基于GIS的开采沉陷土地资源损害评价系统研究

将开采沉陷土地资源损害评价理论与GIS技术相结合,着重分析了GIS支持下的土地资源损害评价数据需求和功能需求,建立了基于GIS技术的开采沉陷土地资源损害评价模型和评价标准体系,开发了"开采沉陷土地资源损害可视化评价系统".结合鲍店煤矿十采区的实例,实现了开采沉陷区土地资源损害科学、高效、客观的可视化评价.     

沉陷区建筑物损害评价补偿模型的研究

为减少沉陷区建筑物损害引起的补偿纠纷,有必要建立公正科学的补偿体系.通过地表变形指标评价沉陷区建筑物损害程度,将沉陷区建筑物损害评价与补偿工作有机的结合,在综合考虑建筑物所处沉陷区位置和使用时间的基础上,对补偿标准进行修正,形成有区别的补偿标准,对沉陷区建筑物进行科学补偿.形成了从建筑物损害判定到损害补偿的流程体系,建立了沉陷区建筑物裂缝补偿和搬迁补偿模型.为沉陷区建筑物损害补偿工作提供了科学、系统的方法.     

鲍店矿十采区开采沉陷损害耕地的GIS量化评价

鲍店煤矿十采区位于我国东部平原,开采沉陷引起的耕地破坏比较严重.假设十采区103上01、103上02、103上03、103上04和103上05五个采面完全开采,应用前期开发的评价系统,对评价区开采沉陷耕地破坏进行了GIS量化评价.通过现场校验,本评价计算结果与矿区实际情况基本吻合,从而可为该矿区开采沉陷耕地的复垦治理工程与损害补偿提供一定的科学依据.     

专线铁路下采煤地表沉陷规律数值模拟研究

采用有限元法研究了宝积山煤矿701综放工作面专线铁路下采煤引起的地表沉陷规律,给出了随着开采的进行地表水平位移、竖向位移的发展规律.现场监测表明,有限元计算得到的沉陷量与实际沉陷量基本一致,有限元计算模型的建立及参数的确定是合理的.计算结果对710工作面的正常开采具有重要意义.     

开挖沉陷地表变形可视化计算分析系统研究

建立开采沉陷预计计算与分析的模型，实现实测多点数据拟合分析、一般条件下的地面变形计算、山区地面变形计算、条带开采引起的地表变形计算及采留宽计算的可视化系统计算分析。本计算系统主要是运用数据之间的软件流进行数据的转换和传递，计算出沿下沉盆地的走向与倾向主断面的移动和变形分布规律以及受开采影啊的地表任意点的移动和变形值，此系统的应用对资源与环境的评价具有实际意义。     

浅谈地下采煤对地表建筑物的影响

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,指出了煤矿开采沉陷过程中防治地表建筑物遭到大程度破坏的方法和措施,以期推动煤炭工业的进一步发展。     

沉陷区地表变形研究及施工建筑物可行性分析

对煤矿沉陷区形成、地表变形特点及稳定性进行了详细分析,阐述了沉陷区构筑建筑物的相关要求,并以山西某矿区沉陷区为例,对在沉陷区构筑建筑物的可行性进行了分析,该研究对于指导沉陷区构筑建筑物具有一定的借鉴意义。     

煤矿开采沉陷对地面建(构)筑物的影响

介绍了煤矿开采沉陷对地面建筑物的影响问题，从采空塌陷的一般规律、地表移动和变形等方面进行了论述，指出了煤矿开采沉陷的防治方法和措施。     

基于GIS的沉陷区建筑物损害可视化评价方法

随着计算机技术的广泛应用,利用地理信息系统解决各类工程应用问题已成为一个崭新的研究手段.沉陷区建筑物损害评价涉及因素多,数据量大,而GIS具有强大的数据管理与空间分析功能.结合GIS空间分析功能和ArcView GIS的Avenue语言编程技术,笔者对沉陷区建筑物损害的GIS可视化评价方法进行了详细探讨,实现了评价方法的计算机化、评价过程和结果的可视化.     

