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。     

山西黄土丘陵采煤沉陷区生态环境破坏与修复研究

山西省煤炭开采大都处于黄土沟壑和丘陵山区,其采煤沉陷及地表破坏具有和平地不同的破坏特点,产生的多种形式和不同大小的地表裂缝、槽形塌陷及采动滑坡,使地形地貌及景观产生较大的破坏,水土流失加重等。因此,研究适宜山西地貌和气候特征,以及山西采煤沉陷损伤规律的土地复垦与生态重建技术,构建山西省黄土丘陵采煤沉陷地复垦技术模式显得尤为重要。分析了黄土丘陵采煤沉陷区的地表破坏的类型、形成机理及影响因素,结合黄土丘陵地貌分析研究了开采对地表水资源分布及沉陷区土地及植被的影响和破坏。地下采煤形成的覆岩及地表裂缝为水资源运移和流失提供了通道,采排矿井水对土地造成了污染,采动土地破坏及地表水土流失的加剧,是造成地面生态植被破坏的主要原因。对于采动生态环境破坏,采煤岩土体损害是根本,水资源和植被的破坏为开采损害的延续性影响,而单一类型的损害修复方法无法达到良好的修复状态,因此提出了以地形修复、水资源保护、植被重建等相结合的黄土丘陵沉陷区生态修复技术。通过山西某矿区黄土丘陵地表的土地复垦实践,证明了黄土丘陵沉陷区结合地形条件和生态环境的土地复垦技术的有效性及适宜性,研究成果对山西黄土丘陵矿区的地下开采与生态环境的恢复具有重要的指导意义。     

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。     

采煤沉陷区深层土壤物理性质时空变化研究

为了研究深层土壤容重、孔隙度以及含水率时空变化，基于榆神府矿区纳林河二号矿采煤沉陷区实测数据，研究了0～10m深度的土壤含水率及土壤容重、孔隙度的时空变化规律。结果表明，随着采煤沉陷区形成时间的推移，土壤容重逐渐减小，孔隙度逐渐增加，土壤含水率有所恢复。在空间分布上，拉伸区土壤容重低于盆底区，土壤孔隙度高于盆底区，说明采煤沉陷对拉伸区地表结构的影响更为明显且持久|拉伸区土壤含水率变化小于盆底区，纵深方向上0～2m土壤含水率主要受采煤地裂缝影响，6～10m主要受地下水变化影响，中间为过渡地带，土壤含水率相对稳定。     

大同矿区采煤沉陷区综合治理难点与对策

针对大同矿区煤炭开采及其沉陷状况进行了全面研究,主要分析了采煤沉陷区地表沉陷严重且沉陷面积大、沉陷过程复杂、地表沉陷具有不确定性等特点,并且带来直接和间接影响。重点介绍了采煤沉陷区综合治理中搬迁安置、土地复垦、地质灾害治理和生态恢复等工程,指出在综合治理中存在土地政策不健全、治理资金落实困难、村庄原址和安置小区管理混乱以及政策保障和监管体系不完善等问题,并提出治理的基本原则和对策,包括健全完善采煤沉陷区土地政策、探索多元化资金投入机制、加强搬迁项目中的组织管理、保障矿区村民合法权益等。     

土地复垦技术在淮南矿区的推广和应用

该文分析了煤炭开采过程中产生的煤矸石以及地表沉陷的危害,探讨了对采煤沉陷地进行土地复垦的方法,并介绍了2003年以来淮南矿业集团实施矿山地质环境治理工程的情况,以期推进煤矿采煤塌陷地复垦工作,实现社会效益、经济效益、环境效益的和谐统一。     

采煤沉陷土地水文地质分类及其特征研究

正确评价采煤沉陷区的水文地质特征是实现采煤沉陷土地持续利用的关键。依据沉陷土地地表与潜水位的接触关系,将与地下采区相对应沉陷土地利用单元分为高位沉陷区、低位沉陷区和中位沉陷区,并研究其水文地质特征,为沉陷土地持续利用提供理论和技术支持。     

