黄河泥沙作为采煤沉陷地充填复垦材料的可行性分析

目前已有的高潜水位平原地区的采煤沉陷地充填复垦技术存在充填物料数量不足和潜在污染性的问题。为分析黄河泥沙用作采煤沉陷地充填复垦材料的可行性,在济宁市梁山县陈垓引黄闸上游的黄河浅滩处及附近正常耕种的农田内采集了9个土壤剖面样和3个泥沙表层样,运用ICP-AES等手段对其土壤质地、pH值、电导率、有机质、营养物质和8种重金属(As,Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn,Hg)等理化指标进行了定量分析。结果表明:①黄河泥沙质地类型属于砂土,保水保肥性能差。②黄河泥沙的pH呈弱碱性,电导率值很小,能满足大多数作物的生长要求。③黄河泥沙的有机质、全氮、碱解氮、全钾、速效钾、全磷和有效磷含量处于中下、低或很低水平,用作充填复垦材料需要采取适当措施加以改良。④黄河泥沙中的Cd和Hg未检出,Cr,Cu,Zn,Pb,Ni和As含量均未超过《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)二级和三级标准值,不会造成污染。黄河泥沙用作采煤沉陷地的充填复垦材料是可行的,但需改善其保水保肥性能和肥力水平。     

采煤沉陷地夹层式充填复垦原理与方法

充填复垦是提高耕地恢复率的有效途径。现有充填技术采用一次性充填方式,形成典型的“土壤层+充填层”双层土壤剖面构型。在覆盖土壤厚度不足的情况下,复垦土地的生产力低,为此,提出 “土壤层+充填层+夹层+充填层……”的夹层式多层土壤剖面构型,并以黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地为例,从夹层式充填复垦的原理和方法两个方面进行研究分析。结果表明:根据不同充填材料土壤质地情况,在充填材料层中设置与其质地相异的夹层,可以改善充填材料的水分和营养元素状况,改良了“土壤层+充填层”的双层土壤剖面构型存在的弊端,提高复垦耕地的质量。提出了一种充填复垦采煤沉陷地交替多层多次充填土壤重构方法,通过条带间交替充填工艺和多次充填与土壤回填,实现了夹层式土壤剖面结构重构的连续施工作业。在山东省邱集煤矿进行了实践,夹层式土壤剖面构型的小麦产量可以当年达到甚至高于对照农田。     

玉米形态指标对黄河泥沙充填复垦覆土厚度的响应

本研究选择当地的表土、心土和黄河泥沙为研究对象,设置不同厚度覆土处理持续监测玉米的形态指标(株高、基径、叶面积)。试验结果表明:覆土不小于70 cm的处理(表土至少30cm)生长前期以径粗生长为主,后期株高、叶面积逐渐发育,玉米径粗较粗,株高叶面积发育良好,有利于植株的生长。同时考虑引黄河泥沙充填复垦技术施工土方量较少的原则,70 cm(表土至少30 cm)厚度是能保证玉米正常生长的最薄覆土厚度。     

平原矿区采煤沉陷地复垦耕地生产力评价

针对采煤沉陷区复垦耕地质量不高和缺乏科学合理的验收标准问题,从土壤学、植物学角度选取了与复垦耕地生产力密切相关的有机质、pH、全氮、速效磷、速效钾等土壤养分指标和与农作物生长密切相关的土层厚度、地下水埋深、农田水利、坡度等外部环境指标共同构建复垦耕地生产力评价指标体系,并建立了评价模型,在兖州采煤沉陷区对该评价模型进行了实地应用验证,评价结果与实测结果相关性显著,表明建立的耕地生产力评价模型可用于高潜水采煤沉陷区复垦耕地生产力的评价定级。     

采煤沉陷地土地复垦中土壤重构数学模型的研究

通过实践总结归纳推导,建立了用挖深垫浅法对土地复垦中土壤重构的数学模型,此数学模型的建立对今后的土地复垦土壤重构具有指导意义.     

