山东省兖州市采煤区地面塌陷的原因及其对策

采煤区地面塌陷是由于地下煤层大面积采空引起上覆岩层失去支撑而变形崩落最后导致地面沉降一种危害很大的地质灾害。至2002年9月，该地区地面塌陷的面积达23．901km^2。随着开采规模的不断扩大，该地区的塌陷面积将会进一步扩张。在详细调查的基础上简要分析了地下大面积采空后岩土内部破坏机制和地面变形规律。针对兖州矿区的具体塌陷状况提出了改进采煤方式、对塌陷土地进行恢复和复垦等几点防治措施。     

山西煤矿区土地荒漠化类型和成因分析

以山西煤矿区土地为研究对象，对采煤破坏土地所造成的土地荒漠化成因、程度、范围、分布以及塌陷规律等方面进行了全面细致的调查统计和分析研究。调查结果得知，1949-2004年间山西省因采煤导致的土地荒漠化面积累计为1152km^2，其中塌陷面积为1113．8km^2废弃物压占面积为15．2km^2．露天开采破坏面积23．0km^2。分析表明：地表塌陷的形式、规模、程度和趋势与采煤方法、开采厚度和深度、矿区地形地貌和煤层倾角、煤层上部的覆岩性质与地质构造、采区的水文地质条件等因素有关。     

采煤塌陷引起的地质环境问题及其治理

采煤塌陷地环境整治直接关系到矿区的区域经济发展、社会稳定、生态安全,也关系到矿区的可持续发展,是我国采煤矿区所面临的一个十分严峻的问题。在介绍我国采煤塌陷现状的基础上,分析了采煤塌陷所引起的一系列地质环境问题,并进一步提出了采煤塌陷地的治理。     

榆神府覆沙矿区采煤塌陷地表层土壤理化性质演变

以榆神府覆沙矿区采煤塌陷地表层土壤为研究对象,运用野外调查取样和实验室分析检测方法,研究不同采煤塌陷年限下(1、2、5、10 a和未塌陷区)土壤理化性质演变特征,探讨采煤塌陷过程中土壤理化性质的响应及其机制。结果表明:(1)与未塌陷地相比,采煤引起地表塌陷初期(1~2 a)土壤体积质量、硬度、黏粒含量、含水量、有机质、速效氮、速效钾、有效磷、全磷和全钾含量均有显著减小,而土壤孔隙度、p H和沙粒含量增加,全氮含量变化不明显,土壤质量总体表现出一定的退化趋势;(2)塌陷区自然恢复条件下上述土壤指标在塌陷5 a后呈现出改善的趋势,其中土壤物理性质、全效养分和土壤水分指标恢复较快,在塌陷10 a后即可恢复至塌陷前水平;但土壤速效养分、p H和有机质经过10 a的土壤自修复仍未完全恢复,采煤塌陷对土壤质量的损害具有一定延续性。(3)采煤塌陷后土壤质量演变过程分析表明,自然恢复条件下塌陷区土壤大体经过3个演替阶段,即退化期(塌陷后1~2 a)→改善期(塌陷后5 a)→部分恢复期(塌陷后10 a)。     

神府-东胜煤田采煤塌陷区塌陷强度与风沙蚀积量相关分析

以神府-东胜煤田补连塔矿风沙区为例,通过野外系统观测,以非塌陷区为对照研究了不同塌陷年限T2004年塌陷区和T2005年塌陷区塌陷强度、区域风沙蚀积量和蚀积强度变化,分析了不同塌陷强度的单体沙丘在植被盖度约为10%时,塌陷强度与区域风沙蚀积量的相关关系。结果表明：采煤塌陷后,区域风沙蚀积量受起沙风（≥5 m/s）频率、塌陷强度和地表结构等因素的影响最为明显。因此本文研究的主要目的是通过研究不同塌陷年限塌陷区和不同塌陷强度单体沙丘不同部位的风蚀积沙规律,为有效控制采煤塌陷后地表风沙运动而采取科学的措施提供依据。     

