我国采煤沉陷土地损毁及其复垦技术现状与展望

针对我国东部采煤沉陷区生态问题,介绍了沉陷耕地损毁评价定级和沉陷区复垦耕地生产力评价方法;提出了矸石充填复垦、就地取土复垦的剖面构建方法及区域农业景观再塑技术;介绍了采煤沉陷区次生湿地生境、植被景观、人工景观构建技术与水质修复方法;提出了采空区探测、采动地基稳定性评价、采空区地基加固、抗变形建筑的采煤沉陷区工程建设一体化技术。最后展望了采煤沉陷区生态修复技术的研究发展方向。     

采煤沉陷区建筑用地复垦工程施工的实践与体会

根据作者多年从事采煤沉陷区建筑用地复垦工程施工现场技术指导实际经历,文中详细介绍了采煤沉陷区建筑用地复垦工程施工中的技术要点和注意事项,对于其它采煤沉陷区建筑用地复垦工程施工具有较强的参考和指导作用.     

非稳定沉陷区村落重建技术与实践

我国因采煤造成的土地破坏数量巨大,文中介绍了在非稳定采煤沉陷区上进行村落重建的技术方法,并以杨庙抗变形新村建设为例,说明了该技术方法的实用性,为本地区及全国其他相似矿区在沉陷区上开展村落重建工作,起到示范作用。     

徐州高潜水位采煤沉陷区水土资源开发利用研究

平原区高潜水位采煤沉陷区拥有丰富的水资源,为矿区复垦后的农业生产提了良好的自然条件.结合采煤沉陷土地开发复垦,对平原高潜水位采煤沉陷区进行水土资源功能区划分,有效控制、 调蓄、配置沉陷区水资源,建立水土资源综合、高效利用模式,促进采煤沉陷区生态环境的良性循环.     

永城煤田塌陷区矿山地质环境恢复治理方法

为探求永城煤田采煤塌陷区治理方法,分析了永城煤田采煤塌陷区特征、复垦现状及存在问题,运用环境生态学原理,采用工程复垦技术对矿区进行恢复治理;结合矿区的复垦效果,研究探索采煤沉陷区生态修复模式。塌陷区治理对采煤沉陷区的修复具有现实意义,有利于促进生态环境和社会经济可持续发展。     

我国采煤沉陷区建筑利用关键技术及展望

采煤沉陷区建筑利用是解决资源城市转型发展用地和沉陷区村庄搬迁选址土地资源短缺难题的重要途径。系统进行采煤沉陷区情况调研、城镇建设建筑利用需求分析和工程发展历程回顾总结。归纳采煤沉陷区建筑利用关键技术,首先凝练提出采空区精准勘察的多种物探勘察、钻探勘察、钻孔彩色电视和三维激光扫描等技术,并给出了5种物探方法适用条件;通过整体分析评价技术中采动空间和采动时间稳定性问题,并基于场地稳定性、地基稳定性评价判据提出了工程建设5种(不适宜作地基的区域、暂不适宜作地基的区域、要求井下采空区处理的区域、可作地基的区域和推荐作地基的区域)适宜性分类;总结列出采空区加固治理与地面建筑抗变形结构设计的井上下措施及其关键技术;最后,针对采煤沉陷区城镇建设中建筑利用技术难题和不足,提出加强采煤沉陷区城镇建设和建筑利用的空间整体规划统筹引领作用,提升采空区精准勘探和地基加固治理技术装备水平,拓展移动期后采空区残余移动变形时空规律研究,加强采空区与建筑结构变形协同作用机理和效果优化研究,加强建设场地和建(构)筑物监测监控技术装备研发等今后研究发展方向,为推动采煤沉陷区城镇化建设科学研究与工程实践发展提供借鉴和参考。     

采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术及应用

以淮北矿业集团拟建办公中心在采煤沉陷区进行建设为例,提出了针对老采空区的综合勘察技术;基于老采空区残余空间、破裂岩体裂隙分布规律、建筑荷载作用下老采空区的变形破坏规律及地表变形的时间效应,提出了采煤沉陷区建设用地地基稳定性评价方法;基于工程实践,提出了老采空区注浆治理的设计和检测方法,并初步形成老采空区治理效果检验标准;最终形成了包括老采空区勘察技术、采煤沉陷区地基稳定性评价技术、老采空区注浆治理技术、注浆效果检测及后评价技术的采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术。该技术的应用为采煤沉陷区土地资源利用提供了新途径。     

