我国采煤沉陷区生态环境现状与治理技术发展趋势

针对我国采煤沉陷区生态环境破坏现状,以露天矿区和井工矿区面临的不同生态环境问题为切入点,探讨了现阶段不同区域、不同类型采煤沉陷区生态环境修复工作的难点。结合工程实践,对比分析了物理修复、化学修复、生物修复以及联合修复技术在我国的应用现状及其优缺点,认为联合修复技术因其利于诱发协同效应、强化生态修复效果,将成为矿区生态修复技术的主要发展趋势。基于采煤沉陷区生态环境治理技术研究现状,提出了矿区生态修复理论与技术未来主要发展方向,包括开采对生态环境破坏的监测与诊断技术、采煤沉陷地治理技术与标准体系、矸石山污染治理及煤矸石综合利用技术、露天矿土地复垦与生态修复技术等。     

我国采煤沉陷区现状、综合治理模式及治理建议

采煤沉陷对矿区的土地、水资源、建(构)筑物、生态环境等都会造成严重破坏,直接影响到矿区经济发展、社会稳定及生态环境的可持续发展。通过采煤沉陷区采出煤量、塌陷面积等调研数据,以县(市区)为采煤沉陷区研究单元,得出我国重点采煤沉陷县(市区)排名;针对我国采煤沉陷区存在的土地、水资源、建筑物等破坏问题,归纳总结多种采煤沉陷区综合治理模式及应用案例;提出绿色开采对策与综合治理建议。     

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。     

采煤沉陷对土壤生态修复的影响

煤炭开采破坏土壤结构,造成水土流失,影响土壤正常的生态功能,进而影响矿区植被恢复,微生物重建等,研究煤炭开采沉陷对土壤生态修复的影响,对矿区复垦具有重要的现实意义.本文通过分析煤炭开采对土壤生态环境的影响,例如对土壤水份、土壤养分、土壤微生物、土壤生态环境的影响,强调对矿区生态修复的必要性和紧迫性.此外,从生态修复层面...     

东部高潜水位采煤沉陷区生态修复与利用技术体系

针对东部高潜水位矿区长期高强度开采引起的土地损毁、潜水位下降、生态破坏、景观变化、覆岩失稳及地表存在残余变形等一系列技术问题,文中以兖州矿区土地整治和生态修复项目的技术需求为导向,通过采煤沉陷区现状调查和综合监测,开展损害边界识别及治理利用适宜性评价、水体保护与维系技术、微地貌整治与土壤构建技术、沉陷区土地利用与建设用...     

保水采煤面临的科学问题

保水采煤理念是基于榆神府矿区开发初期采煤引起的潜水位下降、植被退化而提出的。经过多年理论研究和工程实践,已初步建立了保水采煤技术体系,有效指导了生态脆弱矿区煤炭资源开采和生态环境保护。在国家关于生态文明建设标准日益提高的格局下,我国西部干旱半干旱地区煤水资源共生区生态环境保护面临历史考验。首先综述了保水采煤技术取得的成果,认为地质条件探查、岩层移动、保水采煤方法等方面的研究基本解决了单煤层开采中存在的突出问题,而生态脆弱矿区水与生态约束和生态修复与重构方面的研究滞后。其次探讨了保水采煤领域中5个紧密相关的科学问题,包括矿区依赖地下水的植被对煤层开采的约束程度的识别、量化及监测,大采高和重复采动条件下导水裂隙带高度探测与预测方法,有效隔水层厚度的量化与评价,大采高和重复采动条件下采动岩层(覆岩)控制及矿山生态环境影响机制、矿山生态损害监测与评价、矿山土地复垦与生态重建技术、生态修复策略及效果评价等。在新形势下,矿区生态环境保护的责任和任务重大,有待于投入更多研究来支撑我国西部矿山保水采煤理论与技术的突破,促进绿色矿区建设。     

中部矿粮复合区采煤沉陷及耕地损毁研究现状与展望

河南作为中原地区产煤和产粮大省，煤炭安全高效开采与耕地保护、粮食增产的矛盾较为突出。如何修复因开采煤炭导致损毁的耕地、保护矿区未损毁的耕地，同时稳定煤炭产能，是中部矿粮复合区目前面临的重大难题之一。在分析了中部矿粮复合区典型特征与其面临的瓶颈问题基础上，从采动覆岩与含(隔)水层破坏、采动地表沉陷规律与土壤退化、矿区耕地损毁及农作物长势、源头减沉控损与土地损毁修复技术等4个方面分析了采煤沉陷及耕地损毁问题的研究发展历程，包括采动覆岩含(隔)水层破坏及结构失稳、采动覆岩破坏充分采动定义及判据、采动地表沉陷与覆岩破坏整体响应行为、地表沉陷对土壤退化与耕地损毁影响、沉陷区耕地损毁识别与农作物长势监测、煤矿开采损毁土地修复技术等；在现有成果分析的基础上，展望了中部矿粮复合区采煤沉陷及耕地损毁的4个发展方向：采动覆岩结构失稳与含(隔)水层破坏传导机理、采动地表沉陷规律与土地损毁作用机理、矿区耕地损毁及农作物长势时空演变规律与源头减沉控损与耕地损毁高效协同修复技术，以便揭示“覆岩破坏—地表沉陷—耕地损毁—作物响应”传导驱动机制，形成中部矿粮复合区源头减沉控损与耕地损毁高效协同修复的综合技术体系，为煤...     

