宁夏石嘴山采煤塌陷区地质环境治理模式研究

构建采煤塌陷区地质环境治理模式是矿山地质环境研究的热点问题。通过资料收集、野外调查、对比研究等工作,力图总结干旱缺水少土的宁夏石嘴山惠农采煤塌陷区地质环境综合治理模式,丰富矿山地质环境治理理论,为类似矿山地质环境治理提供借鉴。通过采煤塌陷区挖高垫低、研石清运等地貌重构,沙土、研石、有机质参混等土壤改良,修建滴水灌溉网植树绿化修复生态等。其矿区地质环境治理是在干旱-半干旱地区缺土少水情况下实施的,是集先破坏后治理的补课式的集中根治、地质灾害治理、生态修复及矿业遗迹再利用的多元化治理经费投入的综合治理模式,其成功的采煤塌陷区治理为我国类似矿山地质环境治理提供了成功经验。     

邹城市采煤塌陷地治理存在的问题及建议

采煤塌陷地治理是一项历时长远,涉及国计民生的大事,需要各级完善相关政策,创新治理举措,形成综合治理的合力,才能有效加快治理步伐,造福塌陷区群众。结合邹城市采煤塌陷地治理实际情况,对当前采煤塌陷地治理过程中遇到的主要问题进行分析,并针对问题提出了相应的整改建议。     

徐州煤矿采区地面塌陷与诱发的生态环境问题及防治对策

本文针对江苏省徐州地区矿山环境地质问题，分别论述了徐州地区煤田地下采煤历史、现状和煤矿采空地面塌陷的分布发育特征，阐述了塌陷区生态环境地质问题，提出了煤矿采空塌陷地质灾害的防治及塌陷区生态重建的对策建议。     

永城市采煤塌陷积水区生态治理工程及相关问题探讨

地处华北平原南部边缘的永城地区,多年的煤炭资源开采形成了诸多的采空塌陷区。对其治理常利用塌陷区多积水的特征,建立起鱼塘、湿地、湖泊生态公园等工程来恢复生态,效果较好。然而该类工程的岸坡稳定性及渗漏问题探讨相对较少,本文以永城地区采煤塌陷区蓄水治理工程为例,探讨了该类工程问题并提出了有关建议,为同类工程有效运行提供参考。     

大峡煤田矿山地质环境恢复治理研究

针对大峡煤田采煤活动对矿山地质环境的影响与破坏,提出恢复、治理的可行性研究方案,为矿山地质环境保护和矿山生态环境恢复提供科学依据。     

大柳塔煤矿采煤塌陷对土地沙漠化进程的影响

陕西神木大柳塔县地区煤炭资源的开发不可避免会产生地面塌陷、地裂缝、地下水位下降等矿山环境地质问题,地面塌陷是否会加剧土地沙漠化成为研究的热点问题。调查表明20年间整个研究区和其中的主要矿区土地沙漠化呈现出重度沙漠化土地逐年减少、轻度及非沙漠化土地面积逐年增大的一致演化趋势,采煤塌陷区土地沙漠化没有出现加剧的现象。通过4处采煤塌陷区及2处煤矿未开采区土壤垂向剖面研究,地表植被类型及覆盖度、植被根系垂向分布、土壤粒度、含水率、地下水位之间等关系表明,采煤塌陷对土地沙漠化进程没有明显的影响。年均415mm的降雨量基本满足采煤塌陷区沙生植被正常生长所需水份,其结论为该地区大规模煤炭资源开发土地沙漠化防治提供了科学依据。     

地理信息系统技术与煤矿塌陷区管理

地理信息系统是地理学研究的新技术。针对采煤塌陷的危害及管理和治理中存在的问题,作者提出了用地理信息系统技术对煤矿塌陷区进行管理这一思路以及管理工作的方法和步骤。     

永城市采煤塌陷区综合治理获省财政资金支持

日前,河南省财政厅下发通知,批准实施永城市申报的“永城市东西城区间采煤塌陷区矿山地质环境治理恢复项目”,并给予2011年探矿权采矿权使用费和价款地质环境项目经费9133．11万元。这是今年我省矿山地质环境治理恢复工程安排投资最大的项目。     

采煤塌陷区整治方法的评价与选择

采煤塌陷是煤矿城市所面临的一个重要问题,针对这个问题,社会各界专家提出了不同的整治方法,文章基于这些已有的方法,提出了定量化的采煤塌陷区整治方法评价指标体系,并将其运用到关店乡总体规划中对丁集煤矿采煤塌陷区整治方法的选择上,从而为规划的编制提供一定的理论依据.     

