山东龙堌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。     

单一工作面不同煤厚开采下边采边复模拟研究

我国井工煤矿开采导致了地面沉陷问题的出现,地面土地损伤严重,传统采煤沉陷地稳沉后再复垦的方式存在恢复土地率低、复垦周期长等问题。随着边采边复理论的提出,边采边复技术在高潜水位采煤沉陷地的应用展现了一定的优越性。边采边复技术要在沉陷过程中采取复垦措施,需要对其动态沉陷过程进行模拟和分析,而不同采厚下导致的地面沉陷过程及规律有所不同,因此对不同采厚下边采边复的模拟研究很有必要。文章采用室内模拟方法,以东滩煤矿单一工作面为模拟试验区,利用开采沉陷预计软件(MSPS)对不同采厚(2m,5m,8.65m,10m)在各开采阶段下的动态沉陷进行预计,基于该地面沉陷特征,设计了不同采厚下的边采边复复垦方案,并进行了对比分析。     

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 。     

井工煤矿边采边复垦技术的探讨

针对我国井工开采对土地的损毁及传统土地复垦方法存在的弊端,阐述了边采边复理论和基本设计,并基于实例对传统复垦进行了对比分析。边采边复是以井工开采沉陷与土地复垦措施耦合为主要目标的新型复垦方法,更适用于高潜水位地区采煤沉陷土地的恢复。其关键技术在于复垦时机的把握,复垦标高的设计和复垦范围的确定,最终目标使土地恢复率最大化。     

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。     

边采边复耕地区动态施工标高模型构建与实例分析

在进行边采边复规划设计过程中,实地复垦施工时耕地区应当采取的施工标高,关系到整个复垦工程的成败,尤为重要。因此为了更好的指导复垦工程实地施工,以边采边复技术思想为指导,首先系统分析了影响耕地动态施工标高的三大因素,在此基础上构建了耕地动态施工标高的理论模型。并结合动态沉陷模型和概率积分法,根据单一煤层和多煤层不同开采条件下地面沉陷特点,分别推导出了单一煤层和多煤层不同开采条件下,耕地动态施工标高的数学模型。最后以安徽某高潜水位煤矿为实例,分别对两个不同复垦施工时刻,耕地区A1,A2点的施工标高进行模拟分析计算,当复垦施工时刻t_(s1)=210 d时,两点的施工标高分别为23.6,24.2 m,t_(s2)=296 d时两点的施工标高分别为22.9,23.7 m,结果表明耕地动态施工标高模型具有很好的适用性,这将促进边采边复技术的推广应用。     

基于适宜性评价的采煤塌陷地土地复垦单元划分体系探讨

土地复垦适宜性评价可以科学地确定复垦区域土地的最佳利用方向,为便于复垦工程设计、施工和监督管理,对复垦方向相同、主要复垦工程和技术措施一致的损毁单元进行归类,确定损毁土地的复垦单元,根据各复垦单元分别进行土地复垦设计和投资估算。本文以我国华北某技改煤矿土地复垦为例,分析、探讨了基于适宜性评价的采煤塌陷地土地复垦单元划分体系,为科学配置土地资源、指导复垦工程施工提供技术支持。     

东部煤粮复合区采煤沉陷地边采边复时机

东部高潜水位煤粮复合区采煤沉陷导致连片耕地积水，加剧了区内煤炭保供和粮食生产之间的矛盾。为了协调耕地保护与地下采煤的关系，采用边采边复技术，可以实现地面复垦技术与井下采煤技术的耦合，在高潜水位矿区可显著提高复垦率。复垦时机的选择是边采边复的关键，直接决定复垦工程的成败。梳理了影响边采边复时机选择的自然因素和人为因素，提出了2种边采边复时机类型：(1)采动地表临界积水下的理论复垦时机；(2)采动地表浅积水(积水深度0～3 m)下的实际复垦时机。以单一煤层开采为例，研究了采动地表积水与地下开采的时空关系，提出了采动地表临界积水启动距及积水边界角，揭示了工作面推进速度与理论复垦时机的时空关系。提出以采动地表临界积水下沉值为约束的井下减沉的耕地源头保护措施，构建了采区尺度下的跳采全采工作面临界宽度模型和浅积水下的实际复垦时机模型。案例研究表明：以顾桥煤矿北一采区临界积水下沉值1.00 m为约束，所优化的跳采全采工作面宽度可将复垦时机延迟到全采阶段，即推迟复垦时间和延长耕地使用寿命12.5 a。模拟了龙固煤矿不同采动积水深度下的复垦耕地面积变化，构建了复垦时机与复垦率之间的定量模型，以此预测了不...     

