Progress in Researches on Evaluation of Quality of Cultivated Land Consolidated from Coal Mining Subsided Land

The evaluation of consolidated cultivated land quality can provide basic information for how to perfect the program of land consolidation,as well as a reference for the dynamic monitoring of farmland quality in mining area. Based on the consultation and analysis of related literature,we can conclude that: firstly,most scholars focus on soil consolidation,while consider little about land use and economic condition. Secondly,foreign scholars usually use crop yields to judge the success of land consolidation,while domestic scholars have been evaluated the quality of consolidated cultivated land synthetically from several aspects,such as soil fertility,soil environmental quality,and farmland infrastructure conditions. Specifically,most of the evaluations are static,and indicators are different. Besides,the quality of consolidated cultivated land is generally low,and it lacks systematic research on technologies for improving quality of cultivated land consolidated from coal mining subsided land. It is concluded that future researches should focus on establishing scientific and feasible evaluation system to realize comparison of quality change in the dynamic course of " undisturbed-subsided-consolidated" cultivated land in coal mining areas,as well as technologies for improving quality of cultivated land consolidated from coal mining subsided land.

基于物元可拓法的高潜水位煤矿区土地损毁程度评价

高潜水位煤矿区井工开采造成了地面塌陷积水、农田减产等情况,但积水农田的损毁程度、损毁范围较难获取;加之高潜水位煤矿区采煤沉陷土地具有典型的不确定性和模糊性,因此,科学进行土地损毁程度评定成为矿区土地复垦方案编制和受损农民补偿标准制定的理论基础。采用熵权法确定积水时长、下沉深度、倾斜变形(东西方向,南北方向)、曲率(东西方向,南北方向)、水平变形(东西方向,南北方向)和水平移动(东西方向,南北方向)10种指标的权重,将极限条件法和可拓评价方法相结合,对芡实地、水稻玉米田和莲藕池共计34个评价单元的土地损毁程度进行评价。研究结果表明:芡实地总面积为444.7hm^(2),中度损毁面积为135.7hm^(2),占比30.51%;水稻玉米田总面积为747.2hm^(2),整体属于轻度损毁状态;莲藕池总损毁面积为562.6 hm^(2),中度损毁面积为151.8 hm^(2),占比26.98%;研究区整体土地损毁程度较好。研究结论为科学确定土地损毁程度及范围提供理论支撑,对地区土地复垦方案编制及损毁补偿标准制定具有重要意义。

国内外采煤塌陷地整治研究进展及述评

采煤塌陷地整治具有较好的资源保障、环境友好、社会和谐、文化维护等多个功能,是践行“两山理论”的具体措施之一。运用文献研究法和比较分析法,比较梳理了采煤塌陷地整治的概念阐释,从规划编制、“3S”应用、工程技术、城市发展等四个视角,全面回顾并评述了国内外采煤塌陷地整治研究进展,对我国当前采煤塌陷地整治管理工作具有指导价值,对未来相关政策法规的制订具有借鉴意义。

山西黄土丘陵采煤沉陷区生态环境破坏与修复研究

山西省煤炭开采大都处于黄土沟壑和丘陵山区,其采煤沉陷及地表破坏具有和平地不同的破坏特点,产生的多种形式和不同大小的地表裂缝、槽形塌陷及采动滑坡,使地形地貌及景观产生较大的破坏,水土流失加重等。因此,研究适宜山西地貌和气候特征,以及山西采煤沉陷损伤规律的土地复垦与生态重建技术,构建山西省黄土丘陵采煤沉陷地复垦技术模式显得尤为重要。分析了黄土丘陵采煤沉陷区的地表破坏的类型、形成机理及影响因素,结合黄土丘陵地貌分析研究了开采对地表水资源分布及沉陷区土地及植被的影响和破坏。地下采煤形成的覆岩及地表裂缝为水资源运移和流失提供了通道,采排矿井水对土地造成了污染,采动土地破坏及地表水土流失的加剧,是造成地面生态植被破坏的主要原因。对于采动生态环境破坏,采煤岩土体损害是根本,水资源和植被的破坏为开采损害的延续性影响,而单一类型的损害修复方法无法达到良好的修复状态,因此提出了以地形修复、水资源保护、植被重建等相结合的黄土丘陵沉陷区生态修复技术。通过山西某矿区黄土丘陵地表的土地复垦实践,证明了黄土丘陵沉陷区结合地形条件和生态环境的土地复垦技术的有效性及适宜性,研究成果对山西黄土丘陵矿区的地下开采与生态环境的恢复具有重要的指导意义。