基于Meta分析的神府榆采煤塌陷区植被变化研究

采煤塌陷是发生在井采矿区的一种严重的地质灾害。为了定量评估采煤塌陷对植被的影响,在收集有关神府榆采煤塌陷区植被研究文献的基础上,采用Meta方法对现有的20多份研究结果进行了整合分析。结果表明:植被盖度在塌陷发生初期有所下降,塌陷两年后又呈上升的趋势,并超过塌陷前水平。经塌陷干扰后,矿区主要优势种有一些变化,一般而言,地表植物种数在塌陷发生1~2 a后有一定程度的增加,且塌陷区新增的植物种多是以沙米（Agriophyllum squarrosum（Linn.）Moq.）、角蒿（Incarvillea sinensis Lam.）等为主的短命或类短命荒漠植物。塌陷区植被变化特征展示了自然恢复在植被建设中的重要作用。神府榆矿区,以至黄土高原的生态建设需要采取自然修复为主与人工修复相辅的方式整体推进。     

采煤塌陷对风沙区土壤理化性质影响的研究

为了研究采煤塌陷对风沙区土壤理化性质的影响,为干旱和半干旱风沙区采煤塌陷地的复垦工作提供理论依据,本文运用土壤学基本理论和方法,测定、计算了毛乌素沙地东南缘补连塔煤矿塌陷区和非塌陷区的土壤机械组成、容重、孔隙度、田间持水量、饱和导水率和养分等指标。方差分析结果表明:与非塌陷区相比,塌陷沙丘物理性粘粒含量明显减少,尤其地表10 cm处;塌陷沙丘顶部和中部土壤容重和孔隙度没有明显变化,而沙丘底部和丘间低地土壤容重明显降低,孔隙度明显增大;塌陷沙丘0~40 cm内土壤容重和孔隙度无明显变化,但40~100 cm内土壤容重明显减少,孔隙度明显增加;塌陷沙丘0~60 cm深度内田间持水量明显降低;0~60 cm内饱和导水率没有发生明显变化;0~100 cm内的全氮、全磷和全钾含量无明显变化。     

风沙区采煤塌陷对沙质地貌及植被生境的影响

为了探究风沙区采煤塌陷引起的“二次荒漠化”问题与治理对策,通过野外分区调查及统计分析,对塌陷区塌陷边缘、塌陷中部及塌陷盆地引发的塌陷裂缝变化、植被位移及倾斜、干沙层及风蚀/风积情况进行了详细的研究。结果表明:塌陷边缘形成的裂缝宽度、密度最小,塌陷中部次之,塌陷盆地最大,而裂缝错落和地表破损变化则反之;塌陷区植被平均位移长度达60 cm以上,倾斜率变化为5.67~28.63,主干根部风蚀/风积最大深度达-30.52 cm/+25.41 cm,以塌陷边缘最为严重;植被的位移长度和倾角变化与塌陷裂隙高度和地表破碎呈正线性相关;塌陷边缘干沙层平均厚度达14 cm以上,比对照增大了4~6 cm,而塌陷中部和塌陷盆地变化在11 cm左右,比非塌陷增加了1~4 cm;塌陷边缘风蚀率高达83.34%,塌陷中部次之52.06%,而塌陷盆地风积率为51.84%。塌陷边缘对沙质地表和植被生境影响最为强烈,为生态修复的重点区域,建议采煤塌陷后及时进行分区治理,避免“二次”荒漠化现象的发生。     

黄土区采煤塌陷对土壤水力特性的影响*

通过对山西省平朔矿区塌陷区、原地貌和复垦区进行调查采样和实验室分析,研究采煤塌陷对土壤容重、含水量、田间持水量、饱和导水率和土壤崩解速率等指标的影响。结果表明:塌陷区土壤容重、含水量和田间持水量处于弱变异到中等变异区间,饱和导水率和崩解速率均为强变异;塌陷虽使土壤容重增加,但影响幅度不大;土壤含水量受塌陷影响规律不明显;田间持水量受塌陷影响明显(p0.05),较未受损地区降低6.2%~15.5%;在采煤塌陷的影响下,土壤饱和导水率和崩解速率显著增加(p0.05);复垦区土壤水力特性与原地貌没有显著差异(p0.05),且各层次之间差异性也不显著(p0.1)。     

