高潛水位采煤沉陷地邊采邊復(fù)原理與技術(shù)

目錄
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.1.1 我國(guó)煤炭資源開采現(xiàn)狀與趨勢(shì) 1
1.1.2 耕地保護(hù)與糧食安全 4
1.1.3 現(xiàn)有土地復(fù)墾技術(shù) 6
1.1.4 邊采邊復(fù)技術(shù)的重要性 6
1.2 研究進(jìn)展 7
1.2.1 國(guó)外研究進(jìn)展 7
1.2.2 國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展 9
第2章 高潛水位煤礦區(qū)概況與土地生態(tài)損毀特征 15
2.1 高潛水位煤礦區(qū)的分布與地質(zhì)采礦條件 15
2.2 高潛水位煤礦區(qū)的自然經(jīng)濟(jì)特征 16
2.2.1 地理位置與行政區(qū)劃 16
2.2.2 地形地貌 16
2.2.3 氣候狀況 17
2.2.4 土地利用狀況 17
2.2.5 人口與經(jīng)濟(jì)狀況 18
2.3 高潛水位煤礦區(qū)的開采沉陷與土地生態(tài)損毀特點(diǎn) 19
2.3.1 地表潛水位高，沉陷土地常年積水面積大 19
2.3.2 多煤層重復(fù)開采，地表土地沉陷累計(jì)深度大 21
2.3.3 充填物料和表土缺乏，常年積水耕地?zé)o法100%復(fù)耕 21
2.3.4 耕地喪失、村莊搬遷，人地矛盾突出 24
第3章 邊采邊復(fù)技術(shù)原理與體系 25
3.1 邊采邊復(fù)的概念與基本原理 25
3.1.1 邊采邊復(fù)的概念與內(nèi)涵 25
3.1.2 邊采邊復(fù)的基本原理 26
3.1.3 基于格網(wǎng)單元邊采邊復(fù)技術(shù)原理 27
3.2 邊采邊復(fù)的支撐基礎(chǔ)理論 32
3.2.1 開采沉陷學(xué) 32
3.2.2 綠色開采 44
3.2.3 可持續(xù)發(fā)展理論 46
3.2.4 土壤重構(gòu)理論 48
3.2.5 環(huán)境經(jīng)濟(jì)理論 55
3.3 邊采邊復(fù)關(guān)鍵技術(shù) 56
3.3.1 復(fù)墾（修復(fù)）范圍和水土布局的確定 56
3.3.2 邊采邊復(fù)時(shí)機(jī)優(yōu)選 57
3.3.3 邊采邊復(fù)耕地標(biāo)高確定和施工工藝設(shè)計(jì) 57
3.4 邊采邊復(fù)技術(shù)體系 57
3.4.1 基于復(fù)墾（修復(fù)）目標(biāo)的邊采邊復(fù)技術(shù) 58
3.4.2 基于井上井下響應(yīng)機(jī)制的邊采邊復(fù)技術(shù) 59
第4章 邊采邊復(fù)的范圍確定與水土布局優(yōu)化技術(shù) 61
4.1 邊采邊復(fù)的范圍確定 61
4.1.1 耕地?fù)p毀邊界界定 61
4.1.2 耕地?fù)p毀邊界確定方法 62
4.2 邊采邊復(fù)的水土布局優(yōu)化技術(shù) 64
4.2.1 水土布局的優(yōu)化原則 64
4.2.2 基于土方平衡的單煤層條件下水土布局優(yōu)化方法 65
4.2.3 多煤層條件下水土布局動(dòng)態(tài)確定方法 68
第5章 邊采邊復(fù)時(shí)機(jī)優(yōu)選 71
5.1 邊采邊復(fù)時(shí)機(jī)定義及特點(diǎn) 71
5.1.1 邊采邊復(fù)時(shí)機(jī)的特點(diǎn) 71
5.1.2 復(fù)墾（修復(fù)）時(shí)機(jī)的定義 72
5.1.3 復(fù)墾（修復(fù)）時(shí)機(jī)優(yōu)選的原則 73
5.2 邊采邊復(fù)時(shí)機(jī)優(yōu)選的動(dòng)態(tài)模擬基礎(chǔ) 74
5.2.1 開采沉陷及其在土地復(fù)墾中的應(yīng)用 74
5.2.2 開采沉陷對(duì)土地動(dòng)態(tài)影響過程及因素分析 75
5.2.3 考慮原始地形的開采沉陷可視化模型的構(gòu)建 79
5.3 邊采邊復(fù)時(shí)機(jī)的理論模型與優(yōu)選原理 82
5.3.1 復(fù)墾（修復(fù)）時(shí)機(jī)理論模型 82
5.3.2 復(fù)墾（修復(fù)）時(shí)機(jī)優(yōu)選原理 86
5.4 邊采邊復(fù)時(shí)機(jī)優(yōu)選技術(shù) 91
5.4.1 基于格網(wǎng)單元的表土剝離時(shí)機(jī)優(yōu)選技術(shù) 91
5.4.2 基于預(yù)期復(fù)耕率的復(fù)墾（修復(fù)）時(shí)機(jī)優(yōu)選技術(shù) 93