中部矿粮复合区采煤沉陷及耕地损毁研究现状与展望

河南作为中原地区产煤和产粮大省,煤炭安全高效开采与耕地保护、粮食增产的矛盾较为突出。如何修复因开采煤炭导致损毁的耕地、保护矿区未损毁的耕地,同时稳定煤炭产能,是中部矿粮复合区目前面临的重大难题之一。在分析了中部矿粮复合区典型特征与其面临的瓶颈问题基础上,从采动覆岩与含(隔)水层破坏、采动地表沉陷规律与土壤退化、矿区耕地损毁及农作物长势、源头减沉控损与土地损毁修复技术等4个方面分析了采煤沉陷及耕地损毁问题的研究发展历程,包括采动覆岩含(隔)水层破坏及结构失稳、采动覆岩破坏充分采动定义及判据、采动地表沉陷与覆岩破坏整体响应行为、地表沉陷对土壤退化与耕地损毁影响、沉陷区耕地损毁识别与农作物长势监测、煤矿开采损毁土地修复技术等;在现有成果分析的基础上,展望了中部矿粮复合区采煤沉陷及耕地损毁的4个发展方向:采动覆岩结构失稳与含(隔)水层破坏传导机理、采动地表沉陷规律与土地损毁作用机理、矿区耕地损毁及农作物长势时空演变规律与源头减沉控损与耕地损毁高效协同修复技术,以便揭示“覆岩破坏—地表沉陷—耕地损毁—作物响应”传导驱动机制,形成中部矿粮复合区源头减沉控损与耕地损毁高效协同修复的综合技术体系,为煤矿绿色开采与保障粮食安全提供理论和技术支撑。

矿-粮复合区采煤塌陷损毁耕地分级研究

根据采煤塌陷理论和采煤对矿区环境造成的影响研究,对高潜水位煤粮复合区损毁耕地成因及破坏程度进行阐述和分析,结合已有的矿区损毁耕地评价指标体系,基于评价指标建立原则,选取地表倾斜、地表下沉及潜水位埋深为高潜水位地区采煤塌陷耕地损毁程度评价指标,并对损毁程度进行了分级:轻度、中度和重度损毁。以山东省西南部某矿区为例,借助Arc GIS分析工具,建立了综合评价结果适宜性函数,对煤粮复合区采煤塌陷耕地损毁程度进行了评价,并对评价结果进行了可视化显示,结果表明:截止2005年,研究区采煤塌陷损毁耕地面积约为23 km2,其中轻、中、重度等级损毁面积分别为6.7、5.7和10.6 km2,随着煤矿开采的继续,耕地损毁面积仍在持续增加,而损毁程度也在逐渐加深。基于评价结果,提出了适合于高潜水位矿区耕地保护的一些建议。

