焦作市九里山煤矿塌陷区变化趋势遥感分析

煤矿生产导致的塌陷不仅严重影响当地居民的正常生活,而且破坏生态环境,监测塌陷区的变化特征和发展趋势,是进行防治的关键。本文通过三期遥感数据,运用ENVI和Arc GIS软件对焦作市九里山煤矿塌陷区的变化特征和发展趋势进行解译分析,认为：(1)九里山煤矿塌陷区逐步扩展,2012年主要集中于西部区域;(2)塌陷区面积2000年为94.45 hm²,占矿区面积的5.06%,到2019年达到463.42 hm²,占矿区面积的24.84%,增加幅度非常大,说明矿区塌陷进入高发阶段;(3)2000年到2012年的变幅为82.15%,2012年到2019年的变幅为169.37%,2000年到2019年的变幅则达到390.65%,整体呈现急剧增加趋势,未来发展将更加严重。     

黑龙江省煤矿区地质灾害与防控措施研究

黑龙江少省是国家煤炭生产大省之一,累计原煤产量居全国第四位,煤炭资源开采造成煤矿及其周边地区土地塌陷面积达507.89 km^2。介绍了黑龙江四大煤矿区因煤炭开采引发的地质灾害问题,探讨了煤矿地质灾害的主要类型、形成机制和灾害的发展趋势;分析了地质灾害对矿区基础设施破坏、土地资源侵占、资源环境污染,群众生命财产安全和经济发展的危害;以科学发展观作指导,结合当地地质灾害防治实践,总结推出了加强地质灾害执法监管、新建矿灾害预防控制、塌陷区的土地复垦、煤矸石的资源化循环利用、矸石山的生物复垦和煤矿遗址的生态复垦旅游开发等措施模式。     

煤矿塌陷区路基再变形及控制技术研究现状

煤矿塌陷区在我国分布较广泛,有些高速公路很难绕过矿区.在煤矿塌陷区内能否建设高速公路关键取决于其路基的稳定性和再变形量.在综合分析大量文献的基础上,从车辆载荷对路基的作用形式、塌陷区路基的再变形机理、计算方法和控制技术等方面对塌陷区路基再变形及控制技术的研究现状进行了综述,指出在煤矿塌陷区路基再变形与控制技术研究中,需要考虑采动覆岩的稳定性及其对路基再变形的影响,根据路基变形的限量指标来反演钻孔注浆的设计参数.     

煤矿塌陷区地基稳定性与承载力研究现状分析

煤矿塌陷区在我国分布较广泛,为了保证国家建设的需要和节约耕地,就必须对塌陷区土地进行科学开发和利用,使其恢复为建设用地.在综合分析大量文献的基础上,从老采空区的活化机理、地表沉陷与变形规律等方面,分析了煤矿塌陷区地基稳定性和承载力的研究现状.分析研究表明,提高塌陷区土地利用率的关键是需要准确分析和计算出地基的承载力.煤矿塌陷区地基稳定性和承载力研究,对于提高土地的利用率、保护耕地,促进我国经济和社会的协调和可持续发展等,具有十分重要的理论价值和现实意义.     

贵州山地煤矿区待复垦土地适宜性评价初探

复垦土地的适宜性评价是制定土地复垦方案的前提和基础.探讨了山地煤矿开采对地表的影响与平原地区存在的差异.以贵州省普安县郭家地煤矿为例,结合矿区地形实际情况并参考评价单元的划分依据,将该矿区的复垦土地的适宜性评价单元划分为生产生活管理区、排矸场、堆煤场、表土存放场、连接道路、附属系统、预测塌陷区7个评价单元,相应进行评价因子的选取和确定并得出矿区复垦土地的复垦方向.本研究对同类地区复垦土地适宜性评价具有一定的参考价值.     

徐沛快速通道下伏煤层采空区稳定性分析与评价

徐沛快速通道路线先后穿越王庄、垞城、马坡等煤矿采煤塌陷区.为了保证道路和桥梁的运营安全,项目组对沿线煤层采空区展开了详细的勘测调查.以垞城煤矿采空区为例,对采空区的空间特性,岩层的移动、变形与破坏规律,进行了分析与评价.研究结果表明:垞城煤矿采空区是稳定区,即采空区残余变形量小于公路规范的规定,其变形量不会导致公路损坏.     

