煤矿塌陷区不同复垦年限土壤颗粒组成分形特征

土壤的颗粒组成在某种程度上决定了土壤的结构和性质,为探究不同复垦年限下土壤理化性质的变化规律,以土壤颗粒分形理论为基础,选取邹城市典型采煤塌陷地作为研究对象,统计分析了煤矿塌陷区土壤颗粒分形特征及其与土壤不同粒径含量和土壤养分状况间的关系。结果表明:①随复垦年限增加,土壤理化性质变好,土壤颗粒分形维数增大。②在垂直剖面尺度上,土壤颗粒分形维数与黏粒、粉粒、密度、有机质含量呈极显著正相关关系(p0.01),而与砂粒含量、孔隙度呈极显著负相关(p0.01),与碱解氮、速效磷、速效钾含量相关性很小。③在时间尺度上,土壤颗粒体积分形维数与黏粒、粉粒、有机质含量、密度存在极显著正相关关系,与土壤碱解氮、速效钾、速效磷呈显著正相关,与砂粒含量、孔隙度呈极显著负相关关系。     

施用蘑菇料对煤矿区复垦土壤物理特性的影响

为揭示施用蘑菇料对煤矿区复垦土壤物理性状的影响,以未破坏土地为对照,布置了9个采样点,分析了施用蘑菇料对复垦土壤紧实度、容重、含水量、土壤颗粒类型（黏粒、粉粒、砂粒）等物理性状的影响。结果表明：随着时间的增加,施用蘑菇料的地块土壤紧实度、容重增加。施用蘑菇料4 a的地块4与未施蘑菇料的地块3相比,表层土壤紧实度增加71%,容重增加027 g/cm3。紧实度增加是由于灌溉、降雨所致,蘑菇料腐烂且与土壤混为一体导致土壤容重增加;施用蘑菇料改良了土壤颗粒结构和分布,土壤1~3层的黏粒、粉粒含量增加。施用蘑菇料4 a的地块4与未施蘑菇料的地块3相比表层土壤黏粒增加06%,粉粒增加1427%,从而也导致了土壤表层紧实度和容重的增加。蘑菇料与土壤混为一体,增加了水分向地下渗透的阻力,有利于土壤含蓄水分,增加了土壤含水量,施用蘑菇料的地块土壤含水量增加3%~4%。     

高潜水位矿区煤矸石造地复田技术研究

徐州矿务集团有限公司旗山煤矿本着增加耕地有效面积、合理利用土地资源的原则,积极探索高潜水位煤矿塌陷区治理新途径,采取预回填煤矸石、复垦塌陷地新技术,在部分高潜水位采煤塌陷地进行复垦,取得了巨大成功。介绍了旗山煤矿高潜水位矿区煤矸石造地复田的技术和经验,以期为类似地区的土地复垦提供科学借鉴。     

徐州柳新采煤塌陷地充填复垦土壤的特性及其分类的初步探讨

研究了徐州柳新采煤塌陷地充填复垦土壤的pH值和全氮全磷以及有效钾的特性，并对复垦土壤的分类进行了初步探讨。结果表明，该区充填复垦土壤受地下水碱性影响严重；全氮含量受复垦影响较大，含量低且变化无规律；全磷和有效钾含量变化不大。建议修改《中国土壤系统分类(修订方案)》中堆垫表层的定义，扩充其内涵；扩充人为新成土亚纲的内涵，增设堆垫人为新成土土类．下设粗骨堆垫人为新成土、紧实堆垫人为新成土、普通堆垫人为新成土亚类。     

河南省煤矿塌陷地复垦模式研究

在调查河南省煤矿塌陷地实际情况的基础上,根据河南省煤矿塌陷地地形地貌特点和区域位置,以尽快恢复被破坏土地的原有生产能力为出发点,系统分析了煤矿塌陷地的特性,通过对不同塌陷地进行比较分析,研究提出了5种不同类型塌陷区的复垦模式和4种不同分区塌陷地的复垦模式。该研究为河南省矿区土地复垦工作的开展提供了科学依据,并可为全国其它矿区土地复垦工作提供借鉴。     

