隔水关键层水文地质概念模型的建立与分析

水资源保护性煤炭开采是煤矿绿色开采的重要内容之一,也是目前我国煤炭开采迫切需要解决的重大课题。在分析结构关键层内涵的基础上,提出了广义隔水关键层和保水开采的基本概念;依据地层的含、隔水结构,得出隔水层的2种最基本模式。基于水文地质学和地层结构理论,提出了5种隔水关键层水文地质概念模型;得出了影响煤层顶、底板隔水关键层破坏的主要因素。表明在生态环境脆弱的西部矿区以及我国东部的大水矿区,充分利用隔水关键层的良好的隔水作用,能够实现保水开采。     

矿山开采沉陷对土地的影响

矿山开采沉陷对土地产生的影响是矿山开采对环境影响的一个重要方面。从地表移动的机理及工程技术的需要出发,研究了地表下沉盆地的形成过程,探讨了覆岩移动和地表移动的关系,提出开采沉陷对地表的影响方式,分析了煤炭资源开采引起的沉陷对地表产生的破坏特征。为保护矿区生态环境,实现耕地的复垦利用和矿区的可持续发展提供了理论依据,具有较强的实用价值和理论指导意义。     

霍宝干河矿含隔水层特性及对下组煤开采的影响分析

为了研究霍宝干河矿高承压含水层对煤层开采的影响,基于现场实测资料,确定了井田范围内的主要含隔水层特征及其空间分布关系,得出了底板承压含水层为中等富水含水层.针对高承压含水层对下组煤开采可能造成的底板突水,采用FLAC~(3D)数值模拟手段,得出了工作面开采宽度与煤层底板破坏深度的关系及渗流发育的规律.当工作面的开采宽度大于160 m时,煤层底板的破坏深度不再随开采宽度的变换而变化,而是稳定在25 m,加上阻水带厚度13 m,小于底板46 m的隔水层厚度;在应力一渗流耦合的过程中,开切眼处单元孔隙水压力最高上升到2.4 MPa,且变化过程中孔隙水压力始终小于承压含水层的水压,不会发生煤层底板突水事故.     

地基与无人机LiDAR融合点云的人工林蓄积量估算

激光雷达(Light Detection and Ranging, LiDAR)在林业调查中应用广泛,但单独利用地基或无人机LiDAR难以完整描述复杂的森林垂直结构,地基和无人机的结合可以获取更完整的森林空间结构信息。对地基与无人机点云进行配准融合并提取单木主干,使用随机Hough变换分段拟合树干点云,由分段树干直径拟合削度方程并使用区分求积法计算单木材积,累加单木材积得到样地蓄积量。与二元材积模型计算值进行对比,结果表明：基于融合点云计算单木材积的精度优于地基点云,R²可提升2%以上,RMSE降低0.01 m³;削度方程结合区分求积法计算出样地蓄积量R²=0.98,RMSE为0.87 m³,达到较高精度,其中杉木材积计算结果的R²为0.96、RMSE为0.07 m³,桉树材积的R2为0.93,RMSE为0.07 m³;简单、中等、复杂3类样地中,简单和中等样地杉木和桉树材积的R2均在0.94以上,RMSE在0.07 m^3<...     

辛置煤矿间歇开采岩移机理及沉陷规律研究

为了研究巨厚黄土层下间歇开采岩移机理及地表沉陷规律,基于辛置煤矿的地质采矿条件,对条带开采煤柱的稳定性进行了理论分析,得到了倾斜煤层煤柱稳定性的判别函数;采用UDEC数值分析方法反演了百亩沟村庄下前期条带开采覆岩及地表沉陷特征,揭示了岩层移动的机理,获取了研究区域主断面的地表沉陷值。隔离煤柱回收后,依据现场实测数据,分析了间歇开采地表动态和静态地表沉陷特征,求取了地表移动角值参数和概率积分预计参数。研究结果表明,前期条带开采煤柱能够形成稳定的核区,煤柱安全系数为2.34,关键层不破断,地表最大下沉217 mm,最大水平拉伸变形为0.41 mm/m,小于窑洞的Ⅰ级抗拉伸水平变形的临界值。间隔煤柱回采后,地表移动初始期和活跃期偏短累计219 d,最大下沉点下沉量与下沉时间服从负指数函数关系;地表终态最大下沉1 537 mm,水平拉伸变形为3.98 mm/m,地表建(构)筑物所受的采动损坏程度超过了Ⅱ级。间歇开采后地表沉陷下沉系数为0.74,开采影响传播角系数为0.6。     

基于PDA的沉降数据记录处理一体化研究

鉴于PDA(掌上电脑)在测绘工作中的优势,文中在阐述水准沉降测量的基础上,探讨了基于PDA的水准沉降电子手簿开发原理和方法,提出利用Visual C++9.0开发水准沉降电子手簿的框架,通过对Windows Mobile系统的PDA开发沉降数据记录处理中关键问题进行研究,实现了基于PDA的沉降数据处理一体化,已经成功应用于中国矿业大学(北京)科研实验楼周围建筑物沉降观测中,取得了良好的效果.     

论地表移动过程的时间函数

以Ｋｎｏｔｈｅ时间函数为基础,探讨了时间影响系数的确定方法,分析了Ｋｎｏｔｈｅ时间函数的理论局限性,给出了符合实际的时间函数分布形态,基于时间函数建立了地下开采引起的地表移动动态过程的计算方法,研究结果表明,该方法能反映地表移动的动态特征,解释某些采动现象对指导开采设计和选择地面建筑物保护措施具有较大的实用价值。     

地震勘探技术在采动损害鉴定中的应用

地质构造对覆岩和地表移动变形规律起着十分重要的控制作用,为保证开采损害责任划分的科学合理,首先必须准确确定断层的位置和性质。本文针对山西黄土起伏地貌,将地震勘探技术引入到开采损害鉴定中,为采动损害责任的划分提供了可靠依据,收到了良好效果。     

顾及“岩土差异”和植物多样性的矿区生态环境遥感监测模型

矿区生态环境遥感可为矿区土地复垦或生态修复活动提供必要的监测数据，也可为相关部门提供便捷的监管工具，具有重要的实用价值和研究意义。然而，面向矿区或矿山场景，大多数生态环境遥感综合指数还未能有效顾及稀疏植被区裸土和裸岩的质量差异问题(简称“岩土差异”),以及浓密植被区植物多样性导致的生态质量差异问题(简称植物多样性)。为了更全面、准确地监测与评价矿区生态环境，建立了矿区植被-土壤-不透水层(或裸露岩石)框架，并据此发展出一种面向矿区环境的遥感综合生态指数(简称REM)。研究以Sentinel-2多光谱数据为驱动，以抚顺西露天矿为研究区域，实现了2016—2021年10 m分辨率的年度REM监测，并结合野外调查数据(95个采样点)和地表覆盖类型分类数据对比分析了REM模型的性能。结果表明：(1) REM值与土地覆盖类型表征的生态环境质量具有较强的一致性，并能够区分裸土和不透水层(或裸露岩石)的质量差异；(2) REM值与野外采样点调查的生态环境质量也具有较强的一致性(相关系数0.899 4,显著性水平P<0.01),并能够顾及植物多样性问题；(3) REM值有效表征了2016—202...