煤层底板含水层区域注浆改造浆液扩散范围现场示踪试验

近年来,为解放底板高承压灰岩水上煤炭资源,华北煤田普遍采用地面定向钻技术,对太原组薄层灰岩进行区域性注浆加固改造(习称“底板区域治理”),以全面封堵灰岩岩溶裂隙并阻断垂向导水通道。该技术中,与浆液扩散范围(半径)密切相关的“水平分支孔”孔间距设计问题,一直备受学界和业界的广泛关注。皖北矿区底板区域注浆工程量大,特别是深部资源开采,将有数十亿元的注浆工程,有必要查清浆液扩散范围真实数据。为此,以皖北矿区恒源煤矿为研究基地,依托Ⅱ63采区底板区域治理工程,设计并实施浆液扩散范围示踪试验,在中间的水平分支孔(Z8-7)投放荧光剂(示踪剂),在两侧的水平分支孔(Z8-6、Z8-8)以及交叉分支检测孔(Z8JC)取岩屑样鉴别荧光水泥,以获得浆液扩散范围,进而在浆液扩散影响因素分析基础上,构建恒源煤矿底板区域注浆治理浆液扩散范围计算公式。结果表明:①综合岩屑现场及室内鉴别结果分析,获得恒源煤矿Ⅱ63采区底板区域注浆浆液扩散范围为38.3~44.0 m,且水泥分布密集区在水平分支孔浆液扩散范围30 m以内,该区域内注浆效果最佳。②通过现场岩屑快速鉴别与室内岩屑精准鉴别,取得的浆液扩散范围基本一致,证明了荧光示踪浆液扩散范围的有效性。③通过对比分析,认为在计算参数、边界约束等符合实际注浆工况条件下,浆液扩散范围理论计算和数值模拟结果,与现场示踪试验实测结果较为接近。④利用示踪试验过程中的压水试验及注浆参数、钻遇构造及水文地质响应等数据,考虑重力、构造、地下水径流等因素影响,借助SPSS非线性拟合软件,得到恒源煤矿Ⅱ63采区底板区域注浆浆液扩散范围计算公式。⑤基于恒源煤矿受注层实际地质、水文地质条件,利用拟合的浆液扩散范围计算公式得出Ⅱ63采区Z8场地浆液扩散范围为37.8~42.9 m,与浆液扩散范围示踪试验实测结果相近,计算公式可在类似条件下推广应用。本次煤矿底板区域注浆浆液扩散范围现场示踪工程试验,不仅取得了浆液扩散范围的真实数据,而且阐明了浆液扩散与多种地质、水文地质因素之间的内在联系,揭示了超深、超长定向钻注浆浆液扩散机理,构建了浆液扩散范围计算公式,为类似条件下底板区域治理工程水平分支孔孔间距的合理设计提供了参考依据。

陕北煤矿区采动地裂缝对土壤抗蚀性的影响规律研究

采动地裂缝作为黄河流域中游陕北煤矿区最突出且典型的采动损害问题,引发的水土流失效应已经不容忽视。为了研究采动地裂缝发育对周边土壤抗蚀性的影响,以陕北煤矿区内宽度分别为0~10,10~20,20~30 cm的采动地裂缝为研究对象,采集周边水平距离80 cm以内,垂直深度40 cm以浅的土壤,测定了土壤水稳性团聚体、微团聚体、无机黏粒、有机黏粒、物理性质类等14个国内外学者普遍关注的用于量化表征土壤抗蚀性的指标,采用层次分析法、敏感性分析和因子分析相结合的方法甄选出陕北采动地裂缝发育区土壤抗蚀性的重要量化指标,构建了陕北采动地裂缝发育区土壤抗蚀性综合指数模型。结果表明:①综合层次分析法、敏感性分析和因子分析,甄选确定>0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径、<0.001 mm细黏粒含量、土壤团聚度、土壤有机质含量5个指标作为量化表征陕北采动地裂缝发育区土壤抗蚀性的重要指标;②采动地裂缝会降低周围土壤的5个土壤抗蚀性重要指标,其中>0.25 mm水稳性团聚体含量变化最为明显;③根据土壤抗蚀性重要指标,基于因子分析原理构建了陕北采动地裂缝发育区土壤抗蚀性综合指数模型;④采动地裂缝会降低周围土壤的抗侵蚀综合能力,且该效应随着裂缝宽度的增大和水平距离的减小而增强,当距采动地裂缝的水平距离超过170 cm时,采动地裂缝对周围土壤抗侵蚀综合能力的负效应基本消失,其可作为陕北采动地裂缝发育区土壤侵蚀防控的关键区域。研究结果可为黄河中游陕北矿区水土流失的精准防控提供科学依据。

