滇西南晚第三纪含煤盆地的形成与演化

在分析滇西南晚第三纪区域构造背景的基础上，阐述了含煤盆地的形成，按其成因将盆地分为剪切盆地、剪切－拉张盆地和拉分盆地３种类型。盆地为冲积扇、湖泊、沼泽和河流相沉积物所充填，其演化过程可分为５个阶段：强烈沉陷阶段、稳定发展阶段、萎缩封闭阶段、剥蚀阶段和再沉陷阶段。     

采煤沉陷对区域河流汇水影响模拟研究

文中基于已有关于解决煤矿开采与水环境保护问题方面的研究,构建了开采沉陷对河流汇水影响模型,并分析了其影响机理。借助Arc GIS软件提供的水文分析平台,提出了基于DEM的河流汇流影响模拟方法和关键技术,并以某河流水系发达矿区为例,阐述了该方法在实际中的应用。研究结果表明:(1)开采沉陷对河流汇水影响模型分为沉陷盆地在河流主干道、沉陷盆地在河流支流和沉陷盆地近水孤立存在三种类型;(2)开采沉陷对河流汇水造成的影响取决于沉陷对区域地形造成的影响以及地形"短板"在沉陷盆地的位置和数量,基于DEM的河流汇水影响模拟法也是基于这一原理。     

构造应力与节理耦合对采煤沉陷的控制作用

为了得到复杂地质条件下的采煤沉陷特征,提高采煤沉陷预计精度,采用FLAC3D软件模拟开挖挤压构造应力分别为自重应力的0.1,0.5,1.0,1.5,2.0倍和拉张构造应力分别为自重应力的0.005,0.01,0.05,0.1,0.5倍,节理倾角为0°,30°,60°和90°相耦合的55个模型,考察构造应力与节理耦合对采煤沉陷的影响.模拟结果表明:其他地质和采矿条件均相同的条件下,随着挤压应力的增大,地表最大下沉值减少,地表下沉盆地范围增大;拉张构造应力时的采煤沉陷特征与之相反.当构造应力不变时,随着节理倾角增大地表最大下沉值增大,下沉盆地范围减小.因此,节理倾角及拉张构造应力与采煤沉陷正相关,挤压构造应力与之负相关.     

采空滑坡成因机制分析

在现场地质调查的基础上,对滑坡变形破坏特征和发育过程进行了分析,结果表明:滑坡失稳破坏系地下采空诱发,进而对地下采空诱发地表斜坡失稳机制进行了探讨。地下采空导致整个上覆坡体变形沉陷并发生地表浅部滑动破坏,其变形过程可以归结为4个阶段,即煤层开采、后缘拉张、坡体剪切、滑坡发生。     

急倾斜矿体分步充填开采对地表沉陷的影响

为了研究金川镍矿急倾斜矿体利用充填法开采出现的地面沉陷问题,基于三矿区多期地表岩移GPS监测数据,阐明了F17以东地下开采引起地表岩体移动的总体显现特征,在此基础上,分析了出矿量和地表沉陷盆地体积之间的关系,运用ADINA软件,对不同充填开采条件下围岩应力场、位移场变化特征进行了探讨.研究结果表明:三矿区地表沉陷盆地正在形成,其几何形态明显受到控矿断层的控制;当矿体几何形态和采矿方式较稳定时,地表沉陷盆地体积(T)和矿山出矿量(Q)在一定时段内具有一定的相关关系;影响地表沉陷的主要因素是从开采进路形成至充填阶段的围岩收敛变形和间柱的采断;多进路开采较单进路开采条件下的地表沉陷量大.     

煤炭开采对农田土壤碳储量的影响研究——以典型煤炭开采沉陷盆地为例

以徐州九里矿区为研究区,选取典型煤炭开采沉陷盆地,通过设计沉陷盆地土壤有机碳库采样方案、实验室土壤有机碳含量测定、构建沉陷盆地土壤有机碳库储量模型以及煤炭开采沉陷前后沉陷盆地内农田土壤有机碳库储量变化的分析,研究了煤炭开采对农田土壤碳储量的影响。研究发现:在煤炭开采沉陷未扰动状况下,沉陷盆地各坡面区土壤有机碳密度均与对照区土壤的有机碳密度相同,煤炭开采沉陷后沉陷盆地各沉陷坡面区土壤有机碳密度随沉陷深度呈现先减小后增大的变化趋势:煤炭开采沉陷前沉陷盆地所在区域内土壤碳库有机碳储量是560.4 t,开采沉陷扰动后沉陷盆地内土壤碳库有机碳储量为530.9 t,比沉陷扰动前减少了5.3%,由此可知,煤炭开采对农田土壤碳储量影响为失碳(碳源)效应。     

