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黄河中游陕北煤矿区黄土沉陷坡面土壤入渗特性变化规律及其侵蚀效应
1
作者 宋世杰 成星 +4 位作者 白莉 刘露 李源红 张家杰 陈宝灯 《西北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期633-646,共14页
破解黄河中游煤矿区沉陷坡面引发的水土流失问题,是支撑黄河流域生态安全与高质量发展战略的关键突破点。以陕北柠条塔井田北翼典型沉陷坡面(坡顶、坡中、坡脚)周围不同深度土层(0~10、10~20、20~30、30~40 cm)的土壤为研究对象,采用仪... 破解黄河中游煤矿区沉陷坡面引发的水土流失问题,是支撑黄河流域生态安全与高质量发展战略的关键突破点。以陕北柠条塔井田北翼典型沉陷坡面(坡顶、坡中、坡脚)周围不同深度土层(0~10、10~20、20~30、30~40 cm)的土壤为研究对象,采用仪器分析法和定水头法分别测定土壤的入渗速率、累积渗透量、饱和导水率(Ks)、孔隙度、含水率、有机质、机械组成、>0.25 mm水稳性团聚体含量,揭示了沉陷坡面不同部位对土壤入渗特性的影响规律,并基于RUSLE2模型计算,阐明了在小空间尺度上,考虑入渗特性的沉陷坡面土壤侵蚀效应。结果表明:(1)不同沉陷坡面部位土壤入渗速率均随时间的变化呈现出瞬变阶段(0~3 min]、渐变阶段(3~60 min]及稳定阶段(60~110 min]3个阶段的动态变化过程;(2)沉陷坡面会产生显著提高坡顶、坡中、坡脚部位土壤入渗速率、累积渗透量、饱和导水率(K_(s))、可蚀性K值的效应,平均增幅分别介于13.41%~52.51%、22.25%~26.84%、21.86%~26.67%、15.78%~21.63%,该效应随着土层深度的减小而增强,沉陷坡面该效应的大小为坡顶>坡中>坡脚;(3)沉陷坡面周围土壤考虑入渗特性计算的可蚀性K值变化幅度比不考虑时放大了33.42%~44.99%;(4)沉陷坡面土壤可蚀性K值均与粉粒、孔隙度、饱和导水率(K_(s))显著相关,该结果可作为黄河流域生态保护与矿区绿色转型协同发展提供理论技术支撑。 展开更多
关键词 沉陷坡面 土壤入渗特性 土壤侵蚀效应 RUSLE2模型 陕北煤矿区
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露天矿下伏采空区距坡脚水平距离对边坡稳定性的影响
2
作者 管少杰 吕进国 +1 位作者 王康 张砚力 《工矿自动化》 北大核心 2025年第2期113-120,共8页
为研究露天矿下伏采空区距坡脚水平距离对边坡稳定性的影响,以中煤平朔集团有限公司东露天矿首采区北端帮边坡为工程背景,采用相似模拟与数值模拟相结合的方法,在考虑采空区上覆岩层垮落带和断裂带(“两带”)分布的基础上,研究了采空区... 为研究露天矿下伏采空区距坡脚水平距离对边坡稳定性的影响,以中煤平朔集团有限公司东露天矿首采区北端帮边坡为工程背景,采用相似模拟与数值模拟相结合的方法,在考虑采空区上覆岩层垮落带和断裂带(“两带”)分布的基础上,研究了采空区距坡脚不同水平距离时采空区覆岩及边坡位移变化规律和边坡稳定性系数。结果表明:①随着采空区距坡脚水平距离的减小,垮落带高度逐渐增大,断裂带逐渐显现,采空区上覆岩层裂隙逐渐扩展至边坡坡面,当坡面出现小范围裂缝时,边坡处于失稳状态。②随着采空区距坡脚水平距离的减小,采空区上覆岩层出现垂直位移集中区并逐渐向上扩展,直至与边坡坡面贯通;水平位移集中区有向上部扩展的趋势,当上覆岩层的水平位移集中区与边坡的水平位移集中区贯通时,边坡处于不稳定状态。③边坡坡面水平位移、垂直位移均随着采空区距坡脚水平距离的减小而增大。④采空区距坡脚水平距离越大,边坡稳定性系数越大,边坡越不易发生失稳破坏。 展开更多
关键词 露天矿 边坡稳定性 下伏采空区 边坡坡角 垮落带 断裂带
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10 m超大采高工作面过超高断面空巷技术研究
3
作者 刘茂福 刘晓刚 +3 位作者 白荣财 肖琦 刘前进 马镕山 《中国煤炭》 北大核心 2025年第5期63-75,共13页
针对以陕西榆林地区为代表的煤气共采区特厚煤层工作面过超高空巷问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测的手段分别对空巷合理支护强度及过空巷期间的围岩变形规律展开了分析研究。研究结果表明,当采用“煤矸充填+混凝土立柱”联合支护... 针对以陕西榆林地区为代表的煤气共采区特厚煤层工作面过超高空巷问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测的手段分别对空巷合理支护强度及过空巷期间的围岩变形规律展开了分析研究。研究结果表明,当采用“煤矸充填+混凝土立柱”联合支护时,10 m超大采高工作面过7.5 m超高空巷的支护强度应不小于2.1 MPa;受采动影响下,空巷围岩在超前工作面60 m处开始加速变形,采动强度随着工作面距离的缩短而增大;空巷顶板在合理支护载荷作用下,顶板变形量远小于两帮,垂向顶板稳定性较好。在现场工程实践中,结合工作面来压规律对不同区段空巷的充填必要性进行了等级划分,确定了空巷合理充填范围,并根据理论计算结果确定了“混凝土立柱”支护具体施工参数。结果表明,在工作面过空巷期间内,巷道及工作面架前顶板范围内围岩基本完好,工作面未出现局部冒顶及大面积来压情况,过空巷期间的顶板围岩控制取得了理想的效果。 展开更多
关键词 榆神矿区 10 m超大采高 超高空巷 充填支护
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基于坡向约束的高寒矿区边坡InSAR三维形变分析
4
作者 沈显名 李素敏 +4 位作者 郭军 毛嘉骐 严胜航 戴祚敏 彭翔 《测绘通报》 北大核心 2025年第2期77-82,共6页
高寒矿区边坡地质环境脆弱,冻胀融沉作用下矿区边坡稳定性易发生破坏。为获取高寒矿区反复冻融下精确的三维形变特征,根据重力作用下边坡物质向最大地形落差方向发生滑移的特点,本文选取西藏某矿区边坡为研究对象,以坡向约束为先验条件... 高寒矿区边坡地质环境脆弱,冻胀融沉作用下矿区边坡稳定性易发生破坏。为获取高寒矿区反复冻融下精确的三维形变特征,根据重力作用下边坡物质向最大地形落差方向发生滑移的特点,本文选取西藏某矿区边坡为研究对象,以坡向约束为先验条件,联合SBAS-InSAR构建三维形变模型。结果显示:该矿区两年多内东西向最大累计沉降量为-78 mm,垂直向最大累计沉降量为-38 mm,南北向最大累计沉降量为-25 mm,主要形变发生在采场下方,露天采场较为稳定;通过截取矿区剖面线对滑移边坡进行时空演化分析发现,位移随深度的增加逐渐减小,冻胀融沉仅发生在活动层表面;三维形变分析发现,温度变化引起的冻胀融沉和集中降水对边坡在垂直向和东西向形变影响较大,南北向变化相对较小。本文计算结果较为可靠,该探索为高寒矿区的大尺度遥感边坡监测提供了一定的参考价值。 展开更多
关键词 高寒矿区边坡 坡向约束 SBAS-InSAR 三维形变 冻胀融沉
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大采长工作面以孔代巷瓦斯治理技术研究
5
作者 王广森 孙晨珂 《工矿自动化》 北大核心 2025年第7期97-104,共8页
目前针对以孔代巷瓦斯抽采技术中钻孔布置参数的研究大多只利用“三带”分布确定钻孔高度,但是对钻孔布置参数中的水平位置和间距的研究较少。针对该问题,以平煤股份15050工作面为工程背景,采用相似物理模拟实验、理论分析和数值模拟相... 目前针对以孔代巷瓦斯抽采技术中钻孔布置参数的研究大多只利用“三带”分布确定钻孔高度,但是对钻孔布置参数中的水平位置和间距的研究较少。针对该问题,以平煤股份15050工作面为工程背景,采用相似物理模拟实验、理论分析和数值模拟相结合的方法确定了大采长工作面顶板定向长钻孔布置参数。设计了15050工作面走向及倾向物理相似模拟实验,分析了大采长工作面走向和倾向覆岩垮落特征,得到覆岩垮落带高度为11.5m、裂隙带高度为11.5~52.0m,并确定了工作面采空区瓦斯富集区域,即回风巷附近和工作面附近的裂隙带内,为确定定向长钻孔施工位置指明了方向。为了准确计算对应钻孔的水平位置,依据倾向物理相似模拟研究结果建立了定向长钻孔水平位置计算模型,得到钻孔水平位置计算公式。为了确定钻孔的合理间距,建立了顶板定向长钻孔瓦斯抽采模型,分别模拟无长钻孔抽采和不同钻孔间距抽采时的瓦斯流向及浓度分布状态,确定了合理的钻孔间距为竖直方向5m、水平方向3m。现场应用结果表明,平均瓦斯抽采体积分数为16.1%,平均抽采纯量为4.1m^(3)/min,上隅角平均瓦斯体积分数为0.43%,实现了以孔代巷治理工作面瓦斯的预期效果。 展开更多
关键词 大采长工作面 定向长钻孔 覆岩垮落 钻孔参数 裂隙带 垮落带 瓦斯富集区 以孔代巷
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煤矿掘进巷道断面尺寸变化对噪声传播的影响 被引量：3
6
作者 杨明 贾改妮 +2 位作者 全星苑 张学博 刘毛毛 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期77-86,共10页
为研究煤矿掘进巷道长空间内断面尺寸变化对噪声传播的影响,采用仿真模拟方法研究巷道内噪声传播,分析煤矿掘进巷道断面积大小、断面形状及断面面积突变率的变化对巷道内噪声传播影响。结果表明:煤矿掘进巷道内断面面积大小、断面形状... 为研究煤矿掘进巷道长空间内断面尺寸变化对噪声传播的影响,采用仿真模拟方法研究巷道内噪声传播,分析煤矿掘进巷道断面积大小、断面形状及断面面积突变率的变化对巷道内噪声传播影响。结果表明:煤矿掘进巷道内断面面积大小、断面形状及断面面积突变率均会影响巷道内噪声的传播,当噪声源功率、频率相同时,声压级衰减随巷道截面积增大而增大;对于给定的断面面积(18 m2),当断面形状不同时,声压级衰减也不同,且断面形状为拱形时会产生明显的声聚焦效应,不利于噪声衰减;当断面面积发生突变时,巷道内的声压级分布会有所变化,其中断面面积由大变小时不利于噪声的衰减,断面面积由小变大时仅影响突变后的声场,而对巷道内整体声压级影响并不明显;巷道内噪声衰减现场测试与数值模拟结果基本一致,验证了搭建的模型及模拟结果的可靠性。 展开更多
关键词 煤矿掘进巷道 断面形状 噪声传播 掘进机 断面面积突变率
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边坡监测与治理技术在高寒矿区露天煤矿生态修复中的应用研究 被引量：20
7
作者 李聪聪 王佟 +4 位作者 赵欣 李飞 蔺楠 江晓光 王伟超 《中国矿业》 北大核心 2024年第4期122-131,共10页
边坡治理是露天矿山生态修复中的重要内容之一。以青海木里矿区聚乎更区为例,针对高寒矿区露天煤矿的边坡问题识别、监测和治理开展了系统研究,通过遥感、物探、钻探及地表测量等手段研究了矿区内不稳定边坡发育特征及稳定性。研究结果... 边坡治理是露天矿山生态修复中的重要内容之一。以青海木里矿区聚乎更区为例,针对高寒矿区露天煤矿的边坡问题识别、监测和治理开展了系统研究,通过遥感、物探、钻探及地表测量等手段研究了矿区内不稳定边坡发育特征及稳定性。研究结果表明:建立了以遥感技术为核心,辅以常规的地表监测、地质调查、物探及钻探等手段的“天空地时”一体化不稳定边坡探查监测体系,确定矿区内不稳定边坡发育特征及稳定性,为矿山修复治理针对性开展边坡治理提供依据;采用高危渣山降高减载和边坡减坡治理技术,对边坡台阶进行清坡处理,消除浮石和崩塌等灾害,对渣山削坡卸载,使采坑边坡和渣山边坡达到稳定状态;并以聚乎更4号井南渣山为例,根据高密度电法探测和钻探验证,识别出了常年冻土上限和渣土层与原采坑基岩界线两个滑移面,确定后缘载荷过大是导致滑坡的主要因素,采取“后缘降高减载+边坡减坡+水系连通+综合监测”的治理方案,治理后既消除了对边坡前缘的载荷,又为后期植被复绿提供了稳定的立地条件。多期次动态监测表明边坡后缘已趋于稳定;边坡监测及治理技术在木里矿区生态修复治理中得到广泛使用,治理后的渣山边坡坡度控制均小于26°,有效消除了不稳定边坡对修复治理的影响,保障了矿山生态修复治理成效。 展开更多
关键词 矿山生态修复 不稳定边坡 边坡监测 高寒矿区 露天矿山
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植物根系对鄂尔多斯矿区排土场边坡产流产沙特征的影响 被引量：3
8
作者 芦杰丰 赵庆 +2 位作者 李瑞栋 王文龙 娄义宝 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第4期109-118,共10页
为探讨鄂尔多斯矿区排土场边坡不同植物根系对产流产沙特征的影响,采用原位放水冲刷试验研究不同植物根系(须根系、直根系、须根系—直根系混合)排土场边坡面的细沟侵蚀水动力学特征和产流产沙特征。结果表明:1)冲刷过程中不同植物根系... 为探讨鄂尔多斯矿区排土场边坡不同植物根系对产流产沙特征的影响,采用原位放水冲刷试验研究不同植物根系(须根系、直根系、须根系—直根系混合)排土场边坡面的细沟侵蚀水动力学特征和产流产沙特征。结果表明:1)冲刷过程中不同植物根系小区的径流流速、阻力系数、径流剪切力和径流功率呈现不同的变化趋势,须根系和直根系均使坡面径流流速、径流剪切力和径流功率降低,须根系使阻力系数增大,直根系则相反。2)须根系小区的平均产流率最小;不同植物根系均使坡面产沙率降低,各小区平均产沙率减少51.28%~69.40%。3)根系有效降低土壤剥蚀率,须根系小区的最大减蚀率达71.1%。4)各小区临界径流剪切力和临界径流功率分别为0.04~1.28 N/(m·s)和0.02~0.25 Pa,2组临界值从大到小排序均为须根系小区、直根系—须根系混合小区、直根系小区和裸地小区。研究结果可为该区排土场边坡水土流失防治提供依据。 展开更多
关键词 产流产沙 根系类型 排土场边坡 露天采矿区
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基于信息量-机器学习耦合模型的采煤沉陷区滑坡敏感性评价 被引量：2
9
作者 牛晨昊 焦润成 +5 位作者 韩建锋 王晟宇 郭学飞 刘畅 韩玉成 宋国峰 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期140-153,共14页
【目的】采煤沉陷区由于其特殊的地质条件和采煤背景,极易引发地面裂缝和地面塌陷,进而导致滑坡等地质灾害,选择适用的影响因子和训练模型在该地区开展滑坡敏感性评价十分必要。【方法】以北京西山煤矿区为例,采用斜坡单元与数学统计模... 【目的】采煤沉陷区由于其特殊的地质条件和采煤背景,极易引发地面裂缝和地面塌陷,进而导致滑坡等地质灾害,选择适用的影响因子和训练模型在该地区开展滑坡敏感性评价十分必要。【方法】以北京西山煤矿区为例,采用斜坡单元与数学统计模型和机器学习模型耦合方法,开展采煤沉陷区的滑坡敏感性评价。在地理信息系统环境中,选取坡度、坡向、地表湿润度等地形地貌因子,并加入地质背景的地层岩性和与断层距离因子,采煤背景的与采煤巷道距离和与井口距离等共10个因子作为评价指标,通过相关性分析优化滑坡敏感性评价体系。同时以水文分析法划分的地形斜坡单元为评价基础,分别应用信息量模型(I)信息量-随机森林(I-RF)、信息量-多层感知机(I-MLP)耦合模型对滑坡敏感性进行空间预测。【结果和结论】结果表明,耦合模型(I-RF、I-MLP)的精度均高于独立模型(I),3种模型的AUC值分别为0.861、0.845、0.761,I-RF模型具有更强的预测能力和精度。此外地质和采煤背景因子的加入,优化了滑坡敏感性的评估效果。为了验证滑坡敏感性分区结果的实用性,以北京市“23·7”强降雨事件为时间节点,利用大比例尺航空摄影测量、时序InSAR技术等手段对滑坡敏感性评估结果进行佐证。结果表明,基于斜坡单元和耦合模型的滑坡敏感性评估结果与诱导事件后的滑坡灾害发育情况,有很大程度的吻合性。滑坡敏感性评价结果在一定程度上可以反映各斜坡的滑坡发生概率,对于采煤沉陷区滑坡灾害的预测和防治工作的开展有一定的参考性。 展开更多
关键词 斜坡单元 滑坡灾害敏感性 评价指标 模型耦合 机器学习模型 北京西山煤矿区
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补连塔煤矿回采巷道锚索主动式超前支护技术应用 被引量：9
10
作者 杨俊彩 范东林 +4 位作者 陈苏社 刘兆祥 王庆雄 李金刚 崔立军 《煤炭工程》 北大核心 2024年第2期59-65,共7页
为了实现神东矿区综采工作面的无人化、少人化,降低工人劳动强度,以补连塔煤矿22406综采工作面为背景,采用理论分析计算与现场实测相结合的研究方法对工作面主运巷采用锚索主动式超前支护方式的科学性和合理性开展了研究,同时引用两侧... 为了实现神东矿区综采工作面的无人化、少人化,降低工人劳动强度,以补连塔煤矿22406综采工作面为背景,采用理论分析计算与现场实测相结合的研究方法对工作面主运巷采用锚索主动式超前支护方式的科学性和合理性开展了研究,同时引用两侧实体煤巷道力学模型对主运巷专用锚索超前支护设计进行验证,通过验证“排距3 m,每排2套”的超前支护形式满足工作面超前支护要求。通过主运巷道超前支护段锚杆(索)受力监测可知,工作面推进过程中,超前支承压力的影响范围约为42 m,在距工作面10~26 m范围,超前支承压力增加幅度较大,应力集中系数为1.23~1.5。通过巷道围岩表面位移监测可知,主运巷在距离回采工作面35 m左右受采动影响开始变形,回采过程中,顶板最大下沉量达到16 mm,底板最大底鼓量达到42 mm,两帮最大移近量达到45 mm。研究结果表明,采用锚索补强超前支护方式,巷道围岩得到有效控制,围岩整体稳定且变形可控,现场应用效果良好。 展开更多