山西采煤造成的土地荒漠化及趋势分析

 以山西省煤矿区土地为研究对象,对山西省采煤破坏土地所造成土地荒漠化程度、范围、分布等方面进行研究,应用山区地表移动变形预测数学模型和统计学方法,对未来5年煤矿区的土地破坏状况进行预测。结果表明:1949—2004年间,山西省因采煤导致的土地荒漠化面积累计1151.9 km2,其中采煤塌陷面积1 113.8 km2,废弃物压占面积15.1 km2,露天开采破坏面积23.0km2。在采煤塌陷破坏的土地中,耕地占42.8%,未利用地占43.2%,其他已利用地占14%。采煤塌陷土地破坏程度的比例为轻度42.6%,中度39.0%,重度18.4%。预测结果表明:到2010年山西省煤矿区的土地破坏总面积将达到1853.9 km2,其中塌陷地1 811.7km2。研究结果为山西省煤矿区土地荒漠化治理、生态环境评价以及可持续生态系统的重建,提供了翔实的基础数据和决策依据。     

煤炭开采对矿区土地利用景观格局变化的影响

为揭示煤炭资源开采对矿区土地利用景观格局变化的影响,以徐州沛北矿区为例,应用GIS、景观生态学和数理统计方法,分析了该区土地利用结构和景观格局变化,并从生命周期的角度探讨了煤炭开采对景观格局演变过程的影响。结果表明:1994—2014年间沛北矿区土地利用结构和景观格局变化显著,耕地、林地和未利用地减少,工矿建设用地和塌陷水体持续增加;景观呈破碎化和均匀化趋势,景观分形特征趋于简单化和规则化。进一步对景观指数突变检验分析可知,耕地最大斑块指数和集聚度指数分别在1999年和2001年出现突变点;塌陷水体的最大斑块指数自1995年起持续上升,而集聚度指数呈显著上升—变化不显著—显著上升的趋势。煤炭持续大规模开采导致地面塌陷、积水,耕地损毁以及快速城镇化是景观格局变化的主要原因,但随着矿区土地复垦,耕地、水体面积增大,景观破碎化程度减小,对塌陷地的治理取得了一定成效。研究结果对矿区土地复垦和受损生态景观修复具有重要的指导作用。     

高潜水位采煤沉陷区土地损毁程度评价

土地损毁程度评价是采煤沉陷区土地复垦方案编制和受损农民补偿标准制定的重要依据。该文以东滩煤矿为例,在系统梳理已有研究的基础上,构建评价指标体系,划分评价单元,采用基于模糊意见集中决策的序关系分析法(G1法)确定指标权重,针对高潜水位矿区的特点,将极限条件法和可拓评价方法相结合,对其2014—2018年开采造成的采煤沉陷区的土地损毁程度进行评价,结果表明:拟损毁的土地面积总共为1 675 hm~2,其中轻度损毁面积为968.2 hm~2,中度损毁面积为379.53 hm~2,重度损毁面积为327.27 hm~2。与简单的以积水状况确定损毁程度的经验方法比较表明,经验做法往往低估了高潜水位采煤沉陷区土地的损毁水平。该研究为东滩煤矿科学合理编制土地复垦方案、确定受损农民补偿标准提供了支持,为同类型的其他高潜水位采煤沉陷区土地损毁程度的评价提供了借鉴。     

模拟矿区复垦接种丛枝菌根缓解伤根对玉米生长影响

针对煤炭开采过程中地表塌陷造成植物根系损伤问题,通过人为伤根模拟煤炭开采造成植物根系受损的盆栽试验,以玉米为宿主植物,矿区退化土壤为供试基质,研究接种丛枝菌根真菌对根系受损玉米生长的缓解作用。结果表明,玉米根系受损条件下,接种丛枝菌根真菌缓解了伤根对玉米生长造成的不利影响,促进了玉米的生长,接菌组玉米干质量平均每株要比对照组高出9.74 g。强化接种菌根真菌提高了玉米对土壤中矿质元素的吸收,增加了受损玉米根际土壤中球囊霉素和有机质含量,接菌组玉米根际土壤中总球囊霉素和有机质含量分别比对照组高出48.1%和24.5%。接种菌根改善了玉米根际微环境,有利于矿区退化土壤改良和培肥。通过研究菌根真菌对根系受损植物生长效应,为采煤塌陷区土地复垦与生态重建提供技术支撑。     

