中国东北多煤层老矿区采煤沉陷地损毁特征与复垦规划.pdf

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1、第33卷第5期2382017年3月农业工程学报TransactionsofmeChineseSocie哆ofAgricultumlEngineering、b1．33No．5Mar．2017中国东北多煤层老矿区采煤沉陷地损毁特征与复垦规划胡振琪，龙精华，张瑞娅，肖武，赵艳玲(中国矿业大学(北京)土地复垦与生态重建研究所，北京100083)摘要：多煤层老矿区开采时间长，土地损毁程度严重，沉陷地再利用情况复杂。该文通过实地调查和搜集各煤矿地质地形图、采掘图、储量图和采矿历史等资料，借助矿区沉陷预计软件(MsPs)，运用概率积分法对鹤岗矿区沉陷地近期(

2、2014—2020年)和远景(2021年一闭矿)2个阶段进行沉陷预测，并采用ArcGIs软件对数据进行统计分析。根据有关规程中各地类沉陷地损毁程度判定标准对鹤岗采煤沉陷地损毁程度进行划分。基于鹤岗采煤沉陷地损毁特征，提出鹤岗矿区沉陷地时空复垦的规划模式。结果表明：随着煤炭不断开采，多煤层老矿区沉陷范围不断扩大，土地损毁程度加重，地表最大下沉深度达39．4m；沉陷地在进行再利用过程中存在阶段性变化特征，可根据特定阶段沉陷地损毁特征制定土地用途。沉陷地区域稳定性特征和损毁程度是进行沉陷地时空复垦规划的重要依据。从时间安排看，应以闭矿沉陷地损毁程度为

3、着眼点，全面考虑，确定各区域稳沉时序，鹤岗采煤沉陷划分为优先永久治理区、优先临时治理区、动态治理区和未来治理区；从空间布局看，前3个治理区功能定位依次为接续替代产业用地、短期工业用地和农业用地。关键词：煤矿；沉陷地；复垦；规划；采煤沉陷；损毁doi：10．11975巧．issn．1002—6819．2017．05．035中图分类号：TD88文献标志码：A文章编号：1002—6819(2017)一05—0238—10胡振琪，龙精华，张瑞娅，肖武，赵艳玲．中国东北多煤层老矿区采煤沉陷地损毁特征与复垦规划[J]．农业工程学报，2017，33(5)：2

4、38—247．doi：10．11975巧．issn．1002—6819．2017．05．035http：，／wwwtcsae．o玛Huzhenqi，LongