基于多源遥感数据融合的神东矿区植被覆盖变化及其驱动力分析

【目的】揭示神东矿区长时序下植被覆盖变化特征及其演变机理对矿区的生态修复和可持续发展具有重要意义。【方法】利用STARFM方法融合Landsat和MODIS数据,构建2000-2022年神东矿区的长时序核归一化植被指数(k NDVI)数据,分析其变化趋势,利用偏相关分析和地理探测器模型探究矿区植被覆盖变化的驱动机制。【结果】1)基于STARFM方法融合的年kNDVI与年kNDVI影像具有较强的相关性(R^(2)=0.864),表明融合后的Landsat影像精度较高。2) 2000-2022年神东矿区植被整体呈现明显改善趋势,显著改善面积占比达到90.36%。3)土地利用类型是影响神东矿区植被覆盖度的最主要驱动因素;此外,气象因子对kNDVI的约束力先增强后减弱。【结论】研究结果可为更好构建可持续、绿色矿山提供科学依据。

电视信号铁塔下压煤开采与动态调斜保护技术

为解放电视信号铁塔下压煤资源并保障广播电视信号铁塔安全运行,在分析地表移动变形规律的基础上,研究了电视信号铁塔采动变形特征及塔身倾斜动态调整保护技术。利用概率积分法对铁塔处地表移动变形进行计算并评估其运行安全性,据此分析了采动影响下铁塔倾覆稳定性。计算结果表明:工作面开采后铁塔基础处倾斜变形超过其极限倾斜变形值,结构抗倾覆能力降低,铁塔运行存在安全风险;对工作面开采过程中铁塔移动变形进行了现场监测,现场监测结果表明:随着工作面的推进,电视信号铁塔呈现阶梯状下沉趋势,采煤工作面停产或推进速度过慢时,塔基处不均匀沉降增幅较大,导致铁塔倾斜变形增大;阐明了铁塔倾斜变形动态调整保护技术原理,提出并实施了电视信号铁塔动态调斜保护技术,根据铁塔移动变形监测结果确定铁塔动态调斜时机并进行铁塔调斜工作,调斜后的塔基倾斜度小于电视信号铁塔的采动极限倾斜变形值,确保了电视信号铁塔的安全运行,成功地实现了电视信号铁塔下压煤资源开采,提高了资源采出率,产生显著的经济和社会效益,并验证了实施电视信号铁塔动态变形保护技术开采其下方压煤的可行性。

埋地天然气管道采动变形特征及安全距离预测

埋地天然气管道不同于一般建筑物,对地表移动变形值的响应与敏感性具有显著的特殊性。采用理论分析与数值模拟相结合的方法,系统分析地表下沉、水平移动、水平变形对埋地管道采动变形的影响;基于埋地管道采动变形特征,建立了采动影响下“地表-管道”协同变形理论模型;提出了新的管道安全性运行判断准则(管道力学特征进行管道失效判断)并应用于工程实践得到安全推进距离;通过数值模拟,分析了管道内部主应力的分布规律,并验证了理论分析结论及所提管道安全性运行判断准则的可行性和正确性,研究结果表明:所提的管道安全性运行判断准则较现有判断准则,工作面推进长度增加50 m,更能有效提高煤炭资源采出率。

高耸构筑物采动变形特征与地基精准注浆加固机理

高耸构筑物与一般建筑物不同,对地表移动变形量的响应与敏感性具有显著的特殊性。通过理论分析、数值模拟与工程实例应用等方法研究了高耸构筑物采动变形特征与保护技术。阐述了地表高耸构筑物采动变形特征的特殊性,并以高压输电线路铁塔为例,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,系统分析了地表下沉、水平移动、曲率、倾斜、水平变形对高耸构筑物采动变形的影响:地表倾斜导致铁塔屈服主要是由于塔基处轴向压应力达到其最大值,而拉伸(压缩)变形导致铁塔屈服主要是由于塔基处轴向拉(压)应力达到其最大值;基于高耸构筑物采动变形特征,提出并实施了高耸构筑物地基精准注浆加固技术,并通过理论分析揭示了地基精准注浆加固机理,得出基于地基下沉量的精准注浆压力理论公式;系统分析了精准注浆加固作用:注浆加固作用提高强度、注浆充填作用补偿下沉与注浆调斜作用矫正角度(倾斜);凝练出基于地基“下沉量-注浆压力”的高耸构筑物地基精准注浆加固技术核心内容,包括注浆依据、注浆时机、注浆位置、注浆作用与注浆机理;并在白坪煤矿广播电视信号铁塔下采煤进行了应用验证,研究结果表明:应用高耸构筑物地基精准注浆加固技术后,广播电视信号铁塔基础最大变形量(1.6~4.8 mm/m)小于《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》中的极限变形量(5.0 mm/m),有效保护了该广播电视信号铁塔,验证了高耸构筑物地基精准注浆加固技术的合理性,对煤矿绿色开采、提高煤炭资源采出率、预防或减轻高耸构筑物采动损害、丰富和发展现有采动区建(构)筑物保护理论等具有重要理论与实际意义。