁衍和居民的身体健康。随着国家一系列政策出台,长江流域生态环境保护修复统筹规划、多措并举,逐渐由被动的恢复型环境治理逐渐向发展型环境保护和开发方向转变。     

基于遥感生态指数的宝日希勒露天矿区生态修复效果评估

煤炭资源露天开采严重破坏了矿区及周边的生态环境,而实现绿色发展则要求矿山企业及时对遭受破坏的地区进行环境治理和生态修复.为评估宝日希勒露天矿区的环境治理和生态修复效果,本文选取该矿区范围内多时相Landsat遥感影像,计算该区域1996—2019年期间的遥感生态指数,并在矿区内部选取已修复区域和对照区域,通过对比矿区开...     

长江经济带水资源福利绩效时空演变及空间效应研究

基于2008—2017年长江经济带11个省市的面板数据，利用非径向Super\|SBM模型测算各省市水资源福利绩效， 并在此基础上，运用非参数Kernel核密度估计以及标准差椭圆模型研究水资源福利绩效的动态演进过程，采用全局Moran's I 指数和空间面板模型进行空间效应分析，以期为促进长江经济带生态环境修复和生态文明建设提供参考。研究表明，2008—2017年长江经济带水资源福利绩效不断波动并呈小幅上升趋势，其中东部地区最高，西部地区次之，中部地区最低，绩效重心整体往东北方向移动。长江经济带水资源福利绩效存在空间集聚效应和空间溢出效应。技术进步对水资源福利绩效起正向作用，环境规制和城镇化水平对水资源福利绩效起负向作用，产业结构和外商投资水平的影响不显著。因此建议协调区域发展模式，不断进行科技创新；构建区域合作交流机制，扩大正向空间溢出；出台更本土化的政策措施。     

生态艺术公园——我国废弃矿区治理新模式研究

简要综述了国内外废弃矿区治理的历史，在借鉴了发达国家艺术园区和景观公园的优秀案例后，提出了在我国条件适宜的废弃矿区上建立生态艺术公园的设想，建议在公园内嵌入“大地艺术+工矿区游览+景观公园+艺术园区”的主题模式；并以京西某废弃矿区为实例，形象地展示了生态艺术公园的建设理念。生态艺术公园模式旨在通过生态设计和视觉设计，更新废弃矿区工业设施的功能和应用，使矿业城市在经济转型过程中逐步实现经济、社会、文化的良性循环。     

基于遥感信息的矿区生态扰动监测研究——以迁安市为例

矿产资源开发会引发一系列环境问题,制约了矿区城市的可持续发展,矿区生态环境扰动监测已成为矿区城市生态文明建设的重要组成部分。为研究矿区活动及矿区生态修复对我国典型矿产资源型城市——迁安市生态环境的影响,利用2000—2018年Landsat系列遥感数据对该市矿区生态扰动进行了监测研究。利用随机森林（Random Forest, RF）算法对迁安市2000—2018年间矿区演变进行了提取研究,并构建了遥感生态指数（Remote Sensing Ecological Index, RSEI）定量分析研究区生态环境质量及变化特征。研究表明：2000—2018年间,迁安市矿区范围变化明显,矿区总面积明显变少,且有修复效果优良的矿区;该市生态环境质量整体呈现波动下降趋势,其变化与矿区活动及矿区生态修复具有较强的相关性。结合RSEI时空分布与矿区生态修复活动,迁安市生态环境变化可分为两个阶段：①2000—2008年间,生态环境质量主要由优、良向中、差转变,生态环境质量改善和恶化面积占比分别为20.18%和34.31%;②2008—2018年间,生态环境质量整体上升,生态质量改善面积占比达到43.11%,且变化具有明显的区域性。2000—2018年,迁安市生态环境经历了先恶化、后逐步恢复的过程,表明该市在实行功能分区、健全矿产资源规划和矿区分区治理政策后,生态环境得到改善,生态修复效果显著,为矿区城市环境治理和生态文明建设提供了参考。     