采煤塌陷区全域土地综合整治对策研究 ——以彬州市义门镇为例

全域土地综合整治对保障粮食安全、改善生态环境、促进乡村振兴具有重要意义。在新的发展时期,该项工作开展已成为土地整治的重要抓手。采煤塌陷区具有移民搬迁、产业发展、生态修复的需求,该区域的保护与发展更应与土地综合整治相结合。本文基于社会调研和社会经济数据分析方法,对彬州市义门镇面临的困境进行分析,探究采煤塌陷区周边乡村土地综合整治实施路径,提出“民生为重、产业强基、生态为本”的全域土地综合整治实施建议,以期为采煤塌陷区土地综合整治方案编制与实施提供参考。

巴拉素井田煤层富水性分区及水量预测

针对陕北侏罗纪煤田榆横北区内巴拉素煤矿2号煤层水的特殊赋存运移形式,通过理论分析、计算预测、模拟实验等方法,对其水资源量、富水性分区及矿井涌水量进行研究,探索了研究区内2号煤层水特征;根据影响富水煤层的煤层厚度、煤心采取率、煤层孔隙度、煤层顶板含水层厚度及底板隔水层厚度5项主控指标,结合ArcGIS软件和层次分析法(AHP)对研究区2号煤层进行富水性预测分区,并对不同工况条件的井下掘进(含井筒、巷道)、回采工作面涌水量进行预测。结果表明:估算的研究区2号煤层水静储量约0.665亿m^(3),动态补给水量约362m^(3)/h,煤层水整体呈衰减趋势;2号煤层富水性分为相对强、较强、中等、较弱和弱5类富水区。

湖南梅田矿区石子岭北段地质构造及煤层空间分布解析

梅田矿区石子岭北段位于南岭山脉南侧,隶属湖南省宜章县梅田镇。区内地质构造研究是煤炭矿产开发的关键环节。本文在研究梅田矿区石子岭北段成矿地质背景、地层、构造、含煤岩系的基础上,进一步分析地质构造对煤层空间分布的影响,为该地区煤炭生产和勘探提供依据。

晋陕蒙采煤区水土流失现状调查与分析研究

以晋陕蒙采煤区为研究对象,采用文献资料收集、野外调查与室内分析相结合的方法,重点对松散堆积物、排土(矸)场、塌陷区域等人为水土流失进行典型调查研究,查明在建、在产的煤矿和采石场的分布、数量及规模,阐明引起水土流失的原因,为晋陕蒙能源区水土流失治理和生态环境建设提供依据。

陕北采煤沉陷区黄土坡面形变与土壤侵蚀效应

为研究采煤沉陷区黄土坡面变形规律及水土流失情况,以陕北黄土采煤沉陷区地质条件为基础,地表黄土坡面4种典型自然坡形(直线坡、凹形坡、凸形坡、复合坡)和5种典型自然坡度(5°,15°,25°,35°,45°)为考察变量,采用有限差分数值模拟法,构建20个数值模型,模拟分析了在既定采矿条件下,采煤沉陷对地表黄土坡面形态的影响规律,基于数值模拟结果采用美国通用土壤流失方程计算坡面土壤侵蚀模数并分析其变化规律。结果表明:任意自然坡形和坡度下,采煤沉陷均会导致黄土坡面坡度增大,增幅为12.60%~3.57%,自然坡度为15°~35°时,凹形坡坡度增幅最明显;任意自然坡形和坡度下,采煤沉陷均会导致黄土自然坡面坡长减小,降幅为3.92%~12.11%,自然坡度为5°~35°时,凹形坡坡长降幅最明显;任意自然坡形和坡度下,采煤沉陷均会导致黄土坡面土壤侵蚀模数增大,增幅为2.70%~12.64%;自然坡度小于15°和等于35°的凸形坡、介于15°~25°的凹形坡土壤侵蚀模数对采煤沉陷最敏感。研究成果可为陕北采煤沉陷区水土流失防治提供科学指导。