基于改进灰色聚类模型的矿区耕地损毁程度评价

为更加客观准确地反映矿区耕地的损毁程度,更好地服务于耕地保护与土地复垦,针对经典灰色聚类法单纯用阈值法确定权重,不能较好地反映指标的损毁程度对聚类对象影响的局限性,本文设定了有效土层厚度为主导限制性指标,并将相对限制性指数融入到灰色聚类法中,构建了GCM_DR(Grey ClusteringMethod_Dominant Restrictive Indicator&Relatively Restrictive Index)矿区耕地损毁程度评价模型,并选用我国某高潜水位矿区塌陷损毁耕地进行了评价模型应用的验证。结果表明:研究区2个塌陷盆地共计8个评价单元的损毁等级分别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ,该趋势与其他方法基本一致,结合实地调研情况,表现了较高的可靠性;主导限制性指标的设定使得该模型既考虑到了综合因素又兼顾主导因素,一定程度上减小了评价任务的工作量,提高评价工作的效率;与经典灰色聚类模型相比,改进后的模型强调指标的相对限制性,损毁程度大的指标权重较大,聚类系数向损毁级别高的方向倾斜,表现了较好的灵敏性;在确定权重时改进后的模型强调聚类指标的相对损毁程度,一定程度上减小了分级跨度不同导致的权重分配的不合理性。因此,GCM_DR模型可应用于矿区耕地损毁程度评价工作中,在了解耕地损毁现状、编制土地复垦方案、确定赔偿责任范围等方面有较好的应用价值。

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。

开采沉陷对耕地的损害指标理论分析

通过理论分析开采沉陷在地表所形成的连续的地表移动变形(下沉、倾斜、曲率、水平移动、水平变形等)或非连续变形(裂缝及台阶、塌陷坑)对耕地的影响,提出了以耕地灌溉的允许坡度、地下水位、积水、非连续变形作为开采沉陷对耕地损害的评定指标,为进一步研究矿区耕地的可持续发展提供基础。

基于GIS的开采沉陷土地资源损害评价系统研究

将开采沉陷土地资源损害评价理论与GIS技术相结合,着重分析了GIS支持下的土地资源损害评价数据需求和功能需求,建立了基于GIS技术的开采沉陷土地资源损害评价模型和评价标准体系,开发了"开采沉陷土地资源损害可视化评价系统".结合鲍店煤矿十采区的实例,实现了开采沉陷区土地资源损害科学、高效、客观的可视化评价.

中美两国采煤塌陷地整治法规政策比较与启示

行之有效的法规政策是采煤塌陷地整治顺利推进的重要保障。运用文献研究法和比较分析法,阐述比较中美两国的采煤塌陷地整治法规政策,对中国当前采煤塌陷地整治管理工作具有指导价值,对未来相关政策法规的制订具有借鉴意义。研究结果表明,美国采煤塌陷地法规政策施行效果良好,根源于其良好的市民社会背景和权责清晰的制度安排。随着社会主义市场经济制度逐渐完善,公民社会发展的不断深入,借鉴美国经验,按照物权理论和物权法律规范的原则,中国采煤业应逐渐实行用益物权制度,然后在法规体系、整治用途、资金筹措、管理体制、激励机制、公众参与等方面继续补充加强。

用ArcGIS的Python脚本计算采煤沉陷区土地损毁程度

为计算井工煤矿采煤沉陷区土地损毁程度,利用ArcGIS的Python脚本语言编制软件,实现通过输入相同坐标系的下沉等值线、附加倾斜等值线及水平变形等值线3个DWG格式文件和土地利用现状SHP格式文件,直接输出土地损毁程度的SHP格式文件,从而获得沉陷区土地损毁程度预测图。通过对三元吉祥煤矿的实例分析,该软件亦可直接用于其他井工煤矿开采沉陷区土地损毁程度计算,且方便基层技术人员使用和推广。

平原煤粮主产复合区煤矿开采和耕地保护协同发展研究现状及对策

耕地是粮食安全的基础,煤炭是能源安全的保障。我国煤炭和耕地资源分布重合的煤粮复合区面积约占耕地总面积的42.7%,煤炭开采与耕地保护之间的矛盾十分突出。如何实现煤矿开采与耕地保护协同发展是我国煤粮复合区亟待解决的瓶颈难题。从平原煤粮复合区采动耕地损毁机理、采动耕地破坏程度评价、开采沉陷控制技术等3个方面分析了煤矿开采和耕地保护协同发展的研究现状与存在问题。在此基础上结合耕地保护面积大、变形耐忍度高等特点,提出了一种面向煤矿开采和耕地保护协同发展的源头控制与修复治理有机结合的绿色开采区域性岩层及地表变形控制技术途径,建立了相应的地表变形预测及控制设计方法,并指出了平原煤粮复合区煤矿开采和耕地保护协同发展的重点研究方向:平原煤粮复合区耕地采损驱动机制、采煤沉陷耕地防护阈值体系、面向耕地保护的煤矿绿色开采区域沉陷协调控制理论与方法,以期推动煤粮主产复合区煤矿绿色开采与耕地保护协同发展。

