采煤塌陷深积水区现状分析与治理对策探讨

文章分析了采煤塌陷深积水区在全国分布的特点及其对耕地的影响,选择了最具代表性的淮北、淮南、济宁、菏泽四市,对其深水面的分布特点与损毁特征进行了详细分析,并介绍了四市各具特色的采煤塌陷深积水区治理方式,总结出了综合养殖模式、平原水库模式、湿地生态公园模式、休闲观光旅游模式四种采煤塌陷深积水区复垦治理的典型模式,为以后采煤塌陷深积水区的治理利用提供参考。     

河北采煤塌陷区的环境治理

本文介绍了河北省采煤塌陷现状的基础上来分析其引起的一系列环境问题，同时提出了不同采煤塌陷地的环境治理措施及治理意义。     

开滦荆各庄矿采煤塌陷灾害处理的几种途径

根据荆各庄矿采煤造成的塌陷程度及危害，将其分为三个区：波及区、塌陷区、积水区，并对三个区的不同处理方式进行探讨，特别是对积水区处理，防汛与污水处理、绿化与矸石变废为宝相结合，取得了很大经济效益和社会效益。     

采煤塌陷积水区面积无人机采集方法

近年来,采煤塌陷引起的积水区面积呈现逐年增加的趋势,现阶段采煤塌陷积水区面积常用的计算方法多为 RTK 实测法和遥感法,对于中小区域的采煤塌陷积水区面积计算具有工作量大、时效性差等不足,精准计算中小区域的采煤塌陷积水区面积对于积水区生态修复、经济赔偿及安全防护工作具有重要意义。为此,提出了一种基于无人机影像的采煤塌陷积水区面积获取方法。在分析常见影像噪声的基础上,通过分析对比现有去噪方法的优势和局限性,提出了耦合高通滤波和中值滤波的去噪方法;通过 4 种阈值选取方法的实例对比分析,采用三角法确定采煤塌陷积水区影像二值化的阈值;提出了依据轮廓坐标点的精度来评估面积计算精度的方法。依据所提的采煤塌陷积水区面积计算方法,计算了某矿附近采煤塌陷积水区的面积,并与 Pix4Dmapper 软件和 RTK 实测法获取的面积值进行了对比验证。结果表明：耦合滤波方法可较好地去除无人机影像的噪声点,在此基础上计算的采煤塌陷积水区面积与其余两种方法的计算结果的相对误差优于 6%,精度较好,为采煤塌陷积水区生态修复等工作提供了可靠依据。     

在采空积水区下采煤的理论与实践

通过采空区冒落带高度及导水裂隙带高度的计算,确定安全隔水煤柱的厚度,在生产实践中应用时取得了良好的效果。     

采煤塌陷积水耕地信息提取方法研究——以山东省济宁市为例

济宁市煤炭开采导致耕地塌陷深度大、积水严重,在全国都具有典型性和代表性。采用高分辨率遥感影像（RS）获取信息和地理信息系统（GIS）空间分析相结合的方法,在土地利用现状图、矿井分布图、行政区划图和采煤塌陷地调查统计资料等相关数据的支持下,以人机交互式解译方式对济宁市煤炭开采以来至2009年采煤塌陷导致的积水耕地信息进行了提取。得出：济宁市采煤塌陷导致耕地常年积水面积为4 780.49 hm2,占济宁市耕地总面积的0.78%,治理后和未治理塌陷积水耕地分别占积水面积的57.84%和42.16%;塌陷积水耕地主要分布于济宁市中部的“金三角”地带（曲阜市、兖州市、邹城市结合处）、任城区南部和微山县中部地区,且呈不规则分布状态,多是一矿一片或一矿多片。研究结果表明,将高分辨率遥感图像应用于塌陷积水耕地信息的提取是一种快速高效的方法,为地方政府加强塌陷积水耕地的实时准确监测提供了科学依据。     

采煤塌陷裂缝区重构土壤水分特性研究

为了更好地指导塌陷裂缝区土壤重构,研发了一种便于监测塌陷裂缝区重构土壤水分的装置,结合西部地区采煤塌陷裂缝治理的需要,采用不同物料,设计了4种不同类型的土壤重构结构,通过试验模拟,分析不同类型重构土壤的水分入渗及含水量状况。     

徐州矿区采煤塌陷存在的问题和对策

针对徐州矿区高潜水位,地面村庄密集,地下赋存煤层多、开采累计厚度大、地表变形和下沉量大等特点,分析了地下煤炭开采引起的大面积塌陷对地表环境造成的严重影响,并对采煤塌陷存在的问题提出了治理对策.     

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。     

采煤区土地复垦产业化管理建议

煤炭开采造成大量土地资源的破坏,目前我国采煤区土地复垦率只有12%。完善相关法律制度,推进采煤区土地复垦产业化,建立采煤区土地复垦的有效机制,是治理矿区环境,实现采煤区土地可持续利用和发展循环经济的途径。     

塌陷地带的环境治理在北洺河铁矿中的应用

根据北洺河铁矿的开采现状及其对环境的破坏,对矿区塌陷坑的现状进行了评价,指出矿山塌陷区环境治理的严重性与紧迫性,提出了环境治理中存在的主要与次要问题,并结合现有矿山环境治理规律,给出先治理再恢复最后利用相结合的长效治理方案,最终开展了塌陷区域环境治理的5年治理措施,制定可行的进度安排,对加快恢复北洺河铁矿塌陷区的生态具有重要指导意义,同时也对其他类似工程有重要的参考价值。     