鲍店矿十采区开采沉陷损害耕地的GIS量化评价

鲍店煤矿十采区位于我国东部平原,开采沉陷引起的耕地破坏比较严重.假设十采区103上01、103上02、103上03、103上04和103上05五个采面完全开采,应用前期开发的评价系统,对评价区开采沉陷耕地破坏进行了GIS量化评价.通过现场校验,本评价计算结果与矿区实际情况基本吻合,从而可为该矿区开采沉陷耕地的复垦治理工程与损害补偿提供一定的科学依据.     

安徽省矿区土地破坏现状及复垦模式探析

安徽是矿产资源生产和消耗大省,长期以来矿山的过度开采和开发造成矿区土地不断被侵占,生态环境遭到破坏。为减少土地损失和减少环境污染,应当及时进行合理的土地复垦。针对安徽省矿区土地破坏的状况,提出了矿区土地复垦的模式和治理技术。     

陕北现代化煤炭开采区土地沙漠化影响及原因——以大柳塔—活鸡兔矿区为例

为了弄清楚陕北现代化煤炭开采对沙漠与黄土交界处土地沙漠化和地质环境的影响,以神府煤田的大柳塔—活鸡兔矿区为例,采用遥感解译、大比例尺地面调查以及GIS技术,对矿区近20年来煤炭开采区沙漠化土地及地质环境的演化特征进行分析,探讨了土地沙漠化的影响因素。结果表明:近20年来研究区土地沙漠化总体呈好转趋势,1986—1996年是矿区沙漠化好转的主要时期,主要因为该时期煤炭开采规模较小,采空塌陷区增加缓慢;20世纪80年代中期以来,矿区因煤矿采空所形成的塌陷区面积不断扩大,但采空塌陷至少对严重和中度沙漠化土地的影响微弱;1996年以来,随着煤炭开采力度不断加大,采空塌陷区面积呈指数增长,但土地沙漠化仍处于一个相对稳定的时期;煤炭资源开发造成大面积地面塌陷和裂隙、地下水水位下降、泉水流量减少甚至干涸,以及地表径流减少等,会导致区域生物多样性的减少和湿地植被的演替,使生态环境更加脆弱。因此,影响矿区土地沙漠化的主要因素是气候变化和其他人为因素,而不是矿区生态特征和采空塌陷因素。设立重要的生态环境和水资源保护区是保护有限的水资源和生物资源必要手段,也是减轻土地沙漠化的重要途径。     

矿产资源开发中矿山地质环境问题响应差异性研究——以陕西潼关、大柳塔及辽宁阜新矿区为例

以陕西潼关、大柳塔及辽宁阜新矿区为例,采用对比分析的方法研究矿产资源开发中矿山地质环境问题差异性响应的主要因素。上述3个矿区矿产资源开发中矿山地质环境问题主要包括:20世纪90年代以前,陕西潼关金矿区是中国矿产资源开发秩序十分混乱的矿区之一,地下开采的采矿废石随意堆排导致了极为严重的矿山泥石流地质灾害及其隐患,“三废”无序排放导致土壤、河水及其底泥的重金属及氰化物污染严重,严重影响人体健康;地处生态环境脆弱带的陕西大柳塔煤矿区,20年大型机械化地下煤炭资源开采导致大面积地面塌陷及其链生的地下水含水层破坏严重,但矿区土地沙漠化程度总体没有呈现加重的趋势,水土环境重金属呈轻度污染;具有百年开发历史的辽宁阜新煤矿区,露天开采使土地生态破坏严重、边坡滑坡灾害频发、土地压占与破坏突出,地下开采引起的地面塌陷对地表建筑物及人居安全影响严重,但相对于金属矿区,该矿区水土环境重金属污染相对轻得多。对比上述3个矿区矿山地质环境问题,得到其差异性响应主要因素:矿产资源种类、原生地质环境条件、开采方式及矿山环境保护意识等。     

Quantifying relationships between subsidence and longwall face advance using DInSAR

Surface subsidence that results from longwall mining can be large magnitude and can affect significant areas. Conventional methods for subsidence monitoring include leveling, global positioning system(GPS), and photogrammetric surveys. Remote sensing techniques including, aerial LiDAR, terrestrial laser scanning, and satellite-based Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar(DInSAR), are also used to measure deformation associated with subsidence. DInSAR data are different than data from conventional subsidence surveys. Images capture data over large areas(hundreds of kilometers), and each pixel(data point) in an image quantifies the average displacement over an area of square meters.DInSAR data can have fairly high time resolution; imaging periods typically range from weeks to months.DInSAR data can be useful to monitor subsidence sequentially over short periods. Regularly monitoring subsidence may help define if caving is progressing normally and can establish relationships between surface deformation and longwall face advance, which has potential to help quantify possible risks to mine stability. In this study, subsidence at a longwall trona mine is monitored over short periods, typically 12 days, as the longwall face is advanced through a panel. C-band interferometric wide swath synthetic aperture radar(SAR) images from the sentinel satellites are used to quantify the subsidence. The onset of subsidence occurs close in time to the beginning of the longwall face advance, and overall,the development of subsidence closely follows the longwall face advance.     