西南部矿区污染耕地损毁程度等级研究

为了探索对矿区耕地损毁程度等级的评价方法体系，为其土地复垦工作提供一定的理论依据。采用Delphi法、层次分析法和模糊数学综合评价法，研究矿区污染耕地损毁程度等级评价方法。构建了污染耕地损毁程度评价指标（包括土壤重金属含量、土壤pH值、田面污染率、灌溉水质、土壤有机质和土壤微生物数量变化度6个指标）及权重系数，并建立了评价模型。并以云南省某金属矿为例，进行矿区污染耕地损毁程度等级评价，结果表明矿区耕地污染损毁程度为中度-重度，即污染耕地的损毁程度偏重，其损毁程度等级偏高，耕地污染损毁等级达到Ⅲ-Ⅳ级。本文可为矿区土地复垦方案编制、受损耕地的复垦措施及复垦方向确定等提供一定的现实指导意义。

FLAC^(3D)在预测采空区地面沉陷损毁耕地中的应用

采空区地面沉陷损毁地表耕地是地下开采矿山引发的主要地质环境问题之一,通过对佛子冲铅锌矿104号矿体的工程地质条件、采场结构参数及原岩应力场进行调研,并在此基础上运用FLAC^(3D)建立采空区数学模型,对佛子冲铅锌矿104号矿体采空后采空区地压力分布、岩体变形移动等进行模拟与研究,预测采空区地面沉陷损毁地表耕地的程度,并根据矿山的实际情况提出防治措施,为保护矿山采空区沉陷区内的耕地提供依据和参考。

采煤沉陷土地利用分区研究

从采煤沉陷土地持续利用角度,依据沉陷土地利用的自然和社会特性,提出采煤沉陷土地的分区方案,对兖州煤田采煤沉陷土地进行实用分区,并依据各分区的特点提出持续利用方向和方案。最后,根据分区实例就采煤沉陷土地的持续利用提出几点建议。

高潜水位矿区水域空间扩展特征分析:以徐州沛北矿区为例

矿区水土关键要素的变化对区域生态环境保护和水土流失防治具有重要意义。以徐州市沛北矿区2000年、2004年、2008年和2012年SPOT-4/5影像为数据源,运用土地利用重要性指数、间隙度指数和分形维数3个指标,分析矿区水域空间变化特征;结合煤炭产量和粮食单产,分析塌陷水域空间扩展驱动因素及对耕地影响。结果表明:1矿区景观格局发生剧烈变化,耕地大量转为水域,而水域是新增耕地的主要来源,耕地斑块趋于破碎化,水域空间均衡性降低且呈多中心化结构;2煤炭开采是区域景观格局演变主要驱动因素,采煤沉陷改变了水域空间分布特征。

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。

开采沉陷对矿区生态环境的影响评价

以某矿的一、二采区为例，介绍了评价开采沉陷对矿区生态环境影响的基本方法和过程。重点以土地作为评价因素，据地表沉陷预测结果和评价指标体系，对塌陷区内的土地损害形式进行了总结．对塌陷引起的土地损害这一环境因素的影响进行了评价，获得了塌陷区的影响程度和区域。

开滦赵各庄煤矿采煤沉陷土地资源影响评价

采煤沉陷已成为煤矿区危害范围最广、影响程度最大、延续时间最长的一种工程地质灾害,在对赵各庄煤矿矿山地质环境调查的基础上,分析采空沉陷区对土地资源影响特征,并预测采空沉陷区土地资源影响和破坏发展趋势,指出了沉陷区土地复垦规划原则,提出了合理的复垦建议。