采煤塌陷积水耕地信息提取方法研究——以山东省济宁市为例

济宁市煤炭开采导致耕地塌陷深度大、积水严重,在全国都具有典型性和代表性。采用高分辨率遥感影像(RS)获取信息和地理信息系统(GIS)空间分析相结合的方法,在土地利用现状图、矿井分布图、行政区划图和采煤塌陷地调查统计资料等相关数据的支持下,以人机交互式解译方式对济宁市煤炭开采以来至2009年采煤塌陷导致的积水耕地信息进行了提取。得出:济宁市采煤塌陷导致耕地常年积水面积为4 780.49 hm2,占济宁市耕地总面积的0.78%,治理后和未治理塌陷积水耕地分别占积水面积的57.84%和42.16%;塌陷积水耕地主要分布于济宁市中部的"金三角"地带(曲阜市、兖州市、邹城市结合处)、任城区南部和微山县中部地区,且呈不规则分布状态,多是一矿一片或一矿多片。研究结果表明,将高分辨率遥感图像应用于塌陷积水耕地信息的提取是一种快速高效的方法,为地方政府加强塌陷积水耕地的实时准确监测提供了科学依据。

淮南矿区采煤塌陷积水区水生态环境研究

采煤塌陷积水体已成为淮南市一种特殊的地表水体。本文概要地评价了淮南煤矿区塌陷积水区水生态环境状况,以及这些水体目前能支持的功能用途,说明该积水体水生态环境已受到一定程度的污染,必须加强该区的生态环境监管。

济宁煤矿区地表塌陷积水时空演变

为揭示济宁煤矿区地表塌陷积水的时空演变规律,运用遥感与地理信息技术等手段,对煤矿区1984-2013年的塌陷积水面积进行测算,分析了近30年来济宁采煤塌陷积水区的扩展变化情况,并利用Logistic回归建立塌陷积水面积预测模型.研究结果表明:近30年来,随着采矿活动增强,煤矿区塌陷积水面积逐渐扩大,但由于"边沉陷边治理"等原因,从2007年开始塌陷积水面积扩张速度有所减缓;采煤塌陷积水区主要集中在兖州煤田中部和济宁煤田南部,现已逐渐连成一片;预计未来10年内在枯水期地表塌陷积水面积将不会超过52 km2;加强煤矿区塌陷积水面积的测算与塌陷积水区的实时动态监测,可为矿区土地复垦与生态重建提供依据.

基于环境一号卫星影像的淮南潘集采煤塌陷积水区富营养化评价

通过研究淮南潘集杨庄采煤塌陷积水区水体水质指标与环境一号卫星影像4个波段反射率值之间的关系,针对叶绿素、透明度、总磷、总氮、高锰酸钾指数5项主要水质参数建立了遥感监测模型。采用综合营养状态指数法,评价了该地区水体整体水质富营养化程度。评价结果表明,该塌陷积水区水体为轻度—中度富营养化,与实测水样分析监测的结果基本吻合,证明了水质遥感模型反演技术在当地水质监测中的适用性和可靠性,为实现该地区水质动态监测与预警提供了技术支持。

利用塌陷积水对采煤塌陷区进行监测——以开滦煤矿为例

本文系统分析了采煤塌陷积水的成因,塌陷积水在采煤塌陷时空监测中的作用,随后又以开滦煤矿为例得到了它从1988年到2002年6个时相开滦煤矿积水的动态发展变化规律;在此基础上研究了塌陷区的演变规律,从而预测了塌陷发展的趋势,最后对利用塌陷积水监测采煤塌陷进行了评价。

淮南矿区采煤塌陷积水区水生态环境研究

采煤塌陷积水区是煤矿开采造成的重要地质灾害之一,目前它已成为淮南市地表水 体的一种特殊组成部分。通过对淮南矿区采煤塌陷积水区概况和利用现状的分析,以及对塌陷 积水区水生生态环境状况和目前的生态状况水体所能支持的功能用途的简单综合评价,发现淮 南矿区采煤塌陷积水区水生态环境已受到一定程度的污染,加强对塌陷积水区生态环境的监管 势在必行。