开采沉陷预计与分析的空间模拟

生产和废弃矿井引起的地表沉陷将给矿区造成严重的环境灾害，为了减小这种影响，分析、评价沉陷的危险性，并采取预防措施是极其重要的；为此，应用具有空间分析功能的地理信息系统（ＧＩＳ）软件开发了能预计和分析开采沉陷可能性的空间模型，本文简要介绍了它的开发原理、系统设计方法及其应用。     

煤矿开采沉陷有效控制的新途径

开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接根源，有效控制和减轻地面沉陷程度是减轻或避免开采沉陷环境灾害的根本之路，针对这一问题，分析了充填开采、条带开采和覆岩离层注浆岩层控制技术的优缺点，根据荷载置换原理，提出了“条带开采一注浆充填固结采空区—剩余条带开采”的三步法(二次条带式)开采沉陷控制的新思路，进行了三步法开采沉陷控制的可行性研究，初步分析表明，采用三步法开采可以实现对岩层移动和地表沉陷的有效控制，地表下沉系数可控制在0．25左右，煤炭采出率可达到80％～90％，可基本实现地面建筑物不搬迁和大幅度减轻土地塌陷灾害。     

Field Investigation and FEM Analysis of Ground Subsidence in a Chinese Underground Gold Mine

Ground subsidence in a Chinese underground gold mine is remarkable. To find out reasons and regularities of the subsidence, following research work was carried out: (1) systemetical investigations of engineering geological conditions, including in situ stress sta- te, locstion and size of old river beds, ponds and unfilled mined-out areas, (2) in situ monitoring of strata movement by multi-point ex tensometers in 3 vertical boreholes; (3) FEM (Finite Element Method) analysis to study the relationship between the ground subsidence and mining excavation, especially to inspect the influence of unfilled mined-out areas at shallow depth on the subsidence. Based on the research results, measures to control the ground subsidence and to prevent buildings from damage are provided.     

金属矿山地下开采引起地面塌陷的规律

金属矿山地下开采引起地表塌陷已经成为一种主要的矿山地质环境问题．地面塌陷受多方面因素影响,各因素相互作用使得金属矿山地表塌陷形成机理复杂．本文以大冶铁矿东露天采场地面塌陷为例,从采场地质环境、矿体特征、采矿方法、崩落角、地面塌陷的形式等方面,综述了地面塌陷的特征,并探讨了地面塌陷的形成规律,该研究为矿山地面塌陷的成因及控制对策研究提供了帮助．     

深部条带开采下沉系数与采厚关系的数值模拟

以峰峰万年矿的地质采矿条件为原型,利用FLAC3D数值模拟软件,建立了深部大采宽条带开采数值模拟模型,对开采厚度与下沉系数的关系进行了研究.结果表明：在采深和采出率等条件相同的情况下,地表下沉值和水平移动值均随采厚的增加而增大,而下沉系数随采厚的增加以非线性关系逐渐减少.下沉系数与开采厚度关系的确立,对深部大采宽条带开采地表移动变形预计及优化设计具有指导作用.     

深部条带开采下沉系数与采厚关系的数值模拟

以峰峰万年矿的地质采矿条件为原型,利用FLAC3D数值模拟软件,建立了深部大采宽条带开采数值模拟模型,对开采厚度与下沉系数的关系进行了研究.结果表明:在采深和采出率等条件相同的情况下,地表下沉值和水平移动值均随采厚的增加而增大,而下沉系数随采厚的增加以非线性关系逐渐减少.下沉系数与开采厚度关系的确立,对深部大采宽条带开采地表移动变形预计及优化设计具有指导作用.     

煤炭资源型城市塌陷区景观更新设计

煤炭资源型城市采煤塌陷区面积的不断扩大,使生态环境遭到破坏,并且严重制约着资源型城市的可持续发展。针对塌陷区的现状和特点,从城市景观更新的角度,探讨其规划设计的综合效应和技术方法,以促进城市向宜居生态城市转变,实现城市的可持续发展。