肥城市采煤塌陷区动态变化遥感调查

为摸清肥城采煤塌陷区的发展变化规律,利用航天遥感技术的优势进行采煤塌陷区动态变化调查。首先依据调查区的实际情况选择了多时相的TM及2006年SPOT5数据,并对其进行图像处理;鉴于地物光谱特征作了相关性分析,确定了最佳波段组合;利用ENVI软件对塌陷区的信息进行了计算机自动提取,然后把3个时相的遥感解译成果进行叠加对比分析,总结了塌陷区的变化特征。为矿区的可持续发展提供决策支持,为下一步的地质灾害治理提供依据。     

基于Weibull时间序列函数的动态沉陷曲线模型

研究开采沉陷灾害发生及发展的动态过程具有重要的理论意义和工程应用价值。因采场上覆岩层及采矿过程的复杂性,全面研究采矿过程中上覆岩层的移动及地表的沉陷具有很大的难度,以研究地表沉陷区观测点下沉变化过程的时间序列为切入点,对开采沉陷的动态过程进行了研究。通过研究地表沉陷区观测点下沉量的时间序列发现,Weibull（韦布尔）函数可较准确地拟合和描述地表观测点的下沉过程曲线。煤层开采地表移动过程的FLAC3D模拟研究发现,同一沉陷区内各观测点的下沉过程在时间和空间上具有独立性。在该基础上,将概率积分沉陷曲线模型与Weibull时间序列函数相结合,给出沉陷区主剖面的动态下沉、倾斜和曲率曲线的唯象学模型,经实例证明建模思路是可行的。     

河北矾山磷矿矿山地质环境及地面塌陷监测

综合研究矾山磷矿的矿山地质环境,针对矿区存在的严重地面塌陷,布设监测网。分析监测结果表明,矾山磷矿地面塌陷与采空区走向存在正相关关系,地面塌陷目前仍处于不断下沉的不稳定状态。同时提出相应的地面塌陷治理措施及建议。     

辽宁某菱镁矿山主要地质灾害及防治对策

辽宁省某菱镁矿山是辽南镁质耐火材料原料主要基地之一。由于分散开采,造成采矿坑道多重叠交叉,地表井口星布,矿山生态环境破坏严重。诱发的矿山地质灾害较为普遍,多处大面积出现岩石崩塌、采空区地面塌陷和地裂缝灾害,致使矿区停采。对资源开发利用的安全构成了极大的威胁,在很大程度上严重制约了镁质耐火材料原料基地的生产和发展,限制了该地区工、农业的可持续发展。矿山脆弱的地质环境条件和高强度、不科学的矿业开发活动是诱发矿山地质灾害的主要因素。文章针对矿山的地质灾害特征进行分析并提出了相应的防治对策,指出了防治矿山地质灾害应贯彻执行的方针政策。     

广东石人樟钨矿矿山采矿塌陷区提取及成果应用

地裂缝、塌陷坑是塌陷区的两个重要要素,根据两期Spot6遥感影像判读解译,对地下开采矿山塌陷区进行遥感监测,圈定两期影像矿山采矿造成的采矿塌陷坑、地裂缝,运用两期遥感影像建立三维视图,直观展示塌陷坑、地裂缝,通过对比两期影像圈定的图斑,计算出塌陷坑面积、地裂缝长度及其变化,综合分析塌陷发展趋势,圈定该矿山塌陷区范围,及时为有关部门对矿山环境进行整治提供依据和技术支撑,同时也为该矿区生态环境的综合治理提供基础数据和科学依据。     

急倾斜煤层开采地表沉陷的渐近灰色预测

煤层开采所引起的地表沉陷是一种严重的矿区地质灾害。煤层的倾角、厚度等物理条件是地表沉陷的主要影响因素。在水平煤层或缓倾斜煤的开采过程中，由于地层倾角小，地表沉陷具有较完整的规律性，其预测效果也比较理想。但是，在急倾斜煤层的开采中，由于地层倾角较大，赋存条件和地质体物理力学性质的差异，增强了地表下沉的非线性特征，使地表沉陷具有不确定的表现规律。文章对重庆市南桐矿区东林矿的地表沉陷非线性特征进行了探讨，得到了东林煤矿地表下沉曲线的分形维数是1．07。在岩层移动这个系统当中，既含有已知的又含有未知的或非确定的信息，可以作为一个灰色系统来研究。岩层控制系统的状态、结构和边界条件难以精确描述，属本征性灰色系统。文章针对东林煤矿地表下沉曲线非线性较弱的性质，提出用一种基于GM(1，1)的渐近预测模型对东林煤矿42个月的地表下沉量时间序列进行探讨。结果表明，这种模型对急倾斜层开采地表沉陷的预测是一种行之有效的方法。通过对其他工程实例的应用分析，进一步证明这种渐近的灰色预测方法具有相对较高的精度，是一种比较实用的地表沉陷预测方法，具有广泛的工程实用空间。     

GPS/terrestrial 3D laser scanner combined monitoring technology for coal mining subsidence: a case study of a coal mining area in Hebei, China