关键词 神东矿区 超前支护 锚索 主运巷 矿压显现
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布尔台矿综采工作面主运巷道矿压显现规律研究 被引量：2
11
作者 范东林 陈苏社 +4 位作者 王庆雄 王巍 曹军 崔立军 王彦龙 《煤炭工程》 北大核心 2024年第1期93-97,共5页
针对神东矿区特大型矿井在较深开采深度下矿压显现规律研究不足的问题,以布尔台煤矿22209综采工作面为工程背景,研究较深埋深条件下高开采强度综采工作面主运巷道矿压显现规律,结果表明:巷道表面位移监测显示,主运巷道顶板、正帮、副帮... 针对神东矿区特大型矿井在较深开采深度下矿压显现规律研究不足的问题,以布尔台煤矿22209综采工作面为工程背景,研究较深埋深条件下高开采强度综采工作面主运巷道矿压显现规律,结果表明:巷道表面位移监测显示,主运巷道顶板、正帮、副帮均未发生明显变形,巷道围岩变形可控;煤壁钻孔应力监测显示,在距离煤壁45 m左右的位置开始进入超前应力影响区域,应力值增幅开始明显,在10 m左右位置应力增幅明显增大,煤壁可能会出现帮鼓、片帮,甚至存在炸帮的可能性,推测此段处于超前支承压力峰值区域,必须严格执行超前锚杆索防护;数值模拟分析,在锚杆与锚索支护方式下,主应力和剪切应力均不同程度缩小了范围,围岩的完整性得到提升,顶板塑性区块的数量下降,以拉伸破坏为主,巷道两帮塑性区范围变小,且以剪切破坏为主。 展开更多
关键词 神东矿区 较深埋深 主运巷道 矿压显现规律 数值模拟
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寸草塔二矿煤巷快速掘进关键技术及装备研究
12
作者 王国平 《中国煤炭》 北大核心 2024年第S01期304-310,共7页
为解决煤炭高效回采与工作面接替紧张问题,深入研究矿区煤巷快速掘进十分必要。针对国能神东煤炭集团有限责任公司寸草塔二矿矿区工程地质条件,从巷道掘进设备选型、巷道支护工艺及施工劳动组织等3个方面分析影响巷道快速掘进原因。基... 为解决煤炭高效回采与工作面接替紧张问题,深入研究矿区煤巷快速掘进十分必要。针对国能神东煤炭集团有限责任公司寸草塔二矿矿区工程地质条件,从巷道掘进设备选型、巷道支护工艺及施工劳动组织等3个方面分析影响巷道快速掘进原因。基于工程类比法、巷道支护参数设计及作业工艺开展了掘进系统的装备选型,同时开展了掘进系统超前钻探、截割系统、临时防护、机载支护系统、物料运输系统、行走系统、工作面除尘系统结构与功能设计,并以寸草塔二矿31111巷道为示范巷道开展了井下工业性试验,验证了该研究的有效性和实用性,为我国西部煤巷快速掘进提供了新的解决方法。 展开更多
关键词 神东矿区 煤巷快速掘进 装备系统 生产工艺
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煤矿区采煤沉陷坡土壤有机碳变化特征探究
13
作者 卢世界 《绿色科技》 2024年第20期190-194,共5页
为了探究采煤沉陷对土壤有机碳含量的影响,分析了煤矿区沉陷坡坡顶、坡中、坡底和对照区农田土壤总有机碳(TOC)含量的差异和沉陷坡不同坡位、不同深度土壤有机碳含量的变化特征。结果表明:沉陷坡土壤有机碳含量均值相较于对照区农田明... 为了探究采煤沉陷对土壤有机碳含量的影响,分析了煤矿区沉陷坡坡顶、坡中、坡底和对照区农田土壤总有机碳(TOC)含量的差异和沉陷坡不同坡位、不同深度土壤有机碳含量的变化特征。结果表明:沉陷坡土壤有机碳含量均值相较于对照区农田明显降低了17%(P<0.05),沉陷坡土壤有机碳含量总体空间变异性更大。沉陷坡不同坡位和对照区土壤剖面土壤有机碳含量总体上随着土壤深度增加而呈现逐渐减少的趋势。沉陷坡不同坡位间土壤有机碳含量均值变化总体为坡顶最低、坡中最高、坡底最低。煤矿区沉陷坡土壤有机碳含量空间变化与由地表塌陷导致的土壤侵蚀现象有关,土壤侵蚀对不同位置、不同深度的土壤有机碳流失的影响程度不同。 展开更多