村庄下采煤的理论基础——地表沉陷预测与控制

简述了地下采煤引起的地表沉陷研究现状，讨论了地表沉陷的产生原因和预计方法，对地表沉陷控制措施以及村庄下采煤的主要技术途径进行了探讨。     

高潜水位开采沉陷区土地利用及其碳储量变化遥感监测

利用遥感影像分类技术监测分析了高潜水位开采沉陷区土地利用覆盖变化情况,并基于已有的不同地类下植物和土壤的碳密度统计数据,对2000—2006年高潜水位矿区土地利用覆盖变化驱动影响下的碳储量变化进行了分析,对比发现土壤碳储量、植物碳储量都有不同程度的减少,研究区总的碳储量减少了约16%;由此说明高潜水位矿区开采沉陷不仅引起了区域土地利用与地表覆盖类型改变,同时还引起了区域总碳储量的减少,应该加强对采煤塌陷区土地的管理和生态治理。     

喀斯特地貌区采煤沉陷对水田水循环的影响及其对策

采煤沉陷区土地整治是当前矿区生态复垦面临的主要问题之一。从西南喀斯特地貌区水田水循环特征出发,对水循环过程中因采煤沉陷影响下土壤水分运移状态以及赋存的介质特性的变化进行了类比分析,并提出区域采煤沉陷地应对这种变化的对策,可为矿区土地资源再利用和生态环境建设提供参考。     

风沙区超大工作面开采土地损伤的演变与自修复特征

为揭示超大工作面开采过程中土地损伤的演变规律,以神东矿区的部分典型工作面为研究对象,建立了土地生态环境观测方法,发现地表移动变形、地裂缝以及土壤物理性质等关键要素具有一定的修复能力:① 与传统开采方式对比,超大工作面快速开采条件下,地表的移动变形和下沉总量没有变化,地表的下沉速度明显增大,地表受采动影响的时间缩短50%左右,相对均匀沉陷区的面积一次性达到78%,有效地促进了采后地形向采前状态的自修复;② 地裂缝存在明显的“分区”特性,动态地裂缝扩展程度较弱并快速闭合,发育周期与采矿地质条件有函数关系;边缘地裂缝以“O”型圈分布于开采边界,裂缝角呈近似垂直角,分布范围明显减小,也表现出较强的自修复能力;③ 土壤物理性质的变化与地表移动变形以及地裂缝的分区特征基本吻合,均匀沉陷区的土壤物理性质在采动1 a后趋于采前水平,而非均匀沉陷区由于边缘地裂缝的存在,暂无自然修复现象,需要辅助人工治理。     

大采深厚松散层开采地表沉陷特征

基于地表沉陷的观测数据,分析了极不充分开采移动和动态下沉特征,计算了极不充分工作面开采程度和下沉盆地的范围,详细描述了极不充分开采地表变形以及拐点位置。表明大采深厚松散层开采条件下,在上山方向下沉盆地的边缘即使下沉值很小,也会产生较大的水平移动;极不充分开采时地表下沉盆地十分平缓,且位置偏向上山方向;下沉盆地的拐点位于煤柱的上方而非采空区上方。对于指导相似地质条件下开采,解放建筑物下压煤具有较大的实用价值和指导意义。     

我国采动地裂缝形成机理研究进展

煤矿区采动地裂缝可对岩土工程的稳定及土地生态安全造成严重威胁,研究其形成机理有助于实现矿区资源与环境协调开发。根据采动地裂缝的力学成因进行分类,系统梳理了不同类型采动地裂缝形成机理研究进展,分析了采动地裂缝的影响因素与研究方法,讨论了相关的关键科学问题。分析认为,岩层破断与表土层形变过程尤其是基岩与松散层接触面的应力-应变机制、动态地裂缝多周期形成机理、顾及多因素耦合影响效应的力学模型构建、多技术手段的综合运用、深部开采与生态脆弱矿区高强度开采以及煤炭开采新技术引起的地裂缝形成机理等将是未来研究的难点与发展趋势。     

采动条件下矿区铁路及站场变形预计系统研究

针对铁路下的煤层被采出后,采空区上方的岩层和地表移动导致的铁道线路及其他建筑物移位的问题,提出了厚煤层条件下放顶煤开采区的矿区铁道线路及站场道岔群的沉陷预计系统,掌握铁道移动与变形特点及动态变化规律,从而提出合理的线路维护措施尤其是铁路站场道岔群变形的治理技术,可保障铁路运输生产的正常进行及行车安全.     