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.     

黄河中游榆神府矿区煤-岩-水-环特征及智能一体化技术

黄河中游榆神府矿区承担着能源保障和生态保护的双重战略重任,为了探索实现2者并举的途径,基于520余个钻孔地层数据,将采煤与矿区生态环境看作一个整体,采用基岩煤层厚度比与裂采比对比的方法,研究了榆神府矿区煤-岩-水-环的空间组合特征及采煤对生态损伤机理;依据煤-岩-水耦合作用对生态扰动方式,划分出厚基岩保水盐渍型、中厚基岩控水沉降型、薄基岩失水塌陷型、薄基岩无水裂塌型、烧变岩失水裂塌型、烧变岩无水裂塌型6种类型;针对矿区内日益增加的高强度开采与矿区生态本底脆弱并存的局面,根据采煤对生态的扰动机理和减损开采目标,指出如何应用信息技术实现生态扰动最小化和煤炭资源开采效益最大化协调发展是当前亟待解决的技术问题;提出研发采煤-覆岩-地下水-生态环境智能一体化系统的目标架构、技术思路和面临的技术难题。结果显示:中东部是生态对采煤扰动的敏感区;采煤对生态损伤的方式有地表下沉,潜水位下降与相对上升引起的植被退化、土地盐渍化;浅埋煤层开采引起地表裂缝塌陷破坏土壤结构和包气带水并损伤植被根系;黄土梁峁地貌区地表移动变形诱发滑坡切断植物根系。指出有必要根据不同破坏方式建立不同的评价指标体系及预测模型,并构建...     

干旱戈壁荒漠矿区破坏土地生态化复垦模式分析

西北干旱戈壁荒漠区气候条件恶劣,水资源短缺,生态系统极度脆弱,矿区破坏土地复垦难度极大。本文以太西煤集团民勤实业有限公司红沙岗矿区二号井为例,在充分调查项目区气候、地貌、土壤、水源以及植被等特点的基础上,认为西北干旱戈壁荒漠矿区破坏土地生态复垦目标定位为尽量减少原生态扰动,以保护地表砾幂层、增加地表覆盖为核心进行植被建设;本区域土地生态复垦方向为超旱生灌木林(林间种草)或草地,并针对土地利用方向构建了一套适合西北干旱戈壁荒漠区的切实可行的土地生态化复垦模式,包括生态复垦措施及其规划布局方案,可为同类型区土地复垦与生态恢复提供一定的参考。     

干旱戈壁荒漠矿区破坏土地生态化复垦模式分析

西北干旱戈壁荒漠区气候条件恶劣,水资源短缺,生态系统极度脆弱,矿区破坏土地复垦难度极大。本文以太西煤集团民勤实业有限公司红沙岗矿区二号井为例,在充分调查项目区气候、地貌、土壤、水源以及植被等特点的基础上,认为西北干旱戈壁荒漠矿区破坏土地生态复垦目标定位为尽量减少原生态扰动,以保护地表砾幂层、增加地表覆盖为核心进行植被建设;本区域土地生态复垦方向为超旱生灌木林（林间种草）或草地,并针对土地利用方向构建了一套适合西北干旱戈壁荒漠区的切实可行的土地生态化复垦模式,包括生态复垦措施及其规划布局方案,可为同类型区土地复垦与生态恢复提供一定的参考。     

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。     

我国煤矿区土地复垦与生态重建研究

文章分析了煤炭开采对生态环境破坏的特征,将采前生态系统类型与采矿扰动因子列为矿区生态破坏类型划分的两个重要因素,并对煤矿区生态破坏类型进行了划分;回顾了我国矿区土地复垦研究历程,简要介绍了各阶段所取得的标志性成果;在矿区土地复垦评价与规划、复垦土壤重构、矿区土地复垦界面要素演替规律、矿区生态重建原理等方面的研究为土地复垦科学化提供了强有力的理论支撑;矿区土地复垦技术不断创新,初步形成了地下开采矿山充填复垦与非充填复垦、露天开采矿山剥采复一体化、矸石山绿化、复垦土壤剖面重构、植被恢复的技术体系;综合目前该领域的研究现状和存在的问题,提出了我国矿区土地复垦与生态重建的重点方向.     