采动区地基、条形基础与框架结构共同作用机理研究

本文综合应用结构力学、矿山开采沉陷学、土力学、材料力学等相关理论,建立了采动区地基–条形基础–框架结构共同作用力学模型。该力学模型综合考虑了开采盆地形成过程中地表变形对建筑物的动态影响以及框架结构建筑物的基础和建筑物的长度等影响因素,从理论上分析了采动过程中上部结构变形、内力等变化规律及主要因素的影响规律,推导出计算采动区建筑物移动变形和各种附加内力的计算公式,通过计算实例进行了验证,为采动区上方框架结构建筑物的保护、加固和设计提供了理论依据和计算工具。     

基于采煤塌陷区的蓄洪区开发利用模式探讨——以淮南市张集矿为例

伴随着我国经济的快速发展,煤炭等各种资源开采工程活动频繁,开采的范围越来越广、强度越来越深,塌陷范围越来越大,给矿山环境造成了十分严重的危害。本文根据淮南采煤塌陷区的现状,结合该区的地理和水文条件以及塌陷区的时空演变特征,从城市规划的角度出发,探讨将采煤塌陷区建设为新型蓄洪区的可行性。在对淮南张集矿塌陷区实地调查的基础上,利用ArcGIS建立张集矿采煤塌陷区改造蓄洪区的条件评价系统,同时作为库容计算的主要工具,结合采煤塌陷区的相关资料,论证新型蓄洪区的开发利用模式。     

采矿塌陷区耕地破损评价指标体系分析

通过深入分析采矿塌陷区耕地质量破损演化过程,认为采矿塌陷区耕地破损可分为可耕性破损、土壤环境破损及土壤本底质量破损;以采矿塌陷区耕地破损状况为研究对象,提出了指标选取的科学性原则、目的性原则、可行性原则以及敏感性原则,并建立了基于矿山地表移动变形规律的评价指标体系;采用专家打分法以及层次分析原理对各层指标进行了重要性排序。所得结论将矿山耕地质量研究与矿山地表移动变形规律研究联系了起来,为矿山地质环境整治以及矿山地表耕地的保护提供了有益的参考。     

基于可拓学的采煤塌陷区土地复垦适宜性评价

土地复垦适宜性评价是土地复垦项目决策的依据和前期工作的中心环节,但目前针对采煤塌陷区的适宜性评价尚不多见,同时由于传统的土地复垦适宜性评价方法都含有一定的主观因素,导致评价结果受到影响。因此本文提出基于可拓学的适宜性评价方法,根据采煤塌陷区土地复垦的特点,采用改进的层次分析法和模糊数学理论建立适宜性评价模型。通过塌陷区实例进行分析,得出了土地复垦的适宜性评价结果。研究结果表明该方法对于采煤塌陷区土地适宜性评价具有适用性和合理性,同时可以克服人为因素的影响,从而提高评价精度,充实了土地适宜性评价理论和实践体系。     

Mining subsidence forecasting by structural and geomechanical analysis

Mining subsidence within Petrila coal field was surveyed since 1978 on several topographic profiles in accordance with the ongoing of the underground works. Availability of a good set of measured data on vertical and horizontal movements of the marks, correlated with detailed knowledge on lithologic and structural conditions provides for a complex modelling approach. Long time measurements are processed by a package of computer programs. Vertical movements, ground tilt and horizontal strain are computed for every year and marked on topographic profiles. Graphs of the running sums of the subsidence deformations and contour-maps are drown as main tools for quantitative prognosis. On this experimental basis, subsidence parameters are automatically forecasted for new developments of the underground coal mining during the next five and ten years. As overlays of the experimental data were tailored nummerical models to forecast the evolution of the mining subsidence. The prognosis is validated by analogy with the development of the actual observed subsidence parameters. Finaly, the forecasting package advances definit assessments on building stability risk level induced by the evolution of the ground surface subsidence.     