关键词 煤矿区 沉陷坡 矿区土壤 土壤有机碳
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黄土高原山地采煤沉陷对土壤侵蚀的影响 被引量：23
14
作者 黄翌 汪云甲 +2 位作者 王猛 田丰 敖剑锋 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期228-235,共8页
为了测度山地井工采煤区地表沉陷引起的土壤侵蚀因子在空间和数量上的变化,该文以开采沉陷规律和模型为基础,运用数字地形分析、遥感影像融合等技术,揭示了黄土高原煤矿区山地开采沉陷引起的地表坡度、坡长、植被覆盖3大因子在空间上的... 为了测度山地井工采煤区地表沉陷引起的土壤侵蚀因子在空间和数量上的变化,该文以开采沉陷规律和模型为基础,运用数字地形分析、遥感影像融合等技术,揭示了黄土高原煤矿区山地开采沉陷引起的地表坡度、坡长、植被覆盖3大因子在空间上的改变量以及由此导致的土壤侵蚀变化量,并分析了土壤侵蚀的变化机制。研究结果表明:2001-2010年,研究区因开采沉陷导致地表平均坡度减少0.025°,平均坡长因子减少0.139;沉陷区内土壤侵蚀量不变、减小和增大的土地面积分别为3.083、3.412和4.707 km2,沉陷区外土壤侵蚀量减小和增大的土地面积分别为0.143和0.023 km2,土壤侵蚀总量减少78426.95 t,平均减小689.892t/(km2·a);开采沉陷导致坡长因子变化,对土壤侵蚀的影响波及到沉陷区以外的部分地区;山地开采沉陷对土壤侵蚀的影响与平地差异明显,不存在绝对的正向或负向影响,并且在沉陷区内外均可能为正向或负向,其结果与原地貌及沉陷幅度、区位密切相关;沉陷可能导致坡面下游区域的汇水面积和坡长因子变化。该研究结论为山地矿区土壤侵蚀区位、侵蚀量预测提供依据。 展开更多
关键词 土壤 侵蚀 开采 沉陷 坡度 坡长 山地矿区 黄土高原
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采煤塌陷裂缝对降雨后坡面土壤水分的影响 被引量：27
15
作者 马迎宾 黄雅茹 +3 位作者 王淮亮 党晓宏 汪季 高永 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期497-504,共8页
为探究采煤塌陷裂缝对坡面储蓄降水的影响，本文对降雨后不同坡向上裂缝两侧的不同土层水分动态变化特征进行了研究。结果表明：降雨主要补充坡面地表0～20cm土层土壤水分，且在雨后0～20cm土层土壤水分散失也较为严重；雨后阴坡土壤含... 为探究采煤塌陷裂缝对坡面储蓄降水的影响，本文对降雨后不同坡向上裂缝两侧的不同土层水分动态变化特征进行了研究。结果表明：降雨主要补充坡面地表0～20cm土层土壤水分，且在雨后0～20cm土层土壤水分散失也较为严重；雨后阴坡土壤含水率最高，O—10cm、10～20cm和20～40cm土层土壤水分差异显著（P〈0．05）。降雨结束8d后，裂缝附近的土壤水分变化幅度较大，尤以坡面裂缝上部边缘处最为明显，裂缝处与远离裂缝的土壤水分之间差异显著（P〈0．05）；阳坡土壤水分损失最高，阳坡裂缝周边土壤水分平均损失量高达3．31％。可见，裂缝的出现会在一定程度上打破坡面储蓄降水的格局，加剧坡面局部土壤水分散失，这～点在植被恢复与建设过程中不容忽视。 展开更多
关键词 半干旱区 矿区 采煤塌陷裂缝 坡面 土壤含水量
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相邻露天矿边帮压煤协调开采技术 被引量：44
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作者 白润才 刘闯 +2 位作者 薛应东 刘光伟 曹博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2001-2006,共6页