InSAR测量技术在矿区地表沉降监测中的应用

为了探讨InSAR测量技术在矿区进行地表沉降监测的可行性,首先采用传统的GPS测量矿区的地表沉降情况,并获得GPS地表沉降监测数据,然后采用瑞士的GAMMA软件处理矿区的主辅两景InSAR影像,通过相位解缠等操作最终得到矿区地表的沉降图。以淮北某矿区一个工作面的地面观测数据为例,通过仿射变换进行坐标转换把地面上GPS观测点转换到对应的InSAR栅格数据阵列中,对比分析二者的观测数据,可以发现InSAR监测结果与GPS观测结果具有一致性,能够满足矿区地表沉降监测的精度要求。     

兖州矿区综放开采地表沉陷规律

为了研究综放开采地沉陷规律,根据兖州矿区建立的综放开采地表移动变形观测站和上覆岩层内部移动变形实测数据,在综合分析研究的基础上,获取了综放开采地表移动盆地特征及角值参数、地表动态移动规律及参数,揭示了综放开采地表动态变形规律和冲积层内部移动变形规律,建立了各种沉陷参数与地质采矿条件之间的变化关系式和开采沉陷概率积分预测参数体系。     

应城市盐矿区地面塌陷形成机理与防治对策研究

应城市盐矿业长期开采为地方产业经济和社会发展做出了重要贡献，但同时也引发了地面塌陷、地面沉降、水土污染等地质灾害，直接威胁居民生命财产安全，潜在危害较大。为查明盐矿区地面塌陷的形成机制，以久大（应城）盐矿有限责任公司水采矿区作为研究区，通过开展物探、钻探、测试等手段，选取覆盖层砂土厚度比、盐井开采年限、盐井现状、盐井施工工艺、盐井开采层位、盐井井距、井组距、地下水位水质、地质构造发育强度、盐井井管异常、地质灾害影响范围等影响因素进行综合分析，分析研究区地面塌陷的形成机制，并提出防治工程方案建议。水采矿区内防治工程建议主要为搬迁避让、危房拆除及绿化、地质灾害区治理、废弃盐井封堵、监测预警等。     

厚煤层综放开采地表下沉速度观测研究

为了取得厚煤层综放开采地表下沉速度等参数,通过建立地表移动观测站,对厚煤层综放开采引起的地表沉陷情况进行了观测,分析了厚煤层综放开采条件下地表下沉特征,得出了地表下沉系数为0.91;起动距50~60 m,为采深的1/5~1/6;超前影响距为183 m。在此基础上,得出了地表最大下沉速度及最大下沉速度滞后角分别为51 mm/d和76.3~78.3°,表明该区域厚煤层综放开采条件下地表移动剧烈、地表下沉速度快、起动距偏小等特点。     

浅埋煤层穿越河道采煤的实践与研究

为防止煤层回采过程中地表水通过导水裂缝带流入井内,威胁矿井安全,基于神府矿区柠条塔煤矿N1201工作面新民沟区域富水区水文地质条件,运用经验公式计算出该工作面回采后,工作面上方地表河流段会形成塌陷区,塌陷后的导水裂缝带高约60 m,使工作面与地表相贯通,通过SF6气体试验得以证实。为此采用在井下设置排水仓、地表安设排水管道、河道裂缝处开挖充填等综合技术防止地表水向井下下渗,结果表明,回采过程中工作面涌水量仅较原来增加了4.7m3/h,实现了穿越河道浅埋煤层安全开采。     

巨厚松散层下采煤地表移动规律的研究

以邢台矿区东庞矿实测资料为基础，辅以室内材料模拟实验研究，介绍了巨厚松散层下采煤引起的地表移动特征，提出了采动程度衡量方法，阐述了地表下沉系数偏大和地表移动剧烈活跃期等问题，揭示了厚松散层和岩层内部移动破坏机理，以及岩体移动破坏与地表沉陷的系，得到了一些在理论研究和实际应用等方面都很有价值的结论。