陕北黄土沟壑区采煤沉陷对黄土坡面形态的影响及土壤侵蚀效应

如何破解煤炭开采与水土保持之间的矛盾是实现黄河中游生态环境保护与高质量发展的关键科学问题。以陕北黄土沟壑采煤沉陷区为研究对象,针对主采煤层典型地质赋存特征,以地下采厚(9、7、5 m)、地表黄土自然坡面坡形(直线坡、凹形坡、凸形坡、复合坡)及坡度(5°、15°、25°、35°、45°)为变量,共构建了60个数值模型,基于FLAC3D数值模拟软件,研究了黄土自然坡面形态及采厚耦合作用下坡面形态演变过程与规律,基于中国水土流失方程(CSLE模型)和经验模型,计算与分析了沉陷坡面土壤侵蚀效应。研究结果表明:(1)采煤沉陷会导致地表黄土坡面的坡度增大,且采厚越大,坡度增幅越大,大采厚对采煤沉陷导致地表黄土坡面坡度的增大会产生明显的放大效应。凹形坡普遍对沉陷坡面坡度的影响显著,特别是在“采厚5 m、自然坡度>5°”“采厚7 m、任意自然坡度”“采厚9 m、自然坡度≤35°”条件下。无论在何种采厚及自然坡形情况下,≤5°的自然坡度对沉陷坡面坡度增幅的影响均最大。(2)采煤沉陷会导致“年侵蚀降雨”尺度下地表黄土坡面的土壤侵蚀模数M_(1)增大,且采厚越大,M1增幅越大;当采厚从5 m增大到9 m时,M_(1)增幅增大了1倍左右;4种坡形中凹形坡对沉陷坡面M1的增幅影响最大;≤15°自然坡度对沉陷坡面的M1增幅影响较大,在“采厚9 m,凹形坡”条件下超过了20%。(3)采煤沉陷会导致“典型场次侵蚀降雨”尺度下地表黄土坡面的土壤侵蚀模数M_(2)增大,且采厚越大,M_(2)增幅越大;当采厚从5 m增大到9 m时,M2增幅增大了1倍左右;4种坡形中凹形坡对沉陷坡面M2的增幅影响最大;≤15°自然坡度对沉陷坡面的M2增幅影响较大,在“采厚9 m,凹形坡”条件下超过了17%。该结果可为陕北矿区乃至黄河流域中游的水土流失精准防控与高质量发展提供科学依据。

陕北不同地貌类型区采煤沉陷对土壤微生物和酶活性的影响

深刻认识采煤沉陷的衍生生态损害效应已经成为当前修复西部煤矿区生态环境采动损害的关键基础科学问题和研究热点。掌握不同地貌类型单元采煤沉陷对土壤微生物和酶活性的影响规律有利于西部采煤沉陷区的生态环境保护与修复。以陕北煤矿区榆树湾井田(风沙地貌)、柠条塔井田北翼(黄土地貌)的典型沉陷坡面土壤为研究对象,分别采集不同坡面部位(垂直深度为0~60 cm)的土壤样品,分别采用绝对定量PCR方法和酶标仪法测定土壤细菌、放线菌、真菌的数量和蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶的活性,细致分析土壤微生物数量和酶活性在沉陷坡面上的空间变化特征,综合土壤主要理化特性,揭示不同地貌类型下采煤沉陷对土壤微生物和酶活性的影响规律。结果表明:(1)风沙地貌类型单元和黄土地貌类型单元的采煤沉陷都会导致沉陷坡面土壤微生物数量和酶活性显著降低,土壤微生物数量的降幅分别达到8.27%~42.39%和11.53%~45.95%,土壤酶活性的降幅分别达到6.52%~39.83%和9.09%~42.42%;随坡面部位由坡顶到坡中再到坡脚的转换,该效应对于土壤3种微生物和4种酶呈现出不同的变化特征;(2)黄土地貌类型单元的采煤沉陷对“坡中部位的0~10 cm土层+各类土壤微生物数量和酶活性”的降低效应最为显著,风沙地貌单元的采煤沉陷对“坡中部位的0~10 cm土层+土壤放线菌数量及蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性”“坡中部位的10~20 cm土层+土壤细菌、真菌数量”“坡中部位的20~40 cm土层+土壤过氧化氢酶活性”的降低效应最为显著,其可作为陕北采煤沉陷区坡面土壤微生物修复的靶向区域;(3)无论在风沙地貌类型单元还是黄土地貌类型单元,土壤真菌数量和脲酶活性对采煤沉陷最为敏感,其降幅分别达到23.28%~45.95%和22.78%~42.42%,二者可作为分析陕北矿区采煤沉陷损害土壤微生物特性的标志物;(4)无论在风沙沉陷坡面和黄土沉陷坡面,土壤中速效磷、有机质含量与土壤微生物和酶活性的相关系数最高,分别超过0.8和0.7,可作为采煤沉陷影响土壤微生物特性的关键指示性因素。