关闭矿山采煤沉陷地农业复垦路径选择

我国人多地少的国情决定了农业复垦是矿山关闭后首选的复垦方式,但是传统农业效益低、产出少,这极大地阻碍了地方政府和煤矿企业的农地复垦积极性,因此必须探索一条现代高效农业复垦的新路径。本文以东北老工业基地——辽宁沈煤集团沈北矿区采煤沉陷地为例,基于现场调查法、RS技术和GIS技术,以及极限条件法和指数和法相结合的方法,分析了辽宁沈北矿区采煤沉陷地损毁现状,指出了采煤沉陷地农业复垦制约因素,探讨了采煤沉陷地农业复垦的选择路径。结果表明,采煤沉陷地复垦为现代农业是可行的,也是必要的。浅塌陷区可以重点发展特色农业和生态观光农业,而季节性性积水区则可发展养殖、种植、加工三位一体的立体农业和生态观光农业,大面积深积水区则适宜开发为湿地农业,发展生态旅游。     

沉陷区土地复垦与重建村落环境

论述地表沉陷预计方法,土地复垦技术途径和向沉陷区内迁建新村技术,探索煤矿土地村庄征迁工作改革之路,逐步实现复垦还田和就地建村等目标。     

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。     

山东龙铟矿某单一工作面边采边复时机优选

我国传统采煤沉陷地复垦多采取沉陷后再复垦的模式,复垦时间长、复垦率低。近年来,有学者提出了边采边复的理论,并取得了一定的成果,但该类研究多针对多煤层或单一煤层开采造成的大范围损毁区域,并且相应的边采边复技术研究也是根据大范围内各阶段的地表变形情况来制定复垦方案,无法有效体现出地面复垦与地下开采的动态结合机理。以山东龙堌矿的某一工作面开采形成的沉陷地为例,进行单一工作面的边采边复技术研究。根据所选工作面的推进速度,划分了8个阶段,对各个阶段的开采进行了土地损毁情况分析,按照损毁程度及损毁地类型划分为9个评价单元,分别进行了土地复垦适宜性评价。结合适宜性评价结果将各单元合并为不同的复垦单元分别进行复垦规划,合理安排复垦施工工程,通过对比每个阶段可复垦出的耕地面积与相应的复垦成本,优选出了最佳复垦时机,以较低的成本尽可能复垦出更多的耕地。     

基于ANP-SWOT模型的平原高潜水位采煤塌陷区土地复垦战略研究

平原高潜水位矿区采煤塌陷区土地复垦是一项复杂的系统工程,矿区社会、经济和生态环境问题交互存在,科学制定土地复垦战略,引导土地复垦统筹,对于解决采煤塌陷区矿、地、人之间的矛盾具有重要意义。本文以沛县北部矿区为例,首先利用SWOT模型梳理了影响采煤塌陷区土地复垦的因素,得出相应的土地复垦战略方案;然后厘清各影响因素之间的关系,利用网络层次分析法构建了采煤塌陷区土地复垦战略网络层次结构模型;最后对SWOT模型分析得出的采煤塌陷区土地复垦战略备选方案进行了评价。结果表明:①影响采煤塌陷区土地复垦的各因素之间存在相互依存或者制约关系;②受影响最大的是调整产业结构,转换经济增长动力因素,权重值达到0.23;③8种备选方案中土地复垦支持产业转型发展、土地复垦推动新型城镇化建设、多元化融资机制三种方案比较重要,权重值分别为0.23、0.20、0.15。研究结果在目前社会经济转型的背景下,可以为统筹解决采煤塌陷区存在的经济、社会和生态环境问题提供理论支撑。     

采煤塌陷区土地建筑利用技术与工程应用

我国采煤塌陷区土地量大面广利用率低,加大对采煤塌陷区土地利用具有重要意义。为科学评估采煤塌陷区土地建筑利用的可行性和适宜性,采用理论计算和工程验证方法研究了塌陷区建筑地基的稳定性。在充分分析研究区下方老采空区特征和分布情况的基础上,采用概率积分法并选择合理的残余沉陷预计参数计算了该区地表后期的残余沉陷变形。采用地基附加应力法计算了新建建筑荷载在采空区上方地层中的影响深度,通过对比其与垮落裂隙带高度的空间位置关系来定量评价老采空区地基稳定性,并综合考虑地表倾斜变形指标确定建筑物高度。为确保建筑物安全使用,提出了基于地表残余沉陷变形的建筑物抗变形措施。研究表明：研究区后期将承受Ⅰ级残余沉陷变形,新建建筑荷载影响深度不会波及到垮落裂隙带范围,不会导致老采空区“活化”,实践效果验证了评价结论的可靠性;对采煤塌陷区进行工程建设利用和商业开发具有可行性,可以有效利用塌陷区废弃土地资源,生态效益和社会效益良好。     