煤炭开采对农田土壤碳储量的影响研究

以徐州九里矿区为研究区,选取典型煤炭开采沉陷盆地,通过设计沉陷盆地土壤有机碳库采样方案、实验室土壤有机碳含量测定、构建沉陷盆地土壤有机碳库储量模型以及煤炭开采沉陷前后沉陷盆地内农田土壤有机碳库储量变化的分析,研究了煤炭开采对农田土壤碳储量的影响。研究发现：在煤炭开采沉陷未扰动状况下,沉陷盆地各坡面区土壤有机碳密度均与对照区土壤的有机碳密度相同,煤炭开采沉陷后沉陷盆地各沉陷坡面区土壤有机碳密度随沉陷深度呈现先减小后增大的变化趋势：煤炭开采沉陷前沉陷盆地所在区域内土壤碳库有机碳储量是560.4 t,开采沉陷扰动后沉陷盆地内土壤碳库有机碳储量为530.9 t,比沉陷扰动前减少了5.3%,由此可知,煤炭开采对农田土壤碳储量影响为失碳（碳源）效应。     

三维激光扫描用于开采沉陷监测研究

三维激光扫描是一种新型测量技术,具有高效、实时、高密度等优点。将三维激光扫描用于开采沉陷监测,提出了获取下沉盆地的数据处理方法,并对其精度进行了讨论。通过实例应用,得到了沉陷区的下沉盆地DEM,直观全面地反映了开采沉陷盆地的形态。     

无人机激光雷达矿山开采沉陷监测研究

为了快速、准确、全面监测煤矿高强度大规模开采引起的地表沉陷，以鄂尔多斯王家塔煤矿为例，采用无人机激光雷达(UAV-LiDAR)测量技术对该矿高强度开采地表沉陷进行监测，给出了数据获取及处理的关键技术及方法；通过对实测点云进行克里金插值得到地面点并建立地表DEM,多期DEM差分处理得到地表下沉盆地，联合中值滤波和双边滤波对下沉盆地进行去噪处理，最终得到高精度的下沉值。结果表明：该技术实测地表DEM精度为15 mm,求出地表沉陷盆地模型中误差为36 mm;可以快速获得丰富的地表数据，得到高精度的地表沉陷盆地信息。     

矿山环境修复治理模式理论与实践

为促进我国矿山环境修复治理工作,从矿山环境问题的系统性与复杂性出发,探讨了矿山环境修复治理模式相关理论,明确提出矿山环境修复治理模式的定义。围绕矿山环境问题修复治理模式所涉及的对象、目标、技术及模式构成等核心内容展开了系统深入研究。用逐层分析的方法梳理了治理修复对象的主要控制因素;从多角度将治理目标分为地质工程目标、土地修复目标及生态修复目标;总结归纳了消灾修复技术、工程修复技术、生态修复技术、生物修复技术四类主要矿山环境修复治理技术;最后,提出了以对象明确、目标控制、技术厘定为基础的矿山环境修复治理模式体系构建方法。以煤炭矿山沉陷盆地问题为例,提出了沉陷盆地修复治理的目标与要求,筛选了适用的消灾修复技术,共构建五例适用于沉陷盆地问题的矿山环境修复治理模式。以内蒙古和河北两例采煤矿山沉陷盆地问题防治实践为例,根据二者沉陷盆地问题发生的实际情况选取适用的治理模式并分析了其在实际工程中的应用效果。     

缓倾斜煤层矩形采空区地表沉陷盆地模型

分析了开采沉陷预测的典型曲线法和剖面函数法的不足之处,依据基于实测资料基础上的缓倾斜煤层矩形采空区地表沉陷盆地的特征,运用空间解析几何理论建立了普遍适用于缓倾斜煤层矩形采空区地表沉陷盆地的椭圆幂函数三维模型、沉陷盆地的走向和倾向主断面模型。应用实例表明该模型符合实际,用MATLAB可做出模型的三维图。     

黄土沟谷区浅埋煤层开采斜坡变形破坏机理

为了分析浅埋煤层开采条件下黄土沟谷两侧斜坡的变形破坏机理，基于隆安煤矿深岩沟区域煤层开采地质条件，采用三维数值模拟计算以及理论分析相结合的研究方法，研究了煤层开采后上覆岩土体的应力分布规律、两侧坡体位移分布规律、变形破坏特征以及失稳破坏过程等。结果表明：沟谷两侧斜坡位移以竖直方向为主，水平方向位移均指向采空区中心。斜坡根据变形特征可分为4个变形区：采空区上方一定高度范围内的覆岩冒落塌陷区|采空区中部的松散土体弯曲沉陷区|松散土体弯曲沉陷区和地表移动边界之间的拉裂-倾倒区|地表移动边界之外的未影响区。斜坡的失稳破坏过程可以分为4个阶段：中部沉陷—两侧及后缘拉裂—剪切变形—失稳破坏。研究成果可以为黄土沟谷区域地质灾害评价、采动边坡变形破坏预测以及地表保护提供借鉴。     