保水采煤面临的科学问题

保水采煤理念是基于榆神府矿区开发初期采煤引起的潜水位下降、植被退化而提出的。经过多年理论研究和工程实践,已初步建立了保水采煤技术体系,有效指导了生态脆弱矿区煤炭资源开采和生态环境保护。在国家关于生态文明建设标准日益提高的格局下,我国西部干旱半干旱地区煤水资源共生区生态环境保护面临历史考验。首先综述了保水采煤技术取得的成果,认为地质条件探查、岩层移动、保水采煤方法等方面的研究基本解决了单煤层开采中存在的突出问题,而生态脆弱矿区水与生态约束和生态修复与重构方面的研究滞后。其次探讨了保水采煤领域中5个紧密相关的科学问题,包括矿区依赖地下水的植被对煤层开采的约束程度的识别、量化及监测,大采高和重复采动条件下导水裂隙带高度探测与预测方法,有效隔水层厚度的量化与评价,大采高和重复采动条件下采动岩层(覆岩)控制及矿山生态环境影响机制、矿山生态损害监测与评价、矿山土地复垦与生态重建技术、生态修复策略及效果评价等。在新形势下,矿区生态环境保护的责任和任务重大,有待于投入更多研究来支撑我国西部矿山保水采煤理论与技术的突破,促进绿色矿区建设。     

城郊型矿区复垦功能分区研究——以鹤岗市益新煤矿为例

益新煤矿作为鹤岗市唯一一座城郊型矿区,矿区范围内城市居民点用地分布较广,占矿区总面积的60%以上。由于开采历史悠久,地表建筑物破坏严重,随着煤炭资源的进一步开采,势必造成更加严重的生态破坏,必须通过土地复垦工程来改善矿区生态环境。考虑省级生态功能区划、园林城市建设及城市可持续发展的需要,将研究区建设用地复垦为生态用地,作为过渡性用地类型。同时根据道路状况及周边环境状况等区位因素,将矿区内废弃居民点建设用地划分为3大主体生态功能区：观赏林区、生态林区、经济林区;对原土地利用类型为农用地的仍复垦为农用地。通过复垦功能分区研究,可以指导矿区复垦工程投资,改善鹤岗市生态环境,促进鹤岗市的可持续发展。     

矿产资源开发环境响应时空演化机制研究——以雅砻江流域某铜矿区为例

矿产资源开发会对周围环境产生不同程度的影响。以水系沉积物实际采样分析的地球化学数据为基础,结合GIS技术研究某铜矿资源开发的生态环境影响时空演化机制。首先通过GIS插值分析Cu元素的空间分异,然后通过矿区水系剖面和小流域及缓冲区分析可知:1985—2015年间三条水系沉积物中Cu含量总体趋势均有较大幅度的增加,对下游矿区附近环境影响较大。挖金沟水系和海底沟水系沉积物Cu元素含量从上游到下游先增大后减小,因为中游靠近挖金沟矿山,所以含量先增加,随着与矿山的距离增大而逐渐减少。江浪沟下游靠近矿区本部,所以含量逐渐升高。说明水系沉积物中Cu含量在矿区附近含量较高,对环境影响较大,并且会随着水流方向影响逐渐变小。掌握了这些规律,就可以在金属含量较高的区域用更少的采样点来对矿区环境的响应程度进行分析,从而节省采样和化验的费用,符合经济效益。最后根据矿产资源开发产生污染分布演化规律提出相应的生态保护措施。      

鄂尔多斯煤田高强度井工煤矿开采对土壤物理性质的扰动

为给矿区水土流失防治与生态保护等提供理论依据，在对大柳塔52303工作面不同地表影响区域(非采区、外拉伸变形区、内拉伸变形区、压缩变形区和中性区)0.10~0.15 m深度土壤进行开采前后同位置取样测试的基础上，基于统计学和地统计学理论相结合的方法，分析了煤炭开采对土壤物理性质扰动的统计变化规律和空间变异规律。研究结果表明:① 从开采后相对于开采前的平均值变化来看:天然含水量、容重、黏聚力显著减小，尤其天然含水量和黏聚力减小更明显，两者分别减小24%和48%；内摩擦角增加了9%。说明开采显著降低了容重，尤其是天然含水量和黏聚力的平均值，增大了内摩擦角平均值。② 开采对天然含水量、内摩擦角以及黏聚力的扰动具有明显的空间规律性，并且受天然含水量变化的影响，开采对黏聚力和内摩擦角扰动的空间规律性与开采对天然含水量影响的空间规律具有很强的相关性。在外拉伸变形区开采降低了黏聚力；由内拉伸变形区向中性区方向，开采降低天然含水量和黏聚力越来越明显，增大内摩擦角越来越明显。③ 开采后，天然含水量、内摩擦角以及黏聚力的块金值不同程度减小，有机质和天然孔隙比的块金值不同程度增加，说明开采增强了天然含水量、内摩擦角以及黏聚力的空间依赖性，减弱了有机质和天然孔隙比的空间依赖性。因此，建议该区域水土流失防治应该重点针对内拉伸变形区、压缩变形区以及中性区进行，土壤修复应重点针对天然含水量、黏聚力、内摩擦角以及容重进行，生态恢复则要考虑区域间和变量间的联系性。     