基于RSEI的采煤塌陷积水对生态环境的影响研究

采煤塌陷积水是东部高潜水位矿区最主要的生态环境问题,但塌陷湖的形成给生态环境提供了难得的水资源,因此,研究塌陷积水后对周边生态环境的影响特征,对于指导矿区塌陷地生态恢复治理与湿地资源保护利用具有现实意义。本文以任楼煤矿塌陷积水区为研究区,以建矿至今的5期遥感影像为数据源,通过多光谱计算和主成分分析获取RSEI指数,并提取北、东、南、西四个方向数据,通过数据拟合与秩和检验。研究结果表明:(1)自2000年以来,研究区生态环境有较大改善,矿区土地复垦与生态恢复成效显著;(2)塌陷积水对周边生态环境总体上产生正面影响,影响具有显著的方向差异性和年度变化特征;(3)塌陷积水对生态环境的影响随距离呈"凸型"抛物线变化,平均影响范围约3.7 km,南北向约3.5 km,东西向不超过7.8 km,塌陷积水区形成后需要经土地整治工程才能最大程度发挥水域生态环境功能。

基于数字化的采煤塌陷积水技术研究与应用

在煤矿开采过程中,由于盲目地开采煤炭以及对上覆煤柱的爆破工作,造成采区顶板出现塌陷,针对采区塌陷问题,具体分析在采煤过程中出现的塌陷形式,以及造成塌陷积水的原因,提出采用光学遥感数字化测量技术对塌陷积水区域进行探测,通过提取不同时相遥感图像的水体信息来确定积水区域的面积,进而得出采煤塌陷的面积。结果表明,遥感数字化测量技术能完整地反映出积水区域,而且测量结果比较准确。

采煤塌陷积水区环境治理方案优化

从经济、社会、环境、技术等方面对采煤塌陷积水区的环境治理方案进行比较。特别强调了今后方案实施的可操作性以及方案是否具有长远性。,

皖北煤矿塌陷区积水自动提取研究

在皖北煤矿集中开采区,煤矿采空区形成塌陷区和坑洞,多处积水,对自然环境和生命安全构成威胁,因此,对这些塌陷区积水进行监测至关重要。本文选择皖北煤矿集中开采区中适当矿区,通过分析GF-1影像数据,并针对塌陷积水与其他积水的光谱特征差异,研究塌陷区积水的自动提取方法。结果表明:采用band3/band2算法提取水体能够自动剔除河流和阴影干扰,相比传统的NDWI图像提取水体的方法更加优越。

基于HJ-1A卫星CCD遥感影像数据的煤矿区塌陷坑积水和煤堆监测

地表塌陷积水和煤堆的识别与区分是煤矿开采区环境保护的重要工作内容。本文利用HJ-1A卫星CCD遥感影像数据,以神东矿区为例,在深入分析矿区煤堆、塌陷积水、其它水体和工矿用地等地物的光谱特征基础之上,通过波段反射率差异和归一化水体指数(NDWI)构建了矿区内煤堆和塌陷积水的遥感提取与识别决策树模型。模型分析表明,塌陷积水的NDWI指数范围为[0.02,0.13],与部分裸土/工矿用地容易混合,需要利用红光通道阈值进行剔除。煤堆与其他非水体地物都有较明显的区分但与塌陷水体较为一致,需进一步通过红色通道阈值加以区分,当阈值为0.14时研究区提取结果最佳。研究区内共提取出煤堆373个,面积4.96 km2,塌陷积水11个,面积0.51 km2。通过与2.5 m空间分辨率的SPOT卫星目视解译验证表明,本文利用HJ-1A CCD影像数据识别总精度可达97.77%,构建的决策模型适用于矿区内煤堆及水体信息的自动提取。

徐州贾汪矿塌陷积水区变化特征的研究

本文采用遥感(RS)获取信息和地理信息系统(GIS)建库分析相结合的方法,对徐州贾汪矿区1987-2007年煤炭开采过程中形成的塌陷积水区的数量变化、形态特征变化以及破碎度变化特征及其成因进行了研究,结果表明1987-2007年间,由于开采活动的不断进行,常年积水塌陷区的面积逐步增加;1987-1997年10年间,季节性塌陷积水区与常年塌陷积水区具有相似的变化特征;1997-2007年10年间,由于部分矿井停止开采及土地复垦的推行,季节性塌陷积水区的数量锐减,斑块形状变得规则且分布趋于分散。

基于多源遥感影像的矿区塌陷地积水提取与时空演变

利用单波段阈值法、水体指数法和分类提取法对兖州矿区的多源遥感影像进行塌陷地积水提取试验,并对试验结果从尺度效应、研究方法等方面进行比较分析,对不同类型的遥感影像选择最优的塌陷地积水提取方法提供了依据。同时,综合评价多种水体提取方法的特点及适用性,选择适用于研究区塌陷地积水的提取方法,从而实现目标地物的精确提取。