陕北矿区不同矿源煤矸石混凝土抗压强度试验研究

煤矸石已成为我国排放量最大的工业固体废弃物之一。为促进煤矸石在土木工程中的资源化利用,该文以陕北矿区不同矿源煤矸石为粗骨料,设计48组不同配合比的煤矸石混凝土,浇筑720块立方体试块与288块棱柱体试块,研究陕北矿区煤矸石混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度与弹性模量。试验结果表明:受不同矿源煤矸石粗骨料材性差异的影响,在C15~C45强度内,煤矸石混凝土抗压强度越低,其强度标准差反而越大。建议对于陕北矿区煤矸石混凝土,当强度等级不高于C25时,其抗压强度标准差取6.0MPa;当强度等级在C30~C45时,其抗压强度标准差取5.0MPa。综合考虑了煤矸石含碳量、煤矸石取代率及水灰比对煤矸石混凝土抗压强度的影响,建立适用于陕北矿区煤矸石混凝土抗压强度的计算公式。此外,文中还分别给出煤矸石混凝土轴心抗压强度、弹性模量与立方体抗压强度之间的换算关系。

陕北煤矿区不同形态的采动地裂缝对土壤可蚀性的影响

黄河流域中游作为国家水土流失重点预防和治理区,解决其煤炭开采与水土保持间的矛盾对于矿区生态环境保护与高质量发展具有重要意义。以陕北柠条塔井田北翼采动地裂缝发育区内“平开式”、“台阶式”、“组合式”3种典型形态的采动地裂缝及其周边土壤(水平距离100 cm以内、垂直深度20 cm以浅)为研究对象,测定了土壤机械组成和有机质含量,基于EPIC模型计算了土壤可蚀性K值,分析了不同形态采动地裂缝影响下土壤机械组成和有机质质量分数的空间变化特征,解译了不同形态采动地裂缝在小空间尺度下的水土流失效应。结果表明:①“平开式”、“台阶式”、“组合式”3种形态的采动地裂缝均会导致其周围土壤黏粒质量分数、有机质质量分数明显下降和土壤可蚀性K值明显增大,土壤黏粒质量分数的平均降幅依次为21.50%、43.93%、58.70%(p<0.05),土壤有机质质量分数的平均降幅依次为45.72%、61.79%、78.66%(p<0.05),土壤可蚀性K值的平均增幅依次为12.49%、17.82%、32.35%(p<0.05),且均以水平负效应为主;②在相同水平距离及垂直深度下,“组合式”裂缝降低周围土壤黏粒质量分数、有机质质量分数和提升土壤可蚀性K值的能力显著高于“平开式”和“台阶式”,排序均为“组合式”>“台阶式”>“平开式”;③基于指数函数分别建立了3种形态采动地裂缝影响周围土壤可蚀性K值的作用范围预测模型,发现不同形态采动地裂缝提升周围土壤可蚀性的作用范围基本在155 cm以内,再结合差异显著性对比分析,明确了“平开式”、“台阶式”、“组合式”采动地裂缝提升周围土壤可蚀性的关键作用范围依次为40、60、100 cm以内,其可作为陕北矿区采动地裂缝小空间尺度下水土流失效应的精准防控靶区。

蒙陕接壤区煤矿采空区水−岩系统中氟来源及释放规律

采空区是高氟矿井水形成的关键区域,其水−岩系统中氟的来源与溶解释放决定了矿井水中氟的富集或贫化。针对蒙陕接壤区3-1煤采空区矿井水氟来源及释放规律不清晰问题,采用水化学测试、岩石矿物成分分析、矿物扫描电镜与能谱检测,以及室内水−岩作用仿真模拟试验,查明矿井水氟物质来源与赋存载体,揭示岩石中氟释放规律。结果表明:研究区3-1煤矿井水水化学类型主要为HCO_(3)-Na与SO_(4)-Na型,3-1煤采空区矿井水氟浓度高于3-1煤生产工作面的矿井水浓度,且采空区矿井水pH、Na^(+)/Ca^(2+)浓度比均大于工作面矿井水。3-1煤采空区矿井水F−的物质来源为泥岩与粉砂岩,2种岩石中氟平均含量分别为741、610 mg/kg,氟在固相中的主要赋存载体为蒙脱石、高岭石、伊利石及绿泥石。采空区水−岩系统中氟的释放受岩性、粒径、pH、温度及Na^(+)/Ca^(2+)浓度比5个因素影响。其中,泥岩及粉砂岩中的氟比细砂岩中的更容易释放进入水中;无论何种岩性,随着粒径的减小,氟释放F−的浓度增大;此外,碱性、高温及高钠低钙的水化学环境均可促进岩石中氟的溶解释放。