浅埋厚煤层条带充填保水开采分析研究

我国西北地区浅埋厚煤层开采对地表及潜水层造成严重破坏,而充填开采是减小地表破坏以及实现保水开采的有效途径。为研究浅埋厚煤层条带充填保水开采的安全性,以哈拉沟煤矿为研究对象,建立了“边界煤柱+条带充填体+覆岩”的力学模型,采用相似试验与现场实测相结合的方法,在周期来压步距、地表下沉及台阶裂缝等方面进行对比分析,得出了较为准确的基岩裂缝角及直接顶初次垮落步距,并通过对隔水层的稳定性分析,确定了条带充填开采的充填宽度为38 m,充填间隔为16 m。根据土工试验得到黄土层的相关力学参数,确定了下行裂缝的发育深度。结果表明:条带充填开采引起的下行裂缝未影响到主关键层,有效隔水岩组厚度满足相关规程要求,可实现安全保水开采。     

考虑底板岩层移动的急倾斜煤层开采沉陷预计

分析了急倾斜煤层开采岩层和地表移动特点,总结了急倾斜煤层开采地表下沉盆地的4种类型,并对这4种下沉盆地的形成原因进行揭示。给出了急倾斜煤层开采沉陷预计建模的4条原则,并针对该原则提出了一种基于概率积分法的急倾斜煤层开采沉陷预计模型,该模型能清楚地解释急倾斜煤层开采煤层顶底板岩层移动和地表下沉的相互关系。建立了预计方法的坐标系,分析了预计参数的物理意义,并给出了预计参数的变化规律。编制了基于本文方法的计算机程序,并利用矿区观测站实测数据对本方法进行了验证。实验结果表明,本文方法对于倾角大于70°的急倾斜煤层开采沉陷预计效果较好,能为矿区的环境保护,地表移动预警起到决策支持作用。     

Combined prediction model for mining subsidence in coal mining areas covered with thick alluvial soil layer

The entire overburden stratum above a coal mining area is considered to be composed of an alluvial soil layer and a bedrock layer. In underground mining, alluvial soil has a major effect on ground subsidence. This effect is especially significant and not negligible when the alluvial soil accounts for a large proportion in the entire overlying stratum of coal mining areas covered with thick alluvial soil (CMATASs). In this study, the applicability of the most popular probability integral method (PIM) used for CMATASs was analyzed, and it was found that the PIM is not suitable for ground subsidence prediction in CMATASs for two main reasons: (1) the subsidence basin range predicted by the PIM was smaller than the measured range; thus, the predicted basin converged more rapidly than the measured basin at the edges. (2) Poor fitting results were obtained at the subsidence basin edge. The mechanism of mining subsidence in CMATASs and the reasons why the PIM is not suitable for CMATASs were investigated in terms of the internal deformation and crack (void) distribution within the rock mass induced by underground coal mining. The results indicate that the alluvial soil is compacted and then subsides under vertical compression deformation, which increases ground subsidence. The bedrock is subjected to the weight/load of the thick alluvial soil layer. Because of the vertical compression deformation inside the rock, its internal voids (spaces) are compacted; thus, the replaced voids (spaces) are transferred to the ground surface, resulting in an increase in ground subsidence. However, the effect of the alluvial soil on ground subsidence cannot be detected by the PIM; moreover, the PIM is unable to represent the mechanism of the mining subsidence in CMATASs. Thus, the PIM cannot be used for predicting subsidence in CMATASs. To precisely calculate subsidence in CMATASs, we propose a combined prediction model (CPM) for mining subsidence in CMATASs based on soil mechanics and stochastic medium theory. The new CPM was applied to the mining process in the Huainan Coal Mining Area. The calculation results show that subsidence predicted by the CPM better fits the measured subsidence values, with a relative error of 4.9%, and that the fitting accuracy is improved by 18% compared to the relative error of the PIM (6.0%). Thus, the proposed CPM is more suitable for predicting ground subsidence caused by underground coal mining in CMATASs, and can be used to provide more accurate predictions for ground subsidence in similar coal mining areas.     

基于生物多样性保育的采煤塌陷区生态修复模式

以山东省兖州煤田邹城市太平采煤塌陷区为例,在多年调查研究基础上,分析太平采煤塌陷区新生湿地生物多样性特征及变化趋势,结合动态塌陷特点,重点针对生物多样性保护,探索基于自然的解决方案、以塌陷区新生湿地生物多样性保育为核心的生态修复技术.从生态系统整体设计与修复的角度,提出了6种基于生物多样性保育的采煤塌陷区生态修复模式,...