为了解决相邻露天矿独立开采时存在的边帮压煤与边坡安全问题,通过理论计算与分析,提出相邻露天矿边帮压煤协调开采技术。分析实施该技术的条件与基础,给出边帮压煤剥采比的概念及计算方法;研究相邻露天矿采剥工程位置的协调衔接,排土... 为了解决相邻露天矿独立开采时存在的边帮压煤与边坡安全问题,通过理论计算与分析,提出相邻露天矿边帮压煤协调开采技术。分析实施该技术的条件与基础,给出边帮压煤剥采比的概念及计算方法;研究相邻露天矿采剥工程位置的协调衔接,排土空间的合理分配与利用,开拓运输系统的优化布置等关键技术内容。在国电蒙东公司旗下的2个露天煤矿进行了实践,结果表明:此技术能够使相邻露天矿边帮压煤得到安全、经济地回采,有效提高煤炭资源采出率,实现经济效益最大化。 展开更多
关键词 露天矿 协调开采 边帮压煤 排土场 运输系统
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露天矿区生态地质层修复中地形重塑层的构建技术及应用 被引量：13
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作者 赵欣 王佟 +6 位作者 李聪聪 林中月 李飞 王伟超 冯康宁 尹亚磊 蒋喆 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期113-122,共10页
露天地区矿山开采容易形成不规则采坑、高陡边坡和渣山、原始土壤破损、采坑积水等一系列地貌形态的改变,造成与周边环境的不协调。不仅影响地表生态环境,还会对地下浅层水渗流场、冻土层等带来不同程度的影响和破坏,且存在滑坡、垮塌... 露天地区矿山开采容易形成不规则采坑、高陡边坡和渣山、原始土壤破损、采坑积水等一系列地貌形态的改变,造成与周边环境的不协调。不仅影响地表生态环境,还会对地下浅层水渗流场、冻土层等带来不同程度的影响和破坏,且存在滑坡、垮塌等地质隐患和灾害。针对这些问题,从地质角度提出通过构建地形重塑层实现开采后矿山地形地貌重塑的思路与方法,应用形成的地形重塑层修复关键技术,在青海木里高原高寒露天矿区生态环境治理与修复中取得显著效果。首先定义地形重塑层,即是对地貌起伏形态、采坑和渣山边坡等的稳定性和安全性起控制作用的复杂成形曲面。地形重塑层是一个复杂不规则且动态变化的重构层,是生态地质层修复的一种情况。提出地形重塑层的构建思路与方法:(1)通过空-天-地一体的地质勘查与监测手段,对矿山开采后的采坑、采坑边坡和渣山等情况进行系统的勘查、监测和评估。(2)根据治理对象的不同,对修复的目标地质体进行分类,本次依据边坡坡体岩性变化和岩层倾向与坡向的关系,将岩质边坡分为4类13型。(3)通过理论计算结合现场勘查测量,确定不同修复地质体的地形重塑层形态与产状。(4)通过覆土复绿,实现采坑、渣山依形就势的综合治理和矿山地形地貌的修复。以青海木里矿区为例,系统论述了地形重塑层构建与修复技术:对采坑坑底的修复,考虑挖损采坑深度和地形现状,设计合理的坑底样式,防止出现二次滑坡或坍塌等地质灾害;对边坡治理与修复,通过理论计算和野外现场观测,确定木里矿区边坡稳定的合理坡角应小于26°,治理时根据不同岩质边坡类型,采用清坡处理、修筑台阶状边坡等方法,保证采坑边坡稳定和后期植被复绿;对于特殊的渣山边坡治理,需要通过构建坚硬的地形重塑层,形成类似鸡蛋壳一样的渣山外壳,以起到稳定地形地貌、防止水土流失和涵养水源的作用。利用遥感影像数据对比治理效果,治理前矿区地形杂乱,边坡坡角大且不稳定,植被退化,经地形地貌重塑治理后,矿区边坡的坡角基本都处于26°以下,植被长势良好,治理效果显著。提出的地形重塑层构建方法和修复技术为高原高寒矿区生态治理和矿山地形地貌的修复提供了新的治理思路与方法。 展开更多
关键词 高原高寒地区 露天矿区 矿山生态环境 生态地质层 地形重塑层 边坡失稳 青海木里矿区
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采深对煤矿沉陷区坡面形态及侵蚀的影响分析 被引量：6
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作者 宋世杰 赵晓光 +1 位作者 张勇 聂文杰 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期178-184,共7页