我国煤矿区土地复垦与生态重建研究

文章分析了煤炭开采对生态环境破坏的特征,将采前生态系统类型与采矿扰动因子列为矿区生态破坏类型划分的两个重要因素,并对煤矿区生态破坏类型进行了划分;回顾了我国矿区土地复垦研究历程,简要介绍了各阶段所取得的标志性成果;在矿区土地复垦评价与规划、复垦土壤重构、矿区土地复垦界面要素演替规律、矿区生态重建原理等方面的研究为土地复垦科学化提供了强有力的理论支撑;矿区土地复垦技术不断创新,初步形成了地下开采矿山充填复垦与非充填复垦、露天开采矿山剥采复一体化、矸石山绿化、复垦土壤剖面重构、植被恢复的技术体系;综合目前该领域的研究现状和存在的问题,提出了我国矿区土地复垦与生态重建的重点方向。     

采煤沉陷区土地高效利用模式探讨

采煤沉陷区土地受沉陷威胁及污染损毁,难以得到高效利用.为有效提高采煤沉陷区土地资源利用效率、控制矿区生态环境持续恶化发展,根据稳定性差异及禀赋条件,为采煤沉陷区选取适宜的治理修复模式.在采煤沉陷区生态环境及地质灾害问题分析研究的基础上,根据其稳定性差异,以交通地理位置为主导,以矿区内部及周边土地利用现状、植被覆盖情况为...     

开采沉陷对矿区土地资源的采动效应研究

基于生态场理论和GIS技术研究矿区土地资源的采动效应。首先介绍了采动土壤特性测算、采动变化规律分析及土壤采动损害评价的程序方法;然后叙述了采用RS和GIS空间分析技术对土地资源各采动生态位指标进行量化,并基于生态场理论和开采沉陷学分析土地资源的采动空间分异特征、采动累积效应及其延迟效应的过程。对山西潞安集团五阳矿井采煤沉陷区的实例分析表明,耕地土壤特性与开采沉陷明显相关,1997年至2002年间采动生态元耕地和植被覆盖率上升而建设用地覆盖率下降,研究区土壤侵蚀以轻度和中度为主且明显存在采动延迟,土地利用集约度指数终采后10 a逐步进入稳定期,各地类的流失与来源组成趋于稳定,说明土地利用方式摆脱采动影响并进入新的动态平衡状态。     

淮南潘谢矿区土地与水域演变趋势及治理对策

淮南潘谢矿区为高潜水位煤层群开采条件,随着煤炭大规模开发,引起地表大范围的沉陷导致生态环境发生严重变化,在现状调查的基础上,结合矿区生产规划,应用开采沉陷预测技术、地理信息及遥感技术,对淮南矿区土地、水域演变趋势进行研究并提出治理对策。分析结果表明沉陷区土地面积占比整体快速下降,而水体面积占比快速上升,到煤炭资源采毕后,淮南潘谢矿区范围内（不包括留设煤柱保护的建筑用地）积水面积相当于100个西湖,达597.6km2;蓄水容积相当于3个太湖,达143.6亿m3;生态系统结构由陆生生态系统转变为水陆复合生态系统。鉴此提出一套湿地生态系统重构、生态农业构建等多种治理模式相结合的复垦和生态修复体系,充分利用沉陷区并改善生态环境;结合沉陷积水区、天然湖泊洼地及水系相通的条件,将沉陷区开发为蓄水工程,为国家“引江济淮”服务,改善区域水资源短缺现状。     

采煤沉陷区损害防治对策与技术发展方向

煤矿采动损害防治与沉陷区治理是我国煤矿区亟待解决的技术难题。客观评价了煤炭开采社会贡献和存在的采动负面效应；较全面地梳理总结了采煤沉陷区治理国家部委政策鼓励、资金支持和技术研发方面取得的进展；归纳了我国东北平原资源枯竭矿区、西部生态脆弱区、中东部平原高潜水位区和西南山区、丘陵岩溶区4种不同区域类型采煤沉陷区采动沉陷损害特征和存量、增量变化情况；提出存量科学治理和增量预防控制的采煤沉陷区防治重点；基于岩层移动控制关口前移、煤矿区采动沉陷预防与损害治理并重理念，提出实现绿色开采采动沉陷损害防治的采前优化设计、采中损害控制和采后科学治理三原则对策；针对采煤沉陷区存量与增量特征，提出东北、西部、中东部与西南采煤沉陷区存量治理关键技术和采煤沉陷区建筑复垦关键技术、增量控制关键技术共6方面治理关键技术发展方向；针对采煤沉陷区综合治理中的不足，提出开展全国范围采煤沉陷区现状调查评估和制定综合治理中长期专项规划，完善采煤沉陷区综合治理利用标准体系，构建新时期采煤沉陷区“源头防治-过程控制-综合利用-全程监测”一体化治理新模式，加大采煤沉陷区综合治理政策和资金支持力度等沉陷区综合治理建议，为我国煤矿采动...     

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。