模糊数学在采煤塌陷区生态开发利用规划中的应用

模糊数学在采煤塌陷区生态开发利用规划中的应用白绍武（山西省环境保护研究所）笔者提出，模糊数学理论可用于塌陷区综合治理规划的编制工作。地表塌陷的综合治理是一项跨学科、跨部门、影响因素多而复杂的工作。待开发的塌陷区土地种类不同，地理位置不同，自然环境不同...     

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。     

巨野煤田采煤塌陷区动态治理可行性探讨

巨野煤田开采区产生了一系列的矿山地质灾害和地质环境问题,尤其是地面塌陷问题非常严重。为了加强矿山生态环境保护,充分利用塌陷区内的土地资源,一井田被设为典型,用来研究采煤塌陷区动态治理可行性方案。结果表明,动态治理方案是可行的,该方案对鲁西南平原地区动态治理采煤塌陷区具有一定的指导意义。     

将投260亿元治理采煤塌陷区

近日,山西省发改委召开的山西省政协“有关采煤沉陷区综合治理”问题督办会议透露,山西已编制出《采煤沉陷区治理规划（2014－2020年）》,目前正在征求各方意见。这意味着山西省将进入第二轮采煤沉陷区治理,预计投放260亿元,对全省非国有重点及民营矿区进行治理,将惠及全省22万户约65万人。     

采煤塌陷区土地质量评价指标体系探讨——以徐州矿区为例

简要回顾采煤塌陷区土地质量研究状况,根据科学性、代表性、可行性、敏感性的原则,以徐州市采煤塌陷区为研究对象,运用PSR概念模型,尝试给出针对具体采煤塌陷区的土地质量评价指标体系。体系共分为3层23个指标,较全面的涵盖了社会经济、物理化学、政策法规等不同范畴。     

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、矸石清运等地貌重构,沙土、矸石、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。     

淮南张集采煤塌陷积水区水环境动态监测研究

基于多时相的遥感影像数据,对张集采煤塌陷积水区十多年的时空变化和水环境富营养化状态进行动态监测。结果表明:研究区自2001年建成投产以来,塌陷积水区面积逐年增加,面积达到近900hm2,2013年5月积水区水体为轻度富营养化水平,同时从春季到冬季,张集采煤塌陷积水区水体富营养化呈现先上升后下降的趋势。     

采煤塌陷区生态地质环境恢复治理与可持续发展问题的探讨

扼要介绍了济宁市煤炭开发的资源状况和环境问题,提出了3种塌陷区土地复垦方法．并探讨了集发展农业资源、美化生活环境、实现经济效益为一体的塌陷区总体治理方案。通过项目投资分析,确认塌陷区治理能够成为以实现利润为目的的产业化项目。     

淮北海孜煤矿采煤塌陷区煤矸石充填复垦条件分析

为了增加塌陷区耕地资源,有效地提高土地利用率,减少环境污染,本文通过对海孜煤矿塌陷区进行实地勘查,室内测试和实验,分析塌陷区煤矸石充填复垦条件。分析结果表明:塌陷区的地形地貌条件有利于土地复垦工程的实施,较高的地下水位可以为重构土壤提供充足的水分;塌陷区塌陷深度小,且绝大部分塌陷区已达到稳沉状态,有益于煤矸石充填复垦;大量的煤矸石为充填复垦提供了充足的物质基础,煤矸石中有害元素含量低,复垦后不会对地下水和土壤造成显著的污染,且煤矸石的块度组分有利于水分的保持和上移。     

