风沙区采煤扰动下土壤养分含量的演变特征

为揭示超大工作面开采过程中采煤沉陷对土壤养分影响的演变特征,并为矿区生态自修复研究提供理论参考。选择大柳塔矿某综采工作面,分别对开采前、开采过程中、开采结束及地表稳定后这一煤炭开采全周期的对照区及沉陷区进行取样,对比分析土壤养分含量。结果表明:土壤pH值随开采进度呈增大趋势,地表稳定后逐渐降低;有机质、速效磷及全氮随开采程度呈先降后增的趋势;速效钾一直呈增大的趋势,与有机质、全氮及速效磷变化趋势不一致。地表稳定后土壤养分含量与对照区基本趋于一致,表明沉陷区土壤养分具有一定的自修复特征。     

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...     

神南矿区采煤沉陷裂缝对土壤表层含水量的影响

为探究西部风沙区采煤沉陷裂缝对土壤表层含水量(0～20 cm)的影响,以神南柠条塔煤矿某工作面为研究区,使用时域反射仪(TDR)对动态裂缝以及不同宽度的地裂缝进行了土壤的水分含量监测,结果表明：(1)在动态裂缝整个发育周期内,裂缝周边表层含水量呈现处一个先快速下降后缓慢上升的趋势,且相对出塌陷侧的含水量损失量小于相对出露侧;且裂缝相对塌陷侧含水量及含水量恢复速度稍大于相对露出侧;在裂缝相对出露侧的土壤含水量受影响范围在85 cm内,影响周期为13 d;在裂缝相对塌陷侧的土壤含水量受影响范围在55 cm内,影响周期为12 d;在土壤自修复的作用下,土壤的含水量都可以得到基本的恢复;(2)对超充分采动区内不同裂缝宽度条件下(2、5、9、13、17、24、32、35、38 mm)的土壤含水量进行对比分析,发现在宽2、5 mm的裂缝对土壤含水量无显著影响,9 mm及以上的裂缝中,当裂缝宽度相同时,距离裂缝位置越远,土壤含水量越高;在距离裂缝相等时,裂缝宽度越大,土壤含水量越低。     

陕北不同地貌类型区采煤沉陷对土壤微生物和酶活性的影响

深刻认识采煤沉陷的衍生生态损害效应已经成为当前修复西部煤矿区生态环境采动损害的关键基础科学问题和研究热点。掌握不同地貌类型单元采煤沉陷对土壤微生物和酶活性的影响规律有利于西部采煤沉陷区的生态环境保护与修复。以陕北煤矿区榆树湾井田（风沙地貌）、柠条塔井田北翼（黄土地貌）的典型沉陷坡面土壤为研究对象,分别采集不同坡面部位（垂直深度为0～60 cm）的土壤样品,分别采用绝对定量PCR方法和酶标仪法测定土壤细菌、放线菌、真菌的数量和蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶的活性,细致分析土壤微生物数量和酶活性在沉陷坡面上的空间变化特征,综合土壤主要理化特性,揭示不同地貌类型下采煤沉陷对土壤微生物和酶活性的影响规律。结果表明：(1)风沙地貌类型单元和黄土地貌类型单元的采煤沉陷都会导致沉陷坡面土壤微生物数量和酶活性显著降低,土壤微生物数量的降幅分别达到8.27%～42.39%和11.53%～45.95%,土壤酶活性的降幅分别达到6.52%～39.83%和9.09%～42.42%;随坡面部位由坡顶到坡中再到坡脚的转换,该效应对于土壤3种微生物和4种酶呈现出不同的变化特征;(2)黄土地貌类型单元的采煤沉陷对“...     

采煤沉陷对沙地土壤水分运移的影响

为研究采煤沉陷对风沙区土壤水分生态环境的影响,对毛乌素沙地南缘补连塔矿采煤沉陷后风沙土土壤水分时空变化规律及土壤密度、土壤机械组成和水分运移过程(水分入渗、土壤蒸发)进行了研究。结果表明:沉陷使得水分恢复期土壤水分条件发生变化,增加了60~80 cm深度处土壤水分的变异性,但沉陷区与对照区之间差异未达显著性水平。在采煤沉陷后1 a的相对稳定期,与对照区相比,沉陷区粗粉粒(0.01~0.05 mm)含量明显增加,而细黏粒(0.001 mm)含量减小;在初始入渗率上,表现为沉陷区较高,在稳定入渗率上,表现为对照区较高,但差异较小,而沉陷明显增加了水分的垂直入渗深度,减小了表层土壤持水能力;同时,沉陷区土壤蒸发量明显增大,不利于土壤水分的保持。经相关性分析,沉陷使得土壤水分与影响因素之间的相关性增强。     

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...     