济宁市采煤沉陷地引黄充填沉沙排水量预测及利用效益分析

在我国东部高潜水位平原矿区,引黄河泥沙充填复垦技术有广阔的应用前景。引黄充填过程中会产生大量的外排水,但目前排水损失测算及利用效益分析的研究较少。以济宁市北部采煤沉陷区为研究对象,通过估算3种时间情景下,沉沙和调水过程中的水量损失率、总可供利用水量,对不同情景下的排水利用效益加以测算分析。结果表明：在立即排水、停留24 h和48 h情景下,排水损失率分别为3.75%、13.18%和25.30%。在供给农业灌溉情景下的排水效益为0.64~0.82亿元,补充本地水系的潜在效益为1.15~1.48亿元,供给工业生产的效益为22.36~28.84亿元。研究结论表明：对沉沙排水加以合理利用可以获得显著的经济和环境等综合效益,前景广阔。     

采煤沉陷区土地复垦的几种简易方法

采煤沉陷是严重影响人民生活和生产建设的主要地质灾害之一,为了解决这一问题,土地复垦势在必行。使用粉煤灰、煤矸石、湖泥、河泥进行土地复垦,使可耕土地面积增大,土地功能得以恢复,取得了很好的社会和经济效益。     

动态预复垦技术在采煤沉陷区复垦工程 设计中的应用

文中以山东某矿为例,介绍了动态预复垦技术在复垦工程设计中的应用。基于开采沉陷预计确定了沉陷区最佳动工时间和施工工艺,改善了施工条件,缩短了复垦工程周期,提高了复垦的经济和社会效益。     

采煤沉陷地复垦适宜性评价探讨——以安山矿区为例

文中以安山矿区的自然状况和地质采矿条件为前提,建立了土地破坏程度评价指标体系,在此基础上对安山矿区采煤沉陷破坏土地复垦利用方向的适宜性进行了评价,确定了安山矿区采煤沉陷破坏土地的复垦利用方向,对类似条件下的矿区采煤沉陷地复垦具有一定的参考价值.     

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。     

五阳矿区采煤塌陷地混推和剥离复垦比较研究

在潞安矿业集团五阳矿区采煤塌陷地上，按照混推和剥离2种复垦技术，分复垦种植1，3和5a进行采样，对不同复垦技术及时间条件下土壤养分和重金属元素含量以及物理性质进行采样分析研究．结果表明：①剥离复垦耕地的土壤肥力基本保持不变，耕层养分高于底层，并呈逐年上升的趋势；②混推复垦耕地的土壤肥力低且不匀，必须采取措施尽快提高地力；③土壤重金属元素含量的变化主要受矿区粉尘和污水的影响，与土地复垦的技术和年限关系不大；④平川地区采煤塌陷地的复垦采用剥离复垦的效果较好．     

黄河流域矿区生态环境与黄河泥沙协同治理原理与技术方法

黄河流域生态保护与高质量发展已经成为国家战略.黄河泥沙淤积和矿区生态环境恶化是黄河流域面临的两大生态环境难题.在分析这两大问题的特征及协同治理原理的基础上,提出了2者协同治理原理与技术方法.结果 表明:①黄河泥沙与矿区生态环境协同治理存在供需、空间位置、材质、政策、经济等5个方面的协同关系.②黄河泥沙与矿区生态环境协同...     

我国矿业用地退出机制研究

本文在总结当前矿业用地制度基本特征的基础上,分析了矿业用地退出机制及其问题,提出了矿业用地退出原则、退出路径和激励与约束机制.并指出通过复垦责任制度化和集约利用、及时变更等系列制度建设,提高制度绩效.     