淮南采煤沉陷区积水过程地下水作用机制

高潜水位采煤沉陷区容易积水,地下水在其中所起的作用相关研究不足。该文借助相关水文推理和数值模拟分析,对淮南典型孤立采煤沉陷区的地下水作用机制进行了辨析,取得的主要研究结论为:当地降水、蒸发水文条件是孤立沉陷区积水的控制性因素,一般年份下没有地下水的补给作用其积水面积比也能达到71%左右;由于淮北平原地势平缓,地下水径流微弱,水平衡定量分析表明典型沉陷区的地下水补给量仅占其积水来源百分之几的数量级;在一个水文年内,地下水与采煤沉陷区积水间的作用过程具有明显的阶段性特征,在汛期基本上表现为沉陷区积水向地下水的净渗漏,在非汛期基本上表现为地下水净补给。该文可为淮南矿区及中国华东类似采煤沉陷区的水资源利用研究提供一定的参考。     

采煤塌陷对土壤理化性质影响的研究进展

煤矿开采导致地表塌陷,并改变原有土壤理化性质。为了更好地开展矿区土地复垦,进行土壤重构,必须要对塌陷区土壤理化性质进行分析研究。本文综述了塌陷对土壤理化性质的影响以及土壤理化性质空间变异的国内外研究现状,总结当前研究存在的问题,并提出以后塌陷区土壤理化性质研究方向,为塌陷区土壤理化特性变化机理揭示提供指导。     

贡嘎山旅游景区泥石流灾害及减灾对策

采用文献资料法和理论分析法,探讨了矿区沉陷地复垦与生态重建的若干问题,目的在于提高矿区环境治理投资效果,促进矿区可持续发展.构建了矿区沉陷地复垦与生态重建的主要理论、关键技术和投资效果评价方法.最后指出,矿区沉陷地环境治理中,应将土地复垦与生态重建相结合.     

板集矿区生态恢复规划研究

无论是矿井式采矿还是露天采矿,煤矿开发必然引起区域地形、地貌的变化,造成采空塌陷,从而对生态系统施加不确定的影响。在煤矿开采项目设计阶段,对矿区土地进行生态恢复规划,可最大程度降低这种影响。论文以板集煤矿开发项目为例,在对矿区生态影响预测的基础上,设计了一套预防性、治理性、复垦土地利用和生态环境监测一体化生态恢复规划方案,以期实现对煤矿开发生态影响的全过程控制。     

毛乌素沙地煤矿开采对植被景观的影响

毛乌素沙地气候干燥,水资源短缺,生态环境十分脆弱,对各种人为扰动极为敏感。该地区煤炭资源的开采势必会增加当地环境负担,使得生态环境恶化。以陕西省神木县大保当煤矿为例,通过实地调查,在查明自然植被种类、类型和分布的基础上,借助地理信息系统技术与地表沉陷预测模型,对煤矿开采造成的植被景观格局变化进行了预测,并分析了斑块数、形状指数、多样性指数等指标。结果表明,煤矿开采后矿区景观破碎度上升,斑块形状复杂化,景观异质性降低,植被生物量减少。矿区植被类型发生变化,原先以叉子圆柏(Sabina vulgaris)、北沙柳(Salix psammophila)、斜茎黄耆(Astragalus adsurgens)为优势种的灌木丛向以黑沙蒿(Artemisia ordosica)为优势种的灌草丛转化。从矿区整体变化程度来看,煤矿开采对区域自然生态系统存在一定的干扰,但未造成其根本性改变,自然生态系统仍存在一定的恢复和调控能力,应采取一系列生物与工程措施引导矿区生态环境向可持续方向发展。