高潜水位采煤沉陷区综合治理模式分析

本文针对典型高潜水位两淮采煤沉陷区,归纳了农业建设、生态功能区建设、生态景观建设和园区建设4种沉陷区综合治理的主要修复模式,简析了新庄孜和后湖等沉陷区修复时针对不同的条件采取的相应修复模式,为其他类似条件的沉陷区及废弃地提供参考。     

采煤沉陷对植被土壤容重和水分入渗规律的影响

为研究采煤沉陷对土壤水资源的影响,针对神东补连塔矿区3种主要植物(沙柳、沙蒿、杨树)群落类型,通过野外调查、实地试验和室内测试,研究了采前、采中、采后及稳定期土壤容重的变化规律及稳定期不同植被类型水分入渗特征.结果表明,随着开采的进行,不同土层之间土壤容重的差异减小,土壤容重分层现象减弱;不同植被覆盖条件下土壤容重在不同时期表现出一定的差异性,开采期间,3种不同植被类型表层土壤容重均减小;在采煤沉陷稳定期,沙柳、沙蒿0～100 cm土层平均土壤容重增大,而杨树则减小.开采后不同植被覆盖条件下稳定入渗率从大到小表现为杨树、沙蒿、沙柳,且与土壤容重有一定相关性.     

两淮采煤沉陷积水区水体水化学特征及影响因素

为分析沉陷积水区主要补给水源及相应的溶质来源,在淮南"潘谢"矿区和淮北"朱-杨庄"矿区各选取3个研究站点,基于水化学基本理论和原理,分析了各研究水域主要离子质量浓度、组成及类型,采用Gibbs图及因子分析方法,对水化学特征的影响因素进行了讨论。结果表明:水体总溶解性固体(TDS)质量浓度在丰、平、枯水期总体上逐渐升高,淮北沉陷积水区水体的矿化度、碱度和总硬度均高于淮南沉陷积水区。水化学组成在区域范围具有一定的空间变异性,HCO-3和Na+在阴阳离子中占有最大比例;淮南3个站点水化学类型主要为Na+-HCO-3-Cl-和Na+-Ca2+-HCO-3型,淮北3个站点则为Na+-Mg2+-HCO-3型。Gibbs图和因子分析共同揭示了淮南沉陷积水区水化学特征主要受浅层地下水和地表径流的双重影响,而淮北沉陷积水区离子组成主要体现了区域浅层地下水化学的特征。     

对淮南矿区采煤沉陷地生态环境修复的思考

本文以华东最大能源基地——淮南矿区为例,基于“三大基地”和“生态淮南”建设背景,贯彻持续发展观,科学确立基于采煤沉陷地生态环境修复的大型生态矿区建设战略思路,及以凸显“一个目标、两个主题、三大分区、四项原则、五类工程”的采煤沉陷地生态环境修复具体方略。     

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...     

陕北采煤沉陷区不同沉陷年限黄土坡面土壤可蚀性的变化规律

土壤可蚀性不仅可以定量刻画土壤自身抗侵蚀能力,还能反映人类活动产生的水土流失效应,研究煤炭采动损害对土壤可蚀性的影响有利于煤矿区生态环境保护.以陕北煤矿区沉陷年限分别为1～5、6～10 a的典型沉陷坡面土壤(垂直深度20 cm以浅)为研究对象,分别用MS2000激光粒度仪和总有机碳分析仪测定了土壤机械组成和有机质含量,...     

采煤沉陷对土壤团聚体及其有机碳的影响

为了更好地了解采煤沉陷坡地土壤结构及其有机碳库的变化特征,以典型的焦煤集团九里山矿采煤沉陷坡地为研究对象,分析了采煤沉陷坡地不同坡位土壤团聚体的组成及其有机碳的空间分布特征。结果表明：采煤沉陷坡地大团聚体含量自坡顶至坡底不断下降,微团聚体含量不断增加,土壤结构和稳定性自坡顶至坡下越来越差,在坡底则有所好转。采煤沉陷坡地不同坡位＜0.25 mm 土壤团聚体有机碳含量最高,各粒级土壤团聚体有机碳含量自坡顶至坡下不断减少,在坡底则有所增加。采煤沉陷坡地土壤有机碳含量自坡顶至坡下不断减少而在坡底显著增加。采煤沉陷减少了不同坡位＞5 mm土壤团聚体有机碳储量,增加了不同坡位＜0.25 mm土壤团聚体有机碳储量,但对0.25~2 mm、2~5 mm土壤团聚体有机碳储量的影响没有明显规律性。采煤沉陷坡地坡顶、坡上、坡中、坡下土壤有机碳储量显著低于正常农田,分别比未塌陷地土壤有机碳储量减少了8.19 t/hm2、8.21 t/hm2、9.11 t/hm2、11.34 t/hm2,煤炭开采引起的采煤沉陷对土壤有机碳库造成了不同程度的损失,并在一定程度上加剧了温室效应。     