平顶山市区采煤塌陷地治理现状与分区治理措施探讨

根据平顶山市区采煤塌陷地的实际情况,介绍了采煤塌陷地的状况及治理现状,依据区位原理对塌陷区的土地进行了区域划分,并对各区域塌陷地的土地复垦提出了进一步的治理措施。     

低潜水位煤矿区土地复垦工程技术措施研究

土地复垦工程技术是指土地复垦中,按照所在地区自然环境条件和复垦地利用方向要求,对受影响的土地采取回填、堆砌、平整等各种手段并结合一定的防洪防涝等措施进行处理。文中对目前低潜水位煤矿区土地复垦主要采取的工程措施,包括表土剥离及回覆工程、土地平整工程、塌陷地裂缝充填工程、客土工程以及配套工程(包括道路工程、农田水利工程、围护工程等)的建设等进行了论述。     

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。     

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。     

容重对煤矸石水力特性的影响

通过测定煤矸石在不同容重下的饱和体积含水量、总孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、饱和导水率来分析容重对煤矸石水力特性的影响,为采煤塌陷地土地复垦提供一定的理论依据。     

豫东煤矿积水区水生植物复垦的可行性研究

以河南省永城市的矿区复垦农田为研究对象,分析4种不同复垦农作物（莲藕、芡实、水稻和玉米）对当地土壤质量与水质的影响,分析不同土地利用方式下的土壤养分指标,评估其土壤综合肥力指数,从环境角度比较旱生作物和水生作物两种不同复垦方式的环境生态效益,对当地采煤沉陷地复垦方式提出合理建议。结果表明,永城采煤塌陷各区域的水质均达到水田作物的灌溉水水质标准,土壤的氮素供应能力可能是限制水稻、莲藕以及芡实生长的环境因子。速效钾对水稻以及玉米的生长有限制作用。种植莲藕等水生植物促进当地复垦土地的保水保肥,固定土壤有效磷。永城市高潜水位矿区复垦土壤总体肥力水平中等偏上,其中选择水生作物进行复垦效果较为优良。     

采煤沉陷对沙地土壤水分运移的影响

为研究采煤沉陷对风沙区土壤水分生态环境的影响,对毛乌素沙地南缘补连塔矿采煤沉陷后风沙土土壤水分时空变化规律及土壤密度、土壤机械组成和水分运移过程(水分入渗、土壤蒸发)进行了研究。结果表明:沉陷使得水分恢复期土壤水分条件发生变化,增加了60~80 cm深度处土壤水分的变异性,但沉陷区与对照区之间差异未达显著性水平。在采煤沉陷后1 a的相对稳定期,与对照区相比,沉陷区粗粉粒(0.01~0.05 mm)含量明显增加,而细黏粒(0.001 mm)含量减小;在初始入渗率上,表现为沉陷区较高,在稳定入渗率上,表现为对照区较高,但差异较小,而沉陷明显增加了水分的垂直入渗深度,减小了表层土壤持水能力;同时,沉陷区土壤蒸发量明显增大,不利于土壤水分的保持。经相关性分析,沉陷使得土壤水分与影响因素之间的相关性增强。     

不同粒径煤矸石温度场影响下重构土壤水分时空响应特征

为研究煤矸石基质风化过程中温度场变化引起的充填复垦重构土壤水分时空响应特征,选取不同粒径级配同等覆土厚度的煤矸石充填复垦田间试验小区,分层分区埋设温度和湿度传感器,动态监测重构土壤不同梯度的温度及水分。实验结果表明:煤矸石层及充填界面温度总体低于土壤剖面15 cm(H1层),25 cm(H2层)处温度,高于35 cm(H3层)处土壤温度,说明地表热传导作用于H1,H2层土壤,但是在充填界面上存在由煤矸石风化作用引起的温度场变化演替现象;复垦地土壤水分随土壤深度的增加而降低,各复垦地土壤水分总体分布趋势为中粗粒径细粒径粗粒径,中粗粒径和细粒径复垦地块土壤水分平均差异值为3.7%;H3层土壤温度与煤矸石层温度相关性最高;试验地各层土壤水分与煤矸石层温度相关系数大小呈H3H2H1;各复垦地土壤温度与水分相关性显著,粗粒径复垦地块的平均相关性系数为0.716,中粗粒径复垦地块的平均相关性系数为0.668,细粒径复垦地块的平均相关性系数为0.626。     