土地利用动态遥感监测计算机数据处理

遥感技术能为土地利用动态调查提供客观、快速的时空信息。将SPOT、ETM、TM数据进行融合，并对变化的图斑进行提取、整理，从而提高了土地动态监测效果的可信度。     

高潜水位采煤沉陷区积水范围动态演化规律

为了研究高潜水位采煤沉陷区积水范围动态演化规律,以安徽淮北五沟煤矿1031工作面为研究区域,基于Landsat-8遥感数据解译结果,总结了2013-2017年1031工作面上方地表积水范围演化规律,分析净降水量、地下水埋深、工作面推进距离等因素对积水范围演化的影响,并提出积水边界角的概念,建立了积水边界角随采动时间变化的函数关系式。研究发现：高潜水位采煤沉陷区地表积水演化分为4个阶段：未形成期、同步增长期、残余增长期、相对稳定期;在同步增长期和残余增长期,工作面推进距离、净降水量与积水面积日增长量呈正相关,地下水埋深与积水面积日增长量呈负相关;工作面推进距离是积水范围演化的关键影响因素,在工作面推进距离为476 m左右时,地表产生积水,工作面停采后5个月左右,积水面积趋于稳定;积水边界角先呈减小趋势,再趋于稳定,在同步增长期和残余增长期,积水边界角总体呈减小趋势,但受气象、地下水埋深等因素影响而波动;相对稳定期,积水边界角整体趋于90°。本研究为高潜水位采煤沉陷积水区土地利用规划、土地复垦、水陆复合生态系统建立等提供理论依据。     

新疆苇湖梁煤矿塌陷区遥感监测研究

苇湖梁煤矿已有50多年的开采历史, 长期的地下开采造成了严重的地面塌陷。本文将新疆苇湖梁煤矿塌陷区作为研究区, 以2013年的IKONOS高分遥感影像为主要数据源, 以ArcGIS为支撑平台, 采用人机交互的解译方法对塌陷区的相关信息进行提取, 结合实地调查验证的方法, 分析研究区内地质灾害的特征。通过遥感调查发现: 研究区内发育规模较大、位于塌陷区周围的拉伸区的地裂缝约有64条;塌陷坑(群)约有94个, 主要分布于南北塌陷槽及两侧;塌陷回填区总面积达0.92 km², 并在回填区发现了3个新塌陷坑。本文充分发挥了遥感技术宏观性强、速度快的特点, 调查结果反映了塌陷区灾害的实际情况。     

榆神府矿区地面塌陷特征及环境问题

在遥感解译的基础上,实地调查了神木县煤矿开采区地面塌陷现状,阐述了地面塌陷分布、发育特征及发育规模。共发现大面积地面塌陷30处。地面塌陷规模以中型为主,稳定性以较差为主,险情等级以小型为主,均为高强度采煤造成。单个塌陷区最大面积27.67 km²,煤炭开采强度与塌陷发育程度关系密切。论述了石圪台村、榆神路煤矿、蛇疙瘩村、榆家梁煤矿、后柳塔村、沙沟茆村等典型村镇地面塌陷特征。地面塌陷导致的地质环境问题日益突出,截至2015年4月30日,已经导致了48次1.5~3.3级的塌陷地震,诱发区域性地下水水位下降、井泉干涸与河流断流、水域面积萎缩,并进而产生一系列生态环境问题。     

基于多时相遥感影像的采煤塌陷区典型扰动轨迹识别——以山东省济宁市典型高潜水位矿区为例

本文以济宁典型采煤塌陷地区为研究区域,首先基于1985~2018年Landsat系列遥感影像,利用动态时间规整算法获取本区域典型扰动轨迹特征,然后利用Python决策树分类算法对区域内像元扰动类型和扰动时间进行聚类和识别,从而揭示采矿活动对本区域土地的扰动类型和扰动时间的数量结构、空间分布特征。结果表明：1985~2018年间,研究区范围内存在扰动的像元数量为48517个,面积约4367 km2,占研究区总面积的62.30%,其中扰动最多的年份主要集中在1994~2007年,累计扰动的像元量为35724个,占所有扰动像元的73.78%。1998年扰动像元数量在监测期内最多,像元数为8868个,占所有扰动像元的18.28%。整个研究区域扰动像元数量呈逐步减少趋势,说明该区域整体扰动强度正在减弱,生态环境状况正逐步恢复。本研究探索了多时相遥感地表扰动监测的新方法,研究结果可为区域内生态环境治理提供一定科学依据。     

淮南顾桥与新庄孜采煤沉陷区土壤镉的差异性研究

对淮南顾桥和新庄孜采煤沉陷区土壤进行采样测试,研究沉陷区土壤中镉的分布及沉陷时间和矸石充填对土壤中镉分布的影响。研究结果表明,受长期的累积作用和下伏充填矸石的影响,新庄孜矿表层土壤中总镉含量是顾桥矿的9.37倍。顾桥矿区土壤镉含量从土壤表层向下呈现出先降低后增加的趋势。受淋滤作用和地形控制,新庄孜充填复垦区土壤中镉含量随深度变化呈现两种变化趋势,一是地势高处先降低后增高,二是地势低处先增加再降低。     