5.4.3 基于預(yù)期復(fù)耕率與復(fù)墾（修復(fù)）成本的復(fù)墾（修復(fù)）時(shí)機(jī)優(yōu)選技術(shù) 95
第6章 邊采邊復(fù)施工標(biāo)高確定與施工技術(shù) 97
6.1 邊采邊復(fù)動(dòng)態(tài)施工過程分析 97
6.1.1 動(dòng)態(tài)施工過程與施工標(biāo)高的影響分析 97
6.1.2 動(dòng)態(tài)施工過程及施工標(biāo)高劃分 99
6.1.3 動(dòng)態(tài)施工標(biāo)高設(shè)計(jì)的影響因素 99
6.2 邊采邊復(fù)施工標(biāo)高理論模型 100
6.2.1 地面動(dòng)態(tài)下沉分析 100
6.2.2 動(dòng)態(tài)施工標(biāo)高的數(shù)學(xué)模型 106
6.3 邊采邊復(fù)的動(dòng)態(tài)施工方法 115
6.3.1 基于扇形土壤重構(gòu)的邊采邊復(fù)動(dòng)態(tài)施工方法 115
6.3.2 實(shí)例分析 116
第7章 邊采邊復(fù)水系動(dòng)態(tài)構(gòu)建技術(shù) 119
7.1 邊采邊復(fù)的水系動(dòng)態(tài)連通技術(shù) 119
7.1.1 采煤沉陷水系的邊沉邊修復(fù)技術(shù) 120
7.1.2 水工建筑物的邊沉邊修復(fù)技術(shù) 121
7.2 邊采邊復(fù)的濕地動(dòng)態(tài)構(gòu)建技術(shù) 125
7.2.1 采煤沉陷區(qū)濕地水資源量維系技術(shù) 125
7.2.2 采煤沉陷區(qū)濕地徑流修復(fù)技術(shù) 126
7.2.3 邊采邊復(fù)的濕地植被種植技術(shù) 128
7.3 邊采邊復(fù)的平原水庫構(gòu)建設(shè)想 129
7.3.1 平原水庫的功能和作用 129
7.3.2 采煤沉陷地主動(dòng)構(gòu)建平原水庫的建設(shè)模式 130
第8章 采復(fù)協(xié)調(diào)下的開采方案設(shè)計(jì)建議 133
8.1 地下開采方案調(diào)整需求 133
8.1.1 緩解人地矛盾的需求 134
8.1.2 耕地保護(hù)的需求 134
8.1.3 延長(zhǎng)土地使用時(shí)間的需求 134
8.1.4 復(fù)墾（修復(fù)）施工規(guī)模的需求 134
8.1.5 復(fù)墾（修復(fù)）施工季節(jié)的需求 135
8.1.6 農(nóng)作物生長(zhǎng)時(shí)間的需求 135
8.1.7 其他需求 136
8.2 地下開采方案調(diào)整途徑 136
8.2.1 井田劃分 136
8.2.2 階段和開采水平劃分 136
8.2.3 煤層間、厚煤層分層間及煤組間開采順序和時(shí)間 137
8.2.4 階段和水平間開采順序和時(shí)間 138
8.2.5 礦井井巷布設(shè) 138
8.2.6 采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)劃分 138
8.2.7 采區(qū)、盤區(qū)或帶區(qū)間開采順序和時(shí)間 139
8.2.8 區(qū)段或分帶及工作面劃分 139
8.2.9 工作面間開采順序和時(shí)間 140
8.2.10 工作面內(nèi)開采順序和時(shí)間 141
8.3 地下開采方案調(diào)整方法 141
8.3.1 一般條件下的開采方案調(diào)整方法 142
8.3.2 特殊條件下的開采方案調(diào)整方法 142
第9章 邊采邊復(fù)技術(shù)應(yīng)用案例 149
9.1 山東省濟(jì)寧市南陽湖農(nóng)場(chǎng)邊采邊復(fù)技術(shù)應(yīng)用案例 149
9.1.1 示范區(qū)概況 149
9.1.2 示范區(qū)開采沉陷預(yù)計(jì) 150
9.1.3 示范區(qū)邊采邊復(fù)規(guī)劃 151
9.2 山東省菏澤市龍堌礦邊采邊復(fù)技術(shù)應(yīng)用案例 152
9.2.1 示范區(qū)自然環(huán)境概況 152
9.2.2 示范區(qū)煤層開采概況 153
9.2.3 示范區(qū)開采沉陷預(yù)計(jì) 154
9.2.4 示范區(qū)邊采邊復(fù)規(guī)劃 155
9.3 安徽省淮北市邊采邊復(fù)技術(shù)應(yīng)用案例 161
9.3.1 示范區(qū)概況 161
9.3.2 示范區(qū)開采沉陷動(dòng)態(tài)預(yù)計(jì) 163
9.3.3 采礦始末情景分析及DEM建立 165
9.3.4 復(fù)墾（修復(fù)）情景模擬及邊采邊復(fù)規(guī)劃 169
參考文獻(xiàn) 175