河南永城煤矿塌陷区水质对鲫鱼形态性状指标和脏器系数的影响

选择鲫鱼Carassius auratus为研究对象,以相对无煤矿污染的商丘市天沐湖为对照,以煤矿污染较严重的永城煤矿塌陷积水区为研究样地,主要研究了永城煤矿塌陷区水质对鲫鱼形态性状指标和脏器系数的影响。结果表明,与对照天沐湖相比,永城煤矿塌陷区鲫鱼体重/全长显著减小(P<0.05),但鲫鱼头长/全长、体长/全长、尾长/全长、体高/全长差异不显著(P>0.05);脾脏系数显著减小(P<0.01),头肾系数显著增大(P<0.01),肝胰脏系数、肾脏系数、生殖腺系数差异不显著(P>0.05)。表明永城煤矿塌陷积水区长期低浓度煤矿污染对鲫鱼形态及其重要内脏器官可能造成了一定的影响。

徐州矿区塌陷地抗变形建筑研究

煤炭开采后,采空区会呈现不同程度的地表塌陷.从理论力学着手,分析地表塌陷对建筑物造成的不良影响.结合采动建筑物损害研究的成功经验,从设计原则、结构措施和基础选型等方面对抗变形建筑提出有效的设计思路.根据徐州矿区塌陷地的工程地质实际和开采稳沉情况等将塌陷地划分4种区域;塌陷稳沉区、塌陷未稳沉～塌陷稳沉区、塌陷未稳沉区、塌陷积水区,分别对每种区域有针对性的提出适宜的建筑结构,以期为同类工程参考.

我国矿区塌陷地复垦模式研究

本文综合分析了我国矿区塌陷地复垦的技术模式、组织模式,并对存在的问题提出了建议,对我国今后的塌陷地复垦工作具有重要的指导意义。

微山县采煤塌陷地综合利用技术研究

微山县现有矿区塌陷地水域4000hm2,平均水深约1.5m,最深达12m,几乎不可能复垦。通过实地调研,将该区塌陷地水域分为季节性浅积水塌陷地、季节性深积水塌陷地、常年浅积水塌陷地和常年深积水塌陷地。针对常年积水塌陷地的实际,根据塌陷地水深差异,结合微山县自然地理特点,形成了5种综合利用技术模式,如水生蔬菜间种模式、立体种养模式、生态旅游观光农业模式及牧草种植与农、牧业及生态能源共营模式。这些因地制宜修复利用塌陷地水域的方式,不仅代价低,而且可以解决废水资源化利用,确保南水北调水质安全。

改进P-WSVM的矿区积水塌陷地信息提取

煤矿区积水塌陷地的动态监测是矿产资源管理的重要方面。针对积水塌陷地的光谱特征和空间结构特征的特点,本文引入非平衡数据集分类思想,提出一种改进的P-WSVM方法。实验表明:基于改进的P-WSVM方法能够快速、准确地提取积水塌陷地信息,并达到良好的效果。

大面积采动地层水系调整的数学模型

大面积采动地层会诱发地面环境灾害,文中介绍了采动地层水系调整诱发的水资源流失、塌陷区积水、废旧采场积水、形成地下暗湖和水质污染等灾害;将采动地层视为连续介质和符合达西定律的流体,建立了描述采动地层水系流动的数学模型,对数学模型的适用条件进行探讨。

井工煤矿生态恢复治理工作中存在的问题探讨

井工煤矿对生态系统的影响和破坏主要为采空区导致地表变形、地面塌陷、地裂缝等地质灾害,地下水系统破坏和"三废"排放等。该文认为人们对矿区生产及闭坑后地下水污染对农业的危害未能引起足够的重视,急需强行关闭用作灌溉的污染水井,然后需要进行监测、封堵、治污等工作,逐渐提高矿区地下水质量;认为煤矿高岩温岩体作为地热能的主要赋存体,具有较好的热导率,通过水源热泵系统提取循环水中的热量,可以将采空区周边的地温能加以提取利用,让煤矿在生产及闭坑后均能产生地热能源;认为制约煤矿采空塌陷积水区治理的关键问题是解决充填积水区和井下采空区填充物问题,提出改造鲁南运河,将黄河泥沙输送到济宁及周边矿区;认为治理历史遗留矸石山的关键问题是爆破削坡过程中发生崩塌、滑坡、扬尘等灾害,可以利用高压水枪,配合破岩机和挖掘机联合作业来解决。