高潜水位采煤沉陷地边采边复原理与技术

目录 第1章 绪论 1 1.1 概述 1 1.1.1 我国煤炭资源开采现状与趋势 1 1.1.2 耕地保护与粮食安全 4 1.1.3 现有土地复垦技术 6 1.1.4 边采边复技术的重要性 6 1.2 研究进展 7 1.2.1 国外研究进展 7 1.2.2 国内研究进展 9 第2章 高潜水位煤矿区概况与土地生态损毁特征 15 2.1 高潜水位煤矿区的分布与地质采矿条件 15 2.2 高潜水位煤矿区的自然经济特征 16 2.2.1 地理位置与行政区划 16 2.2.2 地形地貌 16 2.2.3 气候状况 17 2.2.4 土地利用状况 17 2.2.5 人口与经济状况 18 2.3 高潜水位煤矿区的开采沉陷与土地生态损毁特点 19 2.3.1 地表潜水位高，沉陷土地常年积水面积大 19 2.3.2 多煤层重复开采，地表土地沉陷累计深度大 21 2.3.3 充填物料和表土缺乏，常年积水耕地无法100%复耕 21 2.3.4 耕地丧失、村庄搬迁，人地矛盾突出 24 第3章 边采边复技术原理与体系 25 3.1 边采边复的概念与基本原理 25 3.1.1 边采边复的概念与内涵 25 3.1.2 边采边复的基本原理 26 3.1.3 基于格网单元边采边复技术原理 27 3.2 边采边复的支撑基础理论 32 3.2.1 开采沉陷学 32 3.2.2 绿色开采 44 3.2.3 可持续发展理论 46 3.2.4 土壤重构理论 48 3.2.5 环境经济理论 55 3.3 边采边复关键技术 56 3.3.1 复垦（修复）范围和水土布局的确定 56 3.3.2 边采边复时机优选 57 3.3.3 边采边复耕地标高确定和施工工艺设计 57 3.4 边采边复技术体系 57 3.4.1 基于复垦（修复）目标的边采边复技术 58 3.4.2 基于井上井下响应机制的边采边复技术 59 第4章 边采边复的范围确定与水土布局优化技术 61 4.1 边采边复的范围确定 61 4.1.1 耕地损毁边界界定 61 4.1.2 耕地损毁边界确定方法 62 4.2 边采边复的水土布局优化技术 64 4.2.1 水土布局的优化原则 64 4.2.2 基于土方平衡的单煤层条件下水土布局优化方法 65 4.2.3 多煤层条件下水土布局动态确定方法 68 第5章 边采边复时机优选 71 5.1 边采边复时机定义及特点 71 5.1.1 边采边复时机的特点 71 5.1.2 复垦（修复）时机的定义 72 5.1.3 复垦（修复）时机优选的原则 73 5.2 边采边复时机优选的动态模拟基础 74 5.2.1 开采沉陷及其在土地复垦中的应用 74 5.2.2 开采沉陷对土地动态影响过程及因素分析 75 5.2.3 考虑原始地形的开采沉陷可视化模型的构建 79 5.3 边采边复时机的理论模型与优选原理 82 5.3.1 复垦（修复）时机理论模型 82 5.3.2 复垦（修复）时机优选原理 86 5.4 边采边复时机优选技术 91 5.4.1 基于格网单元的表土剥离时机优选技术 91 5.4.2 基于预期复耕率的复垦（修复）时机优选技术 93 5.4.3 基于预期复耕率与复垦（修复）成本的复垦（修复）时机优选技术 95 第6章 边采边复施工标高确定与施工技术 97 6.1 边采边复动态施工过程分析 97 6.1.1 动态施工过程与施工标高的影响分析 97 6.1.2 动态施工过程及施工标高划分 99 6.1.3 动态施工标高设计的影响因素 99 6.2 边采边复施工标高理论模型 100 6.2.1 地面动态下沉分析 100 6.2.2 动态施工标高的数学模型 106 6.3 边采边复的动态施工方法 115 6.3.1 基于扇形土壤重构的边采边复动态施工方法 115 6.3.2 实例分析 116 第7章 边采边复水系动态构建技术 119 7.1 边采边复的水系动态连通技术 119 7.1.1 采煤沉陷水系的边沉边修复技术 120 7.1.2 水工建筑物的边沉边修复技术 121 7.2 边采边复的湿地动态构建技术 125 7.2.1 采煤沉陷区湿地水资源量维系技术 125 7.2.2 采煤沉陷区湿地径流修复技术 126 7.2.3 边采边复的湿地植被种植技术 128 7.3 边采边复的平原水库构建设想 129 7.3.1 平原水库的功能和作用 129 7.3.2 采煤沉陷地主动构建平原水库的建设模式 130 第8章 采复协调下的开采方案设计建议 133 8.1 地下开采方案调整需求 133 8.1.1 缓解人地矛盾的需求 134 8.1.2 耕地保护的需求 134 8.1.3 延长土地使用时间的需求 134 8.1.4 复垦（修复）施工规模的需求 134 8.1.5 复垦（修复）施工季节的需求 135 8.1.6 农作物生长时间的需求 135 8.1.7 其他需求 136 8.2 地下开采方案调整途径 136 8.2.1 井田划分 136 8.2.2 阶段和开采水平划分 136 8.2.3 煤层间、厚煤层分层间及煤组间开采顺序和时间 137 8.2.4 阶段和水平间开采顺序和时间 138 8.2.5 矿井井巷布设 138 8.2.6 采区、盘区或带区划分 138 8.2.7 采区、盘区或带区间开采顺序和时间 139 8.2.8 区段或分带及工作面划分 139 8.2.9 工作面间开采顺序和时间 140 8.2.10 工作面内开采顺序和时间 141 8.3 地下开采方案调整方法 141 8.3.1 一般条件下的开采方案调整方法 142 8.3.2 特殊条件下的开采方案调整方法 142 第9章 边采边复技术应用案例 149 9.1 山东省济宁市南阳湖农场边采边复技术应用案例 149 9.1.1 示范区概况 149 9.1.2 示范区开采沉陷预计 150 9.1.3 示范区边采边复规划 151 9.2 山东省菏泽市龙堌矿边采边复技术应用案例 152 9.2.1 示范区自然环境概况 152 9.2.2 示范区煤层开采概况 153 9.2.3 示范区开采沉陷预计 154 9.2.4 示范区边采边复规划 155 9.3 安徽省淮北市边采边复技术应用案例 161 9.3.1 示范区概况 161 9.3.2 示范区开采沉陷动态预计 163 9.3.3 采矿始末情景分析及DEM建立 165 9.3.4 复垦（修复）情景模拟及边采边复规划 169 参考文献 175