采煤塌陷区土地建筑利用技术与工程应用

我国采煤塌陷区土地量大面广利用率低,加大对采煤塌陷区土地利用具有重要意义。为科学评估采煤塌陷区土地建筑利用的可行性和适宜性,采用理论计算和工程验证方法研究了塌陷区建筑地基的稳定性。在充分分析研究区下方老采空区特征和分布情况的基础上,采用概率积分法并选择合理的残余沉陷预计参数计算了该区地表后期的残余沉陷变形。采用地基附加应力法计算了新建建筑荷载在采空区上方地层中的影响深度,通过对比其与垮落裂隙带高度的空间位置关系来定量评价老采空区地基稳定性,并综合考虑地表倾斜变形指标确定建筑物高度。为确保建筑物安全使用,提出了基于地表残余沉陷变形的建筑物抗变形措施。研究表明：研究区后期将承受Ⅰ级残余沉陷变形,新建建筑荷载影响深度不会波及到垮落裂隙带范围,不会导致老采空区“活化”,实践效果验证了评价结论的可靠性;对采煤塌陷区进行工程建设利用和商业开发具有可行性,可以有效利用塌陷区废弃土地资源,生态效益和社会效益良好。     

开采沉陷预计在矿区土地复垦中的应用

依照安徽某矿区逐年开采计划,利用自主开发的沉陷预计软件MSPS对开采工作面进行预计,分析未来5年内该矿区沉陷区、积水区范围和地物破坏情况,并计算出塌陷地复垦应投入的资金量,为该矿区制定塌陷地复垦远景规划和投入资金提供依据,对其他矿区塌陷地治理有一定的借鉴意义。     

单一工作面不同采深条件下边采边复时机研究

传统的土地复垦一般为事后处理方式,该方法复垦周期长且土地恢复率低无法及时保护土壤。随着边采边复理论的提出,边采边复技术在高潜水位地区复垦中展现出一定的优越性。对于井工煤矿边采边复而言,由于要在沉陷过程中采取措施,而不同采深条件下地面沉陷的过程及趋势对复垦时机的影响有所不同,因此对不同采深下边采边复时机的研究显得尤为必要。文章采用室内模拟方法,对单一工作面8个开采阶段在6种采深(500m、600m、700m、800m、900m、1000m)下的动态沉陷过程进行模拟分析。基于模拟结果得出随着采深增加边采边复时机随之推迟,并选出各个采深条件下的最佳土地复垦时机。同时发现,该矿区条件下,当采深达到921m以上,采用边采边复与塌陷稳定后治理是基本一样的效果。     

村庄等建筑物保护煤柱内巷道布置的沉陷影响研究

我国村庄等建筑物下压煤情况非常常见,为减少巷道的掘进长度、保证采区规划的方正与规整性、尽早出煤获得经济效益,许多矿井将开拓或准备巷道布置在村庄等建筑物的保护煤柱内。为解决村庄等建筑物保护煤柱内巷道布置的地面沉陷预计问题,提出将概率密度函数法用于建(构)筑物保护煤柱内巷道布置的地表沉陷预计中,同时对保护煤柱内巷道布置完全垮塌后地表下沉率、拐点偏移距等参数选取问题进行了探讨,并借助Matlab程序平台对巷道布置的地表移动变形进行了研究。研究及工程应用表明,概率密度函数法及极不充分采动条件下的巷道布置地表沉陷参数选取体系适用于村庄等建筑物保护煤柱内巷道布置的地表沉陷预计工作|结合砖混结构房屋建筑的极限拉伸变形值研究成果,得到保护煤柱内三条巷道布置的地表最大沉陷值约为双巷布置的1.24倍。     

忻州窑矿村下压煤开采设计研究

为了解决大同矿区大量的“三下”(建筑物下、铁路下、水体下)煤炭资源长期不能开采、丢失大量优质煤炭资源的问题,提出对忻州窑矿村下压煤开采方案进行分析研究。通过对村庄煤柱开采的多种技术途径与方法进行对比,认为同煤集团村下煤柱适合采用条带开采,通过对忻州窑矿11#煤,厚度、倾角、埋藏深度等进行分析,计算出最大下沉与变形值情况,选择出最为合理的采宽和留宽。通过分析忻州窑村下压煤区的岩石力学性质,以及综合机械化开采与条带开采的岩移参数的关系,计算最终地表最大下沉和变形值,并对地表沉陷预计及对房屋影响进行分析。分析认为利用条带开采在同煤集团进行煤柱回收是可行的,通过本次研究希望为同煤集团三下压煤开采提供一定依据。     

试论井工煤矿边开采边复垦技术

针对传统采煤沉陷地稳沉后复垦恢复土地率低、复垦周期长等弊端,在分析讨论我国采煤沉陷地非稳沉复垦技术研发历史的基础上,提出了边开采边复垦（简称边采边复）的概念,探讨了边采边复的内涵、基本原理、技术分类与关键技术,基于实例阐述了边采边复技术的优越性。 实例研究表明：采用边采边复技术比传统复垦技术提高复垦耕地率最高达37.59%。论文还分析了该技术的适用范围和推广应用前景,适用于边采边复技术的平原高潜水位地区包括十四大煤炭基地中的5个,通过使用边采边复技术,可以及早地拯救将要形成积水的土地,将增加土地面积约6 680.8 km 2 。