陕北煤炭基地矿山生态修复成效评估体系构建与实现

煤炭资源是中国陕北地区社会经济发展的重要支柱,科学谋划矿山生态修复工作是维护陕北地区生态安全与能源安全的关键途径,而矿山生态修复成效评估是其中必不可少的环节,用以展现当地生态环境治理和自然资源保护的效益。笔者立足于矿山生态修复工作流程,通过遥感监测、物联网站点监测、人工实地调查与采样手段,基于矿山生态环境多源监测数据,从生态效益、社会效益及经济效益3大类别、12项指标出发,构建适用于陕北煤炭基地矿山生态修复成效评估体系。利用遥感、大数据、云计算等信息化技术,搭建矿山生态修复监管平台,实现修复成效智能评估功能,旨在形成高效、合理的矿山生态修复成效评估体系,全面展现陕北煤炭基地矿山生态修复工作的综合效益,以期为矿山生态修复工程监管提供理论指导和技术支撑。

新疆北部矿区煤中焦油产率分析及热解生油实验研究

新疆北部煤炭资源丰富,从含煤焦油的富油煤中提取油气资源对于煤炭资源综合勘探与开发利用具有重要作用。对北疆矿区煤炭进行采样分析,并结合低温干馏热解实验,探索煤炭焦油产率分布规律。研究结果显示:煤中焦油产率与煤岩煤质特征密切相关,活性组分含量影响煤热解产物构成。此外,还原性沉积环境影响煤的生油性质。

榆横北区富水煤层与上覆含水层的水力联系

煤层水害作为一类特殊问题在陕北侏罗纪煤田榆横北区内屡有发生。以区内巴拉素煤矿2号煤层水为主要研究对象,对煤层水的补给来源和形成条件进行研究,结合现场采样、室内测试、理论分析、远程监测等方法手段,具体开展了各类水体的离子组成特征、矿化度特征、氢氧同位素特征、离子组合参数特征研究,并通过煤岩接触关系、抽水试验及水文监测成果分析,发现了研究区2号富水煤层与其上覆含水层的水力联系。结果表明:研究区地下水系统主要以侏罗系安定组为界,将浅部的第四系、白垩系洛河组含水层水与深部的侏罗系直罗组及含水层水分为两类。其中,2号煤层水与其上覆直罗组、延安组含水层水联系紧密,其水质类型均为Na_(2)SO_(4)型。结合顶板砂岩与2号煤层的赋存形式、煤层水疏放与顶板直罗组含水层水位变化情况等关联分析,认为巴拉素井田2号煤层水主要源于上覆侏罗系直罗组、延安组砂岩裂隙含水层水的垂向下渗补给。研究成果可为区内煤层富水机理和赋存规律研究提供理论参考。

巴拉素煤矿2号富水煤层水理性质分析

陕北侏罗纪煤田榆横北区的巴拉素煤矿2号煤层水害严重威胁矿井安全。以区内巴拉素煤矿2号富水煤层为研究对象,阐明了2号煤层水的赋存、运移形式。结合其他非富水煤层,即巴拉素煤矿3号煤层、大海则煤矿2号煤层,利用采样实验、数据分析等方法,通过对比研究水理性质,总结了各煤层的容水度、透水性、给水度和持水度特征。研究结果表明,巴拉素煤矿2号煤层水赋存于煤层内部发育的孔隙、裂隙中,随煤层起伏变化由高向低流动运移,并趋于稳定状态;在外部因素影响作用下,大量煤层水瞬间涌出。对比各煤层水理性质的主要参数,巴拉素煤矿2号煤层容水度比其他煤层大30%~50%,渗透系数是其他煤层的近2倍,给水度比其他煤层大30%~40%,而持水度小40%~60%。由此认为,巴拉素煤矿2号煤层具有良好的内部空间和通道,有利于地下水的存储和运移,且其煤层内部结合水含量少、重力水含量多,更有利于水体的释放流出,而其他煤层则不具备该条件。研究成果可为区内2号煤层富水机理研究提供理论依据。