基于无人机的高潜水位煤矿区沉陷耕地提取方法比较

准确、快速、低成本的获取高潜水位煤矿区沉陷耕地的面积、分布、受损等信息对耕地保护有重要的意义。色彩空间转换、纹理分析和植被指数等方法能够有效的增强和挖掘影像潜在的信息,对信息提取有很大帮助。利用2018年4月获取的无人机可见光影像对典型高潜水位煤矿区——山东兖州兴隆庄煤矿的沉陷耕地进行了提取研究。首先统计了耕地、积水区等地物在可见光三波段的均值和标准差,比较发现耕地与积水区在红、绿、蓝3个波段均有重合。其次对研究区影像进行了色彩空间转换与二阶矩阵纹理滤波,统计了耕地与积水区共27项色彩与纹理特征指标,利用均值和标准差计算了变异系数和相对差异值,最终选取色度(变异系数26%,相对差异73.33%)和绿色信息熵(变异系数20.59%,相对差异72.79%)作为耕地提取的最优特征,采用最大似然法进行耕地提取。之后计算了备选的6种可见光植被指数,根据结果分布图,选取了过绿指数EXG(excess green index)、可见光差异植被指数VDVI(visible-band difference vegetation index)、红绿蓝植被指数RGBVI(red green blue vegetation index)及归一化绿红差异指数NGRDI(normalized green-red difference index)作为沉陷耕地提取指数,利用双峰阈值法确定了耕地提取阈值。比较提取结果得出,EXG和NGRDI指数无法全面、客观反映研究区实际情况,VDVI指数的耕地总体分类精度为81.05％,高于RGBVI指数的71.38％,是本研究中最适用于高潜水位煤矿区沉陷耕地提取的指数。最后利用验证区影像,以基于样本面向对象提取的沉陷耕地面积作为参考值,通过比较面积及误差得出,基于色彩与纹理特征法提取的面积与参考面积更接近,误差(6.8%)小于可见光植被指数法(16.0%),更适用于高潜水位煤矿区沉陷耕地的提取。本研究结果客观反映了由于采煤沉陷导致耕地颜色、纹理、疏密等变化特征,为高潜水位煤矿区沉陷耕地的面积测算提供了技术支持。     

济宁北部矿区引黄河泥沙充填复垦优化分析

济宁北部矿区属于高潜水位矿区,传统的土地复垦方法耕地恢复率较低,同时该矿区地属平原,复垦时不能提供充足的充填土料。针对传统复垦方法的不足,考虑到济宁北部矿区毗邻黄河,引水取沙十分方便,提出引黄河泥沙充填复垦的新方法。首先根据煤矿产量估计不同时段沉陷面积和容积,进而测算不同时段复垦需沙量和引水量。再根据引黄河泥沙充填复垦工艺确定优化原则,包括管道布设优化原则、复垦顺序优化原则、提高管道输沙效率和输沙能力原则。根据优化原则,选择合适的管网铺设形式降低复垦成本;根据煤矿开采情况,选择沉陷稳定区域优先开采,避免重复复垦;选择合适的采沙输沙设备及其配套设备、管道管径、管材、不淤流速、最佳输水含沙量,以有效提高管道输沙能力、泥沙输送效率。优化成果可为实际引黄河泥沙充填复垦工程提供依据。     

露天矿剥离与土地复垦一体化作业优化研究

综合运用露天采矿学、土地复垦知识及数学规划优化方法，着重研究了露天煤矿表土层剥离与土地复垦一体化作业方法及相关参数，并针对露天煤矿一般都有多个采掘点和多个卸载点的特点，采用线性规划对表土 资源的流量和流向进行优化控制。以霍林河南露天矿为实例，在表土剥离与土地复垦工艺间的合理配合及其参数设计、表土资源优化配置等方面取得了令人满意的结果。     

山东黄河北煤田地表沉陷规律研究

为研究山东黄河北煤田开采地表沉陷规律,在黄河北煤田的邱集煤矿的西一采区建立了地表沉陷观测站,并按有关规程要求进行了观测,结合其他矿区的地表沉陷规律,利用回归分析法对所取得的观测数据进行研究,分析出山东黄河北煤田的开采沉陷特征,黄河北煤田的地表沉陷符合概率积分法,获得其参数分别为下沉系数0.86,主要影响角正切1.55,影响传播角89,°拐点移动距0得出了其下沉系数大、主要影响角正切偏小的特厚松散层的地表沉陷特点。