煤矿开采地表沉陷UAV-摄影测量监测技术研究

西部矿区开采地表沉陷大多呈变形速度快、损害程度深、波及范围广的特点,常规观测站已无法适应其高强度开采地表损害监测任务。如何快速、准确、全面地监测煤矿高强度大规模开采引起的地表沉陷与环境损害是矿山企业面临解决的一个关键问题。采用无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)摄影测量技术对西部高强度开采的矿区进行地表沉陷监测,给出了基本思路和方法,并以内蒙古鄂尔多斯某煤矿为例进行了应用研究,通过与水准对比评定了UAV摄影测量建立的数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)和沉陷盆地的精度。研究结果表明：UAV摄影测量技术获取的DEM精度为228 mm,沉陷盆地精度为81 mm,沉陷盆地精度为比DEM高程精度提高了64.5%;反演得到的下沉系数与水准求参结果相比,相对误差为1.4%;UAV摄影测量技术可以快速获得地表丰富的遥感影像数据,并可求出“面状”全盆地沉陷数据和可靠的沉陷参数,为矿区生态环境监测以及后续的生态修复和土地复垦提供支撑,研究成果可以为多数西部煤矿开采地表损害监测提供有效手段。     

采煤沉陷区综合治理几个技术问题的探讨

分析了不同地质采矿条件下的地表移动(沉陷)盆地特征及变形特点，对治理过程中涉及到的沉陷区范围界定、沉陷区的稳定性等技术问题进行了相应的探讨。     

高潜水位地区开采沉陷对耕地的破坏机理研究

开采沉陷对地表破坏规律的研究已取得了丰硕成果，但工采沉陷以耕地的破坏机理研究较少，通过对开采沉陷盆地土壤特性的动态监测，发现开采沉陷对土壤特性的影响有明显的规律性并且是导致耕地生产力下降的主要原因，土壤物理特性受沉陷影响较显，而化学特必除电导率外并不明显，开采沉陷对土壤特性的影响滞后于沉陷过程。’     

厚松散层矿区采动岩土体移动规律模拟试验研究

为揭示厚松散层矿区采动影响下上覆岩土体双层介质移动机理,对厚松散层下采煤岩土体的沉陷规律进行了模拟研究,并用实测资料进行验证。试验得出了厚松散层矿区采动影响下岩土体沉陷规律,并与一般条件下开采沉陷规律进行比较,指出松散土体沉陷规律有其特殊性。通过对岩土体沉陷值和采动程度的比较,表明了基岩体对地表沉陷的控制作用,阐述了基岩面移动盆地和地表移动盆地的差异性,揭示了采动影响下岩土体移动机理,为厚松散层矿区沉陷预计、受护物防护及矿井安全高效开采提供一定的参考依据。     

基于SAR技术的开采沉陷全盆地分区形变提取方法北大核心

针对合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)和偏移跟踪(Offset-Tracking,OT)技术在沉陷盆地边缘小形变和中心大形变交汇区域适用性低的问题,提出1种融合累积DInSAR和自适应OT的开采沉陷全盆地分区形变提取方法;该方法以相干系数和地表形变梯度为阈值,将矿区开采沉陷盆地划分为3种不同形变量级区域。以大柳塔煤矿52303工作面开采沉陷盆地为研究对象,结合同期现场实测数据对比验证,采用融合方法得到的中等量级形变监测结果均方根误差(RMSE)小于0.05 m,研究区地表完整形变RMSE小于0.11 m。融合方法为实现矿区开采沉陷盆地进行精细监测提供1种新的路径。     

条带工作面开采沉陷的影响因素分析

基于正交试验方法,系统分析了在煤层埋深和采高一定的情况下,条带工作面采宽、留宽和煤体强度对采场沉陷的综合影响,并采用MATLAB软件得出了采场沉陷与各个因素之间的多元回归公式。研究表明:条带采场沉陷与3个因素都显著相关,其影响效果排列顺序为条带采宽煤体强度留宽;在煤体强度1.1 MPa,采宽75 m以及留宽85 m的情况下,可控制地表沉陷盆地为均匀平缓的平底盆地,最利于地表建筑物的保护。     

矿山地表沉陷盆地的监测与数学模拟

以大量的实测资料为依据，利用计算机进行模拟分析，总结出了煤层开采引起的地面沉陷量的估计公式，同时，也给出了煤矿开采地表沉陷盆地的经验型数学模型。     

吐拉盆地中-下侏罗统烃源岩评价

通过对吐拉盆地中—下侏罗统烃源岩有机碳含量、可溶有机质含量、热解参数、干酪根显微组分、干酪根元素、干酪根炭同位素、镜质体反射率等方面的分析，讨论了烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度。研究表明：吐拉盆地中-下侏罗统烃源岩总体属于差-中等烃源岩；有机质类型多为Ⅲ型，少数为Ⅱ型；有机质处于高熟演化阶段。