榆横北区巴拉素井田富水煤层微观特征研究

陕北侏罗纪煤田内的煤层富水问题较为特殊,严重影响着矿井安全生产。针对榆横北区巴拉素煤矿2号富水煤层微观结构特征,开展了孔渗分析、扫描电镜、核磁共振、CT扫描等实验研究,对比其他富水煤层,发现了2号富水煤层的微观特性。结果表明:巴拉素井田2号煤孔隙度相对最高,在30.16%~31.93%之间,平均约30.89%;除了各煤层普遍存在的生物孔和摩擦孔,2号煤层内还发育有表征活跃地下水活动的溶蚀孔,同时微裂隙的类型、数量也相对较多,其内部孔隙中可自由活动的重力水含量最高(高约10%以上);结合水为其他煤层内部水体主要赋存形式,相同孔径的孔隙占比中,巴拉素2号煤层仍最具有最大优势(16%);相对于同井田3号煤层和相邻大海则井田2号煤层,巴拉素井田2号煤层具有较好的微观孔隙数量和空间,由此也反映出2号煤层具备存储和运移地下水的优势介质条件。

生态环境脆弱区煤炭资源开发诱发的环境地质问题——以陕西省神木县大柳塔煤矿区为例

为揭示大柳塔地区大规模煤炭资源开发诱发的生态环境地质问题及其效应,进行了1∶5万矿山地质环境调查。研究结果表明,大柳塔煤矿区地面塌陷影响面积达47.12～53.36km2,范围大,但对农业生产的影响较轻;煤矿开发对水资源的影响尤为严重;20年来大柳塔地区及主要采煤塌陷区土地沙漠化呈现逐年好转的趋势;主要河流受到了硫化物、氟化物、总磷的普遍污染,河流底泥受到了重金属元素较严重的累积污染;土壤尚有较大的重金属元素环境容量,但重金属元素的累积污染不容忽视。神东公司实施生态功能圈建设、煤矸石堆场复垦、露天采场复垦、矿井水综合利用等措施,明显地改善了矿区的生态环境,探索出生态环境脆弱区煤炭资源开发生态地质环境保护的新模式。依据该区煤炭资源开发中生态环境保护的成功经验与教训,应统筹规划,制定生态环境脆弱区煤炭资源开发的环境保护规划、建立矿山公园、加强采煤塌陷区生态环境变化研究等。

神木北部采煤塌陷区土壤与植被损害过程及机理分析

通过对神木北部矿区塌陷1,2,5,10 a和未塌陷区植物群落调查和土壤因子的测试,采用因子分析法评价不同塌陷年限下土壤质量和植被群落结构优劣,同时利用冗余和聚类分析研究植物与土壤之间的相互关系及其演变过程,并基于植被—土壤耦合模型判定不同塌陷年限土壤因子与植物群落耦合协调性。结果表明:1采煤塌陷导致土壤质量与植被群落结构退化,随塌陷时间的推移呈自然恢复趋势,但10 a后植物群落结构和土壤因子仍不能恢复至塌陷前水平;2塌陷区土壤有机质、水分和微生物是决定土壤质量和植物群落特征的关键因素,土壤硬度、速效养分和酶类是影响植物群落生产力和多样性的主要因子,而全效养分影响力相对较小;3塌陷区植物群落和土壤质量大体经过退化、改善和初步恢复3个不同的演化阶段;4植被与土壤的耦合协调性塌陷2 a后逐渐恢复,但至塌陷10 a仍未达到未塌陷地良好的耦合协调水平。神木北部矿区采煤对生态环境损害具有一定延续性,且生态系统自修复能力较弱,因此减少采动损害、实行自然与人工修复相结合应作为该区生态环境保护的指导原则。

陕北风沙滩地区采煤塌陷裂缝对包气带水分运移的影响:模型建立

陕北风沙滩地区高强度采煤对包气带水分运移产生影响。在区域调查的基础上,以榆树湾煤矿20108工作面开切眼附近裂缝为野外原位监测点,采用野外原位监测与室内数值模拟相结合的方法,建立采煤塌陷裂缝对包气带水分运移影响的水热耦合数学模型。利用野外原位监测数据对所建立的模型进行识别和验证,表明模型计算值与野外监测数据之间拟合较好,从而获取了相关的水热参数。利用此模型可定量回答裂缝对土壤水分运移的影响程度,揭示裂缝对土壤水分运移的影响机理,为陕北风沙滩地区保水采煤和生态恢复提供参考。