露天磷矿山采空区绿色复垦技术研究

以我国最大的露天磷矿开采企业--云南磷化集团有限公司为工程背景,云南磷化集团的磷矿山都分布在高原湖泊滇池的周边,具有较大的生态环境压力。针对在矿区开展生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建是企业发展的当务之急这一要求,以该企业所下属的昆阳、晋宁、尖山、海口等4大磷矿山的矿山开采采空区为实际研究对象,围绕绿色矿山建设中环境保护这个基本点,针对露天磷矿山（以云南磷化集团为例）开采与土地复垦等磷资源开发利用的2个环节,重点研究磷矿山土地复垦和生态恢复等关键技术,并将矿山生态恢复的关键技术在云南磷化绿色磷矿山建设过程中进行集成和综合示范。相关的研究成果可为我国磷矿行业的绿色矿山建设提供技术、理论指导和工程示范,对于推动绿色磷矿山建设具有重要的实践和指导意义。     

论煤矿区生态环境的自修复、自然修复和人工修复

煤炭开采不可避免导致矿区生态环境的破坏,过去大多数研究和实践都是侧重人工修复,如何区分和合理选择及应用自修复、自然修复和人工修复,对经济合理地修复矿区环境具有重要意义。在阐述矿区生态修复概念的基础上,分别对人工修复、自然修复和自修复及其相互关系进行了讨论和分析,提出成本效益型矿区生态环境修复战略。研究表明:对矿区损毁的生态环境通过人工或自然的力量恢复的过程分别称之为人工和自然修复;生态系统的自修复、自我修复都是依靠自然界自身的力量,统称为自然修复。矿区生态环境的自修复是指采矿驱动力在对地表生态环境造成损毁的过程中,又自动修复部分生态损毁的现象和过程。基于开采沉陷学原理,揭示了煤矿区自修复的机理。矿区生态修复应该首先根据损毁的自然条件,分析是否存在自修复和自然修复的可能性并尽可能发挥自修复和自然修复的作用以节约修复成本;科学划分自修复、自然修复和人工修复的区域并采用相应的修复对策;对生态脆弱区尤其要重视自修复和自然修复,尽量减少人工修复,最终实现生态系统的自然演替和平衡。     

中国煤矿区生态修复规划的方法与实例

煤炭开采引起矿区周围景观和生态环境的破坏,土地破坏、环境污染等严重影响了生态系统的正常运转,影响了矿区周围居民正常的生活.近年来,随着世界对生态环境保护工作的重视,煤矿区生态修复已成为各界普遍关注的问题之一.在介绍中国煤矿区生态环境破坏情况的基础上,阐述了煤矿区生态修复规划的原则、意义、程序和方法,并以门头沟区煤矿废弃地生态修复规划为例,具体介绍了煤矿区生态修复规划的程序及研究内容,可以对相关研究及实践有一定的指导作用.     

控制采矿干扰扩散的生态关键地段识别研究——以大冶市为例

控制采矿干扰扩散的生态关键地段对维持生态系统有着重要的意义。以典型的矿业城市大冶市为例,在GIS技术的支持下,根据最小累积阻力面模型原理,将作为“源”的矿山企业的影响系数进行量化,系统研究了干扰扩散的阻力构成和运作机理,构建了采矿干扰扩散的阻力面模型（MIDR）,最终识别出控制采矿干扰扩散的位置型关键生态地段,并对其空间分布的位置和规律进行了分析。结果表明,大冶市控制采矿干扰扩散的生态关键地段覆盖了主要矿山、生态敏感区与脆弱区,约占全市土地面积的23%,这些生态关键地段是维系矿业城市生态平衡与安全、改善环境质量的重点区域,加强这些关键地段的监管,能够有效控制矿山外部性的外溢,实现区域可持续发展。     