柠条塔矿区土地复垦研究

为了加强西部土地生态利用与管理,推进黄河流域煤矿区土地合理利用,对柠条塔矿区的土地损毁情况和复垦范围展开研究。从矿区自然环境角度出发,综合考虑矿区土地复垦特征和损毁形式,确定塌陷破坏土地、煤矸石和表土场压占土地以及部分取土场、道路挖损土地三种损毁形式;矿区沉陷损毁土地面积广、损毁类型多样、损毁程度严重,压占损毁土地分布集中、负荷大等特征。确定复垦责任范围总面积为8068.02hm²。划分了土地评价单元,并采用指数法对矿区内沉陷地和裂缝地进行适宜性评价,结合其主要评价因子,确定沉陷地更适宜复垦为林地、草地,复垦措施为土壤重构工程、植被重建工程、监测与管护。     

基于GIS的高潜水位煤矿区边采边复表土剥离策略

高潜水位煤矿区采煤塌陷后积水现象严重,积水后再治理造成复垦后耕地所占比例低,复垦成本增多,且施工难度增大。在地面沉陷积水前,预先进行表土的剥离存储以便后期复垦利用,是提高复垦效率的最有效方法。本文以山东某矿工作面为例,结合GIS的空间分析功能,将地面划分为40m×40m的地面格网单元(共7875个),对煤炭开采后地面的动态沉陷过程进行了模拟,明确了地面开始沉陷及出现积水的时间,最后定量的确定了461个地面格网单元表土剥离的时间、范围与深度,剥离的表土可用于后期土地复垦工作。研究有利于井工煤矿区的边采边复技术的研发,并促进开采与治理的同步进行。     

新疆地区煤矿复垦为草地适宜性评价模型

本文结合新疆地域特点,在合理确定土地复垦适宜性评价指标体系的基础上建立了新疆地区煤矿土地复垦为草地的适宜性评价模型。以新疆12处煤矿为研究背景,选取了待土地复垦单元土地损毁后的地面坡度、损毁土地深度或压占区堆积物平整量、复垦土源保证率、土地损毁造成土地产量的降低、地面塌陷或挖损后地下潜水位埋深、土壤中粘粒含量、覆土厚度、矿区河流径流量和土壤有机质含量等9项因素作为评价因子,以12处煤矿的55个土地复垦单元作为学习样本,建立了相应的土地复垦适宜性评价模型,采用回代估计方法对学习样本逐一进行检验,正确率达98.2%,将该评价模型应用到伊犁一号煤矿矿井,对该煤矿的16个待土地复垦单元进行分析评价,评价结果理想,该评价模型可广泛应用于新疆地区煤矿土地复垦适宜性评价工作中。     

Dynamic subsidence simulation and topsoil removal strategy in high groundwater table and underground coal mining area: a case study in Shandong Province

Coal mining in high groundwater table areas causes many environmental issues. In China, such regions have three unique and significant characteristics, (1) multiple coal seams; (2) thick coal seams and (3) high groundwater, which lead to mine subsidence ponds. In the past, reclamation of disturbed land was carried out after subsidence stabilised. Such reclamation is a low-percentage of reclaimed farmland, and has high reclamation cost, difficult construction conditions, because of relatively flat terrain and the shortage of backfilling materials in flat topography. Therefore, salvaging the topsoil before it is submerged in water and reusing it while subsidence becomes stable would be a good way to improve the reclamation efficiency. This paper considers a longwall panel in Shandong province as a case study. Dynamic mining subsidence was simulated using mining subsidence prediction software. To illustrate subsidence development and its effects on farmland, the ground was first divided into cell size of 40?m along with pre-mining topography. The mining subsidence and water logging time for each cell were then calculated. Based on the simulations, the topsoil removal time, scope and depth of topsoil was determined. The salvaged topsoil could be reused subsequently, which would provide enough filling material to raise the percentage of reclaimed farmland, and reduce reclamation costs. The research benefits the development of concurrent mining and reclamation technology in underground mining sites, and promotes the synchronisation of exploitations and treatments.     

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。     

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。     

土地复垦对矿区土地资源可持续利用的影响

运用生态足迹法分析了平朔矿区2005年生态承载力状况;通过改变土地利用结构,模拟出3种不同条件下的生产性土地配置情景：①破坏土地无复垦措施情景,②破坏土地采取生态效益优先情景,③破坏土地实行耕地优先情景,计算得出矿区煤炭资源开发对生态承载力的影响和人为干预下生态承载力的恢复程度。通过设置4种模式：土地适宜模式、提高生态生产性土地面积模式、提高单位土地面积产量模式、不同程度的资金投入模式,计算矿区生态承载力,为矿区土地复垦和复垦土地的可持续利用提供了理论依据。     

动态沉陷区建筑复垦技术实践

为实现对动态采煤沉陷土地的利用,从复垦标高的确定、建筑地基加固处理、新村规划、抗变形建筑与结构设计等方面,探讨了动态沉陷区建筑复垦的技术要素,得出在动态采煤沉陷区进行村落重建是可行的,并以皖北矿区杨庙抗变形新村建设为例,说明了该技术的实用性.     

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。     

煤矿区破坏土地资源的调查与评价初探

破坏土地资源的调查与评价 ,是制定土地复垦规划的必要前提。系统归纳了矿区土地复垦对象 (即破坏土地资源 )的调查内容 ,提出对其进行分析评价应该包括可垦性、土地利用适宜性及区位性三方面 ,并分别进行了探讨。