张集矿区复垦土壤养分变化研究及评价

煤炭开采引发土地沉陷,耕地资源严重破坏,土地复垦是恢复耕地的重要措施。开展矿区复垦土壤养分变化研究及评价,对于指导矿区土地复垦工作有着重要意义。以淮南张集矿区不同复垦年限的土壤为对象,系统研究了土壤养分的变化。结果表明:随着复垦时间的增加,土壤的有机质、全氮、速效磷和速效钾呈现增加趋势;复垦土壤在垂直层次上表现出随深度的增加,土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾有下降的趋势;以正常耕地土壤养分水平作为评价标准时,复垦土壤养分恢复指数呈现增加趋势。     

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。     

张集矿区复垦土壤养分变化研究及评价

煤炭开采引发土地沉陷,耕地资源严重破坏,土地复垦是恢复耕地的重要措施。开展矿区复垦土壤养分变化研究及评价,对于指导矿区土地复垦工作有着重要意义。以淮南张集矿区不同复垦年限的土壤为对象,系统研究了土壤养分的变化。结果表明：随着复垦时间的增加,土壤的有机质、全氮、速效磷和速效钾呈现增加趋势;复垦土壤在垂直层次上表现出随深度的增加,土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾有下降的趋势;以正常耕地土壤养分水平作为评价标准时,复垦土壤养分恢复指数呈现增加趋势。     

黄淮海典型采煤塌陷区水土空间格局模拟

黄淮海煤矿区多属于高潜水位矿区,煤炭开采导致地表沉陷、洼地大量积水;同时存在耕地面积锐减、土地产出率低和生态失衡等问题,严重影响了资源可持续利用和社会经济可持续发展,在我国工业化、城镇化高速发展的今天,亟待需要揭示水土资源的演替规律和解决采煤沉陷区的水土资源的盘活利用问题。研究以徐州市沛县矿区为研究对象,将D-InSar二轨差分方法用于从ALOS PALSAR图像中提取表面塌陷信息,基于IDL平台可视化编程选择并实现随机森林算法,并引入图像的光谱、纹理及其他相关指数特征,对沛北矿区的高分辨率遥感影像进行分类,结合塌陷信息和分类信息,进一步将水域划分为天然水域和塌陷水域;采用ANN-CLUE-S模型,对沛北矿区2030年自然发展情景、可持续发展情景、经济发展情景3种不同情景下的水土空间格局模拟预测,从而为政府决策及相关规划方案的制定提供依据。     

采煤沉陷地夹层式充填复垦原理与方法

充填复垦是提高耕地恢复率的有效途径。现有充填技术采用一次性充填方式,形成典型的“土壤层+充填层”双层土壤剖面构型。在覆盖土壤厚度不足的情况下,复垦土地的生产力低,为此,提出 “土壤层+充填层+夹层+充填层……”的夹层式多层土壤剖面构型,并以黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地为例,从夹层式充填复垦的原理和方法两个方面进行研究分析。结果表明:根据不同充填材料土壤质地情况,在充填材料层中设置与其质地相异的夹层,可以改善充填材料的水分和营养元素状况,改良了“土壤层+充填层”的双层土壤剖面构型存在的弊端,提高复垦耕地的质量。提出了一种充填复垦采煤沉陷地交替多层多次充填土壤重构方法,通过条带间交替充填工艺和多次充填与土壤回填,实现了夹层式土壤剖面结构重构的连续施工作业。在山东省邱集煤矿进行了实践,夹层式土壤剖面构型的小麦产量可以当年达到甚至高于对照农田。     

采煤沉陷土地利用分类及其研究意义

采煤沉陷土地的复垦与利用,已/得到政府与公众的广泛关注。20多年的研究与实践,取得了一定的成绩,但总的治理和利用率仍然很低,原因是多方面的,对沉陷土地的认识不足是主要原因之一。采煤沉陷土地因地下煤层的赋存条件、开采方法、开采顺序的不同,使土地自然和社会特性存在明显的地域差异,通过沉陷土地的分类,认识不同地域采煤沉陷土地的特征,因类施策、因地制宜采取适当的措施,是实现沉陷土地的持续利用的可靠保障。