北京周边重点矿山开采区的植被恢复状况评价

北京地区矿产资源丰富、矿种多样,频繁的矿山开采活动严重地破坏了矿山周边的生态平衡。近年来经过各级国土资源部门的努力,矿山周边环境治理与保护工作力度不断加大。了解北京市重点矿山开采区整体环境变化状况对于合理制定环境保护政策、平衡矿产资源开采与环境可持续发展具有重要的意义。本研究利用了2000年、2005年、2010年和2015四个时期的Landsat TM/OLI影像,采用像元二分模型反演了北京市重点矿山开采区的植被覆盖度,揭示了2000~2005年、2005~2010年以及2010~2015年矿山开采区植被覆盖度的时空变化特征,对矿山开采区的生态环境变化进行了定性定量的分析与评价。研究结果表明,门头沟区与密云区在三个时期中植被复绿和退化均相对不明显,当地政府在矿产资源开发的同时对周边生态环境的保护工作一直高度重视;房山区在2000~2005年间由于矿山开发使得周边植被退化,但在后两个五年阶段政府在矿山开采的同时加强了周边生态环境保护工作。说明矿山环境恢复治理工作进展比较顺利,取得的成果比较明显,为全市建设绿色矿山打下了良好基础。     

灵新煤矿地下水库煤柱坝体合理尺寸研究

近年来,煤矿地下水库技术已成为西部地区保护和利用矿区水资源的重要手段,地下水库矿井水已成为西部地表生态灌溉的重要水源之一。以西部矿区灵新煤矿近距离倾斜煤层群采掘地质条件为工程背景,针对该矿首座煤矿地下水库建设过程中遇到的煤柱坝体留设问题,采用数值模拟的方法,分析了六采区工作面开采和水库储水压力两大因素对煤矿地下水库煤柱坝体的影响。研究表明:相关工作面回采后,会在煤柱坝体及邻近围岩中产生塑性区,随着煤柱坝体宽度的增加,煤柱坝体及附近围岩中塑性区相互贯通的趋势逐渐减弱。当煤柱坝体宽度增至50 m时,塑性区相互贯通的现象消失;当煤柱坝体宽度增加到60 m时,煤柱坝体及邻近围岩中的塑性区间距(塑性区未贯通区域)扩大至40 m左右。在储水压力作用下,煤柱坝体及邻近围岩中的塑性区裂隙将发生二次扩展,随着水压的增大,裂隙扩展长度逐步增大,在3 MPa水压(储水高度300 m)作用下塑性区裂隙扩展长度达到5 m左右。因此,为防止水力作用下煤矿地下水库透水灾害的发生,认为煤柱坝体合理尺寸应取60 m。     

基于生态恢复的平顶山市低山丘陵区资源利用方向

低山丘陵区退化生态系统的恢复不仅是一个生态问题,也是一个经济问题。以生态恢复理论为基础,将生态恢复与产业化有机结合,来探讨平顶山市低山丘陵区的资源利用问题,以期为该区域资源可持续利用与社会经济发展提供参考。根据资源特性及其空间差异,将平顶山市低山丘陵区划分为3个资源利用分区,并针对不同分区,提出了相适应的资源利用方向,包括调整土地利用结构、山丘区农林资源综合开发利用、景观资源利用、林业生态工程建设与矿区资源综合利用等。     

复杂环境下的空区顶板岩层移动破坏响应特征研究

为了使赋存于构造应力及河床等复杂环境下的某萤石矿矿体能被安全回采,依据矿山设计总体框架,研究采用现场监测和数值计算手段,分别分析了干式充填和灰砂比1∶4胶结充填采矿作业对空区顶板覆岩移动破坏的响应特征。研究结果表明灰砂比1∶4胶结充填采矿工艺能有效控制空区顶板覆岩移动破坏;干式充填采矿在空区顶板覆岩产出的下沉变形值、主应力差值及塑性破坏区等破坏特征值明显偏大,且采空区顶板覆岩遭受多次剪切破坏,裂隙带与河床贯通,不能保证矿山的安全顺利生产。     

基于3DMine的金属储量核算及富集分区研究

为了解决某金矿矿体赋存环境和围岩软弱破碎等不利条件使矿石开采难度增大、成本增加等问题,首先利用3DMine程序构建金矿三维工程地质模型;然后,基于距离幂次反比理论,结合金矿西区29副地质勘探线剖面信息,对西区1^#、2^#、3^#、4^#、4A^#、5^#、6^#、北矿脉、中间矿脉共9条矿脉进行了金属储量核算和富集分区;最后,根据实际操作能力,按品位值范围将矿体划分为4个富集分区(欠富集区、富集区、较富集区和极富集区);根据实际开采年限,按照品位t=7 g/t划分为2个富集分区(富集区和不富集区)。该研究可为后期矿山开发建设,布置相关开采巷道、溜井、运输平硐、通风井等设施提供决策依据。