采煤沉陷对土壤团聚体及其有机碳的影响

为了更好地了解采煤沉陷坡地土壤结构及其有机碳库的变化特征,以典型的焦煤集团九里山矿采煤沉陷坡地为研究对象,分析了采煤沉陷坡地不同坡位土壤团聚体的组成及其有机碳的空间分布特征。结果表明：采煤沉陷坡地大团聚体含量自坡顶至坡底不断下降,微团聚体含量不断增加,土壤结构和稳定性自坡顶至坡下越来越差,在坡底则有所好转。采煤沉陷坡地不同坡位＜0.25 mm 土壤团聚体有机碳含量最高,各粒级土壤团聚体有机碳含量自坡顶至坡下不断减少,在坡底则有所增加。采煤沉陷坡地土壤有机碳含量自坡顶至坡下不断减少而在坡底显著增加。采煤沉陷减少了不同坡位＞5 mm土壤团聚体有机碳储量,增加了不同坡位＜0.25 mm土壤团聚体有机碳储量,但对0.25~2 mm、2~5 mm土壤团聚体有机碳储量的影响没有明显规律性。采煤沉陷坡地坡顶、坡上、坡中、坡下土壤有机碳储量显著低于正常农田,分别比未塌陷地土壤有机碳储量减少了8.19 t/hm2、8.21 t/hm2、9.11 t/hm2、11.34 t/hm2,煤炭开采引起的采煤沉陷对土壤有机碳库造成了不同程度的损失,并在一定程度上加剧了温室效应。     

采煤沉陷的岩层控制与生态修复景观设计

根据湖南资兴煤田开采对地表生态环境的破坏影响现状,采取岩层控制沉陷技术与生态修复景观技术,为煤矿地表沉陷的防治及生态修复景观再造提供探索性的研究。     

淮南矿区采煤沉陷综合治理实践与经验

围绕淮南矿业集团采煤沉陷区的特点、综合治理现状及存在的问题进行深入剖析,在总结综合治理工作经验的基础上,针对性地提出了相关对策建议,对进一步推进淮南矿区采煤沉陷区综合治理工作具有重要意义,对其他煤炭企业采煤沉陷区的综合治理工作,也有较强的参考与借鉴价值。     

抚顺采煤沉陷区治理的初步设想

抚顺采煤沉陷区是由于井下开采造成的。由于矿井采用综放开采工艺和分层全部垮落式采煤法,煤层冒落空间大,冒落裂隙带高,破坏了原始地层的强度,在地应力和岩层自重力作用下,上覆岩层迅速垮落,填充采煤后形成的空间,最终导致地表沉降。对抚顺采煤沉陷区治理的设想是,利用东露天矿剥离产生的剥离物对煤沉陷区进行回填,然后再覆土改造成大面积的良田,予以绿化、植树。这个项目的实施使抚顺采煤沉陷区的生态得到彻底恢复,它不仅对矿山和当地经济的可持续发展具有深远意义,也是改善地质环境、造福人类的千秋大业。     

山西黄土丘陵采煤沉陷区生态环境破坏与修复研究

山西省煤炭开采大都处于黄土沟壑和丘陵山区,其采煤沉陷及地表破坏具有和平地不同的破坏特点,产生的多种形式和不同大小的地表裂缝、槽形塌陷及采动滑坡,使地形地貌及景观产生较大的破坏,水土流失加重等。因此,研究适宜山西地貌和气候特征,以及山西采煤沉陷损伤规律的土地复垦与生态重建技术,构建山西省黄土丘陵采煤沉陷地复垦技术模式显得尤为重要。分析了黄土丘陵采煤沉陷区的地表破坏的类型、形成机理及影响因素,结合黄土丘陵地貌分析研究了开采对地表水资源分布及沉陷区土地及植被的影响和破坏。地下采煤形成的覆岩及地表裂缝为水资源运移和流失提供了通道,采排矿井水对土地造成了污染,采动土地破坏及地表水土流失的加剧,是造成地面生态植被破坏的主要原因。对于采动生态环境破坏,采煤岩土体损害是根本,水资源和植被的破坏为开采损害的延续性影响,而单一类型的损害修复方法无法达到良好的修复状态,因此提出了以地形修复、水资源保护、植被重建等相结合的黄土丘陵沉陷区生态修复技术。通过山西某矿区黄土丘陵地表的土地复垦实践,证明了黄土丘陵沉陷区结合地形条件和生态环境的土地复垦技术的有效性及适宜性,研究成果对山西黄土丘陵矿区的地下开采与生态环境的恢复具有重要的指导意义。     

潘集矿区采煤沉陷地生态修复模式研究

根据潘集矿区沉陷地自然条件和社会条件,对潘集矿区沉陷特点及危害进行分析,依据相关生态修复原理和方针,提出适宜该矿区发展的生态修复模式,包括非充填采煤沉陷地生态修复和充填采煤沉陷地生态修复两大类.