In order to overcome the shortage that point-based data acquisition techniques cannot retrieve the whole basin subsidence caused by underground mining, and to avoid complex splicing of terrestrial 3D laser scanner (TLS) point cloud data and the errors caused by such splicing, GPS/TLS combined technology is employed for mining subsidence monitoring. The basic idea of the monitoring technology is put forward. In this article, an application of the method to a coal mining area in China is presented. Support vector machine (SVM) model for GPS level conversion in the mining area is established, and a comparative analysis of SVM, BP neural network and polynomial established local quasi-geoid in the mining area is conducted. Ground surface digital elevation model (DEM) of the mining area is established by using TLS point cloud data, and the ground surface dynamic subsidence basin is obtained through a subtraction of two DEMs. The results indicate that the quasi-geoid established by using SVM model features a relatively high level of stability and accuracy and that the established mining surface DEM and subsidence basin can provide the fundamental data for the reconstruction of ecological environment in the mining area. GPS/TLS combined monitoring technology is a new monitoring technology, which entangles the advantages of both GPS and TLS and could offset their disadvantages, thus obtaining complementary advantages. According to analysis on its application in the mining area, we conclude that the technology is feasible and has a great application prospect for the mining area purposes.     

可描述地表沉陷动态过程的时间函数模型探讨

分析了地下采矿引起的地表沉陷的w-t曲线为一近似的“S”型曲线。地表点沉陷的物理过程是一个先加速后减速的过程,且速度曲线的起点和终点的数值为0。因此,能描述地表点沉陷动态过程的时间函数模型不但能较好地拟合沉陷的w-t曲线,而且由此函数模型求出的v-t曲线和a-t曲线也要符合地表沉陷随时间变化的物理过程。通过分析目前常用的预测地基或路基沉降的时间函数模型如指数时间函数模型、双曲线时间函数模型、Gompertz时间函数模型、logistic曲线时间函数模型和Weibull曲线时间函数模型的w-t、v-t和a-t曲线,得出,只有Weibull曲线时间函数模型能完整地描述地表沉陷的动态过程,并且用2个煤矿地表的沉陷观测实例进行了验证。     

基于光纤传感的石膏矿地面塌陷监测预警系统

近年来,江苏省邳州市北部石膏矿区发生了20多起采空塌陷灾害。由于传统的采空区地表土体变形监测方法均难以满足采空区地面塌陷监测超前预报的要求,为解决石膏矿区采空塌陷监测预警机制缺乏的问题,邳北石膏矿区开展了基于光纤传感技术的监测预警工作。根据前期调查分析和数值模拟等成果推导石膏矿地面塌陷机理,并采用光纤传感器对采空区上覆松散层底部含水层地下水位动态监测、深部岩土体位移监测及微震监测。在监测过程中,当水位变动幅度、岩土体位移突然超出正常波动值时或接收到较强震动信号时触发报警,在地面塌陷发生前期进行有效的预警,为防灾减灾工作提供充足的准备时间。通过监测预警工作的实施,验证了这些监测预警手段的有效性,可以为矿区地面塌陷地质灾害的监测、预报以及防治提供数据基础与科学依据,也可为石膏矿和其它类似条件的地面塌陷地质灾害防治和监测预警工作提供参考。     

考虑地表沉陷影响的复合地基承载力计算方法

受地下开采的剧烈扰动,采煤沉陷区的复合地基工程会发生非常大的下沉和水平位移,常规的承载力计算方法未考虑地表沉陷影响。在研究地表沉陷影响的复合地基承载特性的基础上,建立了考虑地表沉陷影响的复合地基受力模型,并且提出了考虑地表沉陷影响的复合地基承载力计算方法。通过一个采煤沉陷区桥梁复合地基工程实例的计算分析,发现考虑地表沉陷影响后,复合地基承载力有一定程度的下降。     

薄冲积层下开采地表动态移动规律与特征

位于采煤影响区的高压线、输气输油管道、河道等设施对地表动态移动极为敏感。以甘肃某煤矿在金沙河下开采为背景,通过现场地表移动监测,获得薄冲积层条件下综放开采地表动态移动变形规律。研究表明：薄冲积层下综放开采地表具有下沉移动起始期很短、活跃期较长等特点。地表移动活跃期位于工作面前方110 m至工作面后方400 m范围内,历时185 d,期间地表点下沉量可达到该点总下沉量的90.7%;地表移动剧烈期在工作面后方50 m至150 m范围内,但剧烈扰动时间相对较短,历时约60 d。基于测点下沉曲线为S型分布、下沉速度曲线类似为正态分布特点,建立了考虑开采时间和工作面推进速度因素的地表下沉及下沉速度动态模型,并追踪刻画出地表测点往复式下沉与水平运动的轨迹。薄冲积层下开采,地表裂缝更易平行于工作面走向方向发育,并且随工作面的推进,地表裂缝具有前移和密集区向工作面外侧小范围扩大的时空特征。