井下采煤产生的大范围岩移必然最终改变原有地表形态并影响坡面侵蚀特征及规律。该文从井下与地表相结合的新视角,结合彬长矿区水土流失特征和典型煤矿采矿条件,以采深、地表坡面坡度等因素为变量,构建了30个不同类型的数值模型,通过数... 井下采煤产生的大范围岩移必然最终改变原有地表形态并影响坡面侵蚀特征及规律。该文从井下与地表相结合的新视角,结合彬长矿区水土流失特征和典型煤矿采矿条件,以采深、地表坡面坡度等因素为变量,构建了30个不同类型的数值模型,通过数值模拟方法研究并揭示井下采深对地表坡面形态及侵蚀的影响规律。结果表明:(1)随着采深的增加,地表坡面坡度增大幅度呈现减小的变化趋势。在相同采深条件下,坡度增大率与坡面自然坡度整体上呈负相关。(2)随着采深的增加,地表坡面坡长减小幅度呈现减小的变化趋势,且自然坡度越小,该变化趋势越明显。地表坡面坡长减小率与自然坡度随着采深的增加呈现先正相关后负相关的关系,自然坡度为26.57°是拐点。(3)采深的增加会削弱地表坡面产流产沙的强度增幅,缓解坡面侵蚀加剧的程度,这种效应在坡度较小的坡面更加显著。井下采煤引起地表坡面坡度的增大是产生这一规律的主因。 展开更多
关键词 坡面形态 侵蚀 采深 数值模拟 煤矿沉陷区
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井下采煤影响矿区坡面形态及侵蚀的数值模拟分析 被引量：7
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作者 宋世杰 赵晓光 +1 位作者 张勇 聂文杰 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期368-373,共6页
针对井下采煤产生的大范围岩移必然最终改变原有地表形态并影响坡面侵蚀特征及规律这一特殊性,从井下与地表相结合的新视角,结合彬长矿区水土流失特征和典型煤矿采矿条件,以采厚、地表坡面坡度等因素为变量,构建了20个不同类型的数值模... 针对井下采煤产生的大范围岩移必然最终改变原有地表形态并影响坡面侵蚀特征及规律这一特殊性,从井下与地表相结合的新视角,结合彬长矿区水土流失特征和典型煤矿采矿条件,以采厚、地表坡面坡度等因素为变量,构建了20个不同类型的数值模型,通过数值模拟方法研究并揭示井下采煤对地表坡面形态及侵蚀的影响规律。结果表明,第一,地表坡面坡度会随采厚增加而呈现增大的趋势,且自然坡度越大,坡度变化量越大;相同采厚条件下,坡度增大率与坡面自然坡度整体上呈负相关。第二,地表坡面坡长会随采厚增加而呈现减小的趋势,且自然坡度越小,坡长变化量越大;随采厚增加,地表坡面坡长减小率与自然坡度呈先正相关后负相关的关系,自然坡度为26.57°是拐点。第三,采厚的增加会提高地表坡面产流产沙的强度,加剧坡面侵蚀,这种效应在坡度较小的坡面更加显著;井下采煤引起地表坡面坡度的增大是产生这一规律的主因。 展开更多
关键词 环境工程学 坡面形态 侵蚀 采厚 数值模拟 煤矿区
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济北矿区地应力测量及分布特征研究 被引量：5
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作者 吕卫东 杨永杰 +2 位作者 马金宝 马德鹏 孙文亮 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第11期32-37,共6页
地应力是影响巷道围岩稳定性的重要因素,为得到济北矿区的地应力分布特征,在济北矿区选取了9个具有代表性的原岩应力测点,采用应力解除法对该矿区进行三维地应力测量。测试结果表明：济北矿区最大水平应力、最小水平应力和垂直应力均随... 地应力是影响巷道围岩稳定性的重要因素,为得到济北矿区的地应力分布特征,在济北矿区选取了9个具有代表性的原岩应力测点,采用应力解除法对该矿区进行三维地应力测量。测试结果表明：济北矿区最大水平应力、最小水平应力和垂直应力均随深度增加呈线性增加,最大与最小水平应力比值为1.83~2.68,最大与最小应力之差较大,导致岩体内部剪应力增大;最大主应力方向近似NW-SE向,倾角近水平方向;矿区中西部的局部区域受褶曲影响,地应力近东西方向,最大水平应力为垂直应力的1.36~1.82倍,且构造应力对矿区西部区域的影响高于东部区域。基于地应力测量结果,可以合理布置济北矿区井下巷道,巷道掘进方向应为NW-SE向,并局部地点巷道应根据相应的测试结果进行调整。 展开更多
关键词 济北矿区 地应力 现场实测 地质构造 巷道布置
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