采动区地表动态沉降预测的Richards模型

针对Knothe时间函数在采动区地表动态沉降预测中存在着较大偏差的问题,提出了地表动态沉降预测的Richards模型。基于开采过程中的地表沉降变形规律,给出了能够反映地表沉降全过程的理想时间函数模型所具有的基本特征,引入Richards生长曲线模型,分析了模型参数与地质采矿条件之间的定性、定量关系,并探讨了模型的适用范围,指出地表发生连续的、渐变的沉降变形时,模型预测效果较好。实例分析表明,Richards模型符合理想时间函数模型的要求,可较好地模拟采动区地表动态沉降过程,能够计算出地表移动持续时间和地表点在某一时刻的下沉值、下沉速度、加速度等动态参数,且模型的可塑性较强,具有较广泛的适用性     

刘桥矿区地下水环境同位素特征研究

通过对刘桥矿区主要含水层的环境同位素测试分析,表明研究区内各含水层δ¹⁸O值为-5.5 1‰~-10.87‰,平均-9.34‰;δD值为-5 6.3‰~83.4‰,平均-71.4 8‰,且δD与δ¹⁸O值自浅到深依次降低。还分析了该矿区地表水、新生界松散层一含水和二含水、煤系砂岩水、太灰水、奥灰水氢氧稳定同位素一般特征,研究了矿区主要含水层水的补给环境及奥灰水与其他含水层之间的联系。     

基于四旋翼无人机的宁夏羊场湾煤矿采煤沉陷量监测

小型无人机遥感技术具有成本低、操作灵活便利等优点,在地质调查中的作用愈来愈重要。采煤地表沉陷量变形监测是掌控采煤地表岩移变形规律和治理塌陷的关键性工作。重点探索四旋翼无人机遥感技术监测在羊场湾煤矿Y120212工作面采煤沉陷量的监测研究,通过野外踏勘与控制点布设、无人机航线规划与执行、4D产品制作的工作程序和监测方法,探索无人机遥感技术监测在矿山地质塌陷监测的应用。研究结果表明,通过对无人机遥感技术生成的DSM处理,经过多期地面高程的对比,得到Y120212工作面最大沉陷量达6.5m。结合分析、对比,无人机遥感技术可以实现采煤塌陷区地表沉陷变形监测,进而形成和发展了煤矿地面塌陷新的监测技术。     

淮南采煤沉陷区土壤中汞的时空分布特征

以淮南采煤沉陷区土壤为研究对象,测试分析了样品中汞的含量,结合土壤pH值、有机质含量特征,探讨了采煤沉陷区土壤中汞的时空分布特征。结果表明：与未沉陷区土壤相比,沉陷区土壤有机质破坏严重,最高下降了46%;采煤沉陷区土壤中汞的含量为0.013~0.050 mg/kg,平均值为0.027 mg/kg,69.7%的采样点超过了淮南市土壤背景值;沉陷8 a后土壤汞含量最高,为0.033 mg/kg,是未沉陷土壤汞含量的1.74倍,且随着沉陷时间的增加,土壤中汞存在富集趋势;水稻土壤汞富集能力最高,高于玉米和大豆土壤;在垂直剖面上,汞含量由表层向下依次降低;且汞与pH值表现出显著负相关,有机质与汞显著正相关。     

开采沉陷遥感监测中多维纹理特征影像分类方法

为提高采用遥感影像监测开采沉陷演化的准确性,探讨了基于多维纹理特征的影像分类方法。首先提取影像的多维纹理特征:局部方差、局部平均梯度、局部能量和局部信息熵,然后将其与地物光谱值一并作为人工免疫算法中样本的特征向量,利用免疫算法的选择、克隆、变异算子进行自学习得到全局最优聚类中心,从而提高影像分类精度。对淮南煤田进行开采沉陷遥感监测,结果表明,该方法分类总精度为88.26%,Kappa系数为0.853,优于传统的Parallelepiped和Maximum likelihood分类方法。