积水区下导水裂隙发育特征实验研究

针对陕北焦家沟煤矿积水区下裂隙发育特征研究表明:竖向裂隙与上部积水区的沟通存在3种情况:1开切眼处沿垮落角方向与5#煤层房柱式采空区沟通,裂隙导水性强,但远离工作面;2推过隔水煤柱前周期来压过程中有竖向裂隙与5#煤层房柱式采空区沟通,采空区积水量大,但裂隙导水性弱;3推过隔水煤柱后周期来压过程中有竖向裂隙与5#煤层长壁采空区沟通,裂隙导水性强,但采空区积水量小。     

Numerical Modelling of Mining-induced Inrushes from Subjacent Water Conducting Karst Collapse Columns in Northern China

Collapse columns are geological features formed by chimney caving of karst voids. Collapse columns can cut through the rock mass and introduce vast geological complexity in coalfields. When a collapse column becomes accessible to a confined aquifer, water inrush disasters can be triggered. In northern China, inrushes related to collapse columns occur in regions where extensive Ordovician limestone underlies the coal measures. This limestone is strongly karstified and holds large quantities of water. The piezometric surface can be considerably higher than the coal extraction level. Numerical simulation was used to explore how the water inrush pathway forms, based on a demonstration model. First, the evolution of the stress field, damage field, and flow volume within the coal floor was analysed. Then factors such as the column height, mechanical strength of the coal floor, and hydraulic pressure in the aquifer were considered. In the demonstration models, if the height of the collapse column exceeded 35 m and the initial thickness of the aquiclude was less than 15 m, an inrush definitely occurred, even when the strength of the floor strata was relatively high. Finally, a practical case of water inrush in the Fangezhuang coal mine related to a collapse column was numerically investigated. Modelling of the fracturing process provided insight into evolution of the fracture zone and inrush processes that cannot be observed in the field and are difficult to evaluate using static stress analysis.     

碎裂矿段层间采动应力规律与优化

应用Phase2D对高峰矿100号延伸矿体进行了空区充填影响下的碎裂矿段层间开采应力研究, 获取了在碎裂矿段中的上向和下向不同开采顺序下的采动应力迁移规律。数值模拟结果显示, 下向式开采主要表现出明显的压应力效应, 最大压应力达到18 MPa, 低于其抗压强度, 最大拉应力值为0.47 MPa, 低于顶板充填体的抗拉强度1.2 MPa, 能够获得较高的安全系数, 其值为1.57;而在上向式的采矿过程中, 开采过程主要表现出拉应力效应, 最大的拉应力为0.79 MPa, 低于顶板矿石的抗拉强度, 大于顶板弱结构面的抗剪强度, 因而会导致弱结构面受拉破坏, 形成顶板失稳。研究结果表明, 在不同的开采顺序中, 上向式开采的拉应力效应, 有利于顶板矿体中弱结构面的发育与扩展, 形成上层顶板的冒落, 影响采场的采矿安全生产作业。为合理优化开采应力, 改善采场的拉应力状态和承载结构, 应选择下向式回采对碎裂矿段进行回采。     

辅助运输巷过破碎带围岩控制技术优化

为解决木瓜矿南翼下组煤辅助运输巷穿破碎构造带区域的巷道变形严重、采用的锚杆+金属网+W钢带+锚索支护强度不足的问题,对破碎带巷道围岩控制技术进行了优化设计,采用锚杆索和注浆加固的联合支护新方案,有效地遏制了巷道变形破坏,对矿井的安全生产具有重要意义。     

哈拉沟煤矿的地面塌陷与塌陷区的治理

介绍了哈拉沟煤矿采空区地面塌陷与地裂缝的成因及地面塌陷区的整治和利用,并叙述了塌陷区治理后的优、缺点。     

井下导线观测方案的优化

文中根据矿井井下测量实际资料,给出了井下导线测量精度评定的计算方法,导出了测角和量边工作方案的优化公式,具有较强的实际意义。     

中央变电所采动损坏评价与治理措施

文中以凤凰山煤矿35kV中央变电所、矿井澡塘为实例，系统阐述了非正规开采条件下地基稳定性的评价方法，以及应采取的安全保护措施．对类似条件的建(构)筑物及设备的保护具有借鉴意义．     

金属矿床开采地表破坏机理及防控方法

矿山的开采会使岩层发生连续的移动变形和非连续的开裂冒落,进而引起地表的下沉、塌陷等破坏。针对金属矿山开采时可能造成地表破坏的形式、成因及危害状况进行了分析,认为地表破坏的主要原因是地下开采时形成的采空区、开挖的巷道及其他地下工程所形成的地下硐室和空区,而矿区岩体中断层、节理等地质结构为岩体破坏提供了基础,爆破震动以及地下水的压力强化和发展了岩体的变形与破坏。在整理总结国内部分矿山企业控制和监测地表移动、沉降、塌陷的方法和工程实践基础上,从系统的角度提出了采空区处理、注浆减沉、塌陷区治理等综合减轻地面破坏的措施,指出地表塌陷破坏是复杂因素耦合作用的结果,需从工程类比、监控分析、数值计算等多方面进行预测预防。     

山西地区陷落柱发育规律研究

山西地区岩溶陷落柱已成为矿井开采中最主要的地质灾害之一。为了解决陷落柱问题,文章对山西地区陷落柱的发育规律和陷落柱的空间分布规律进行了研究及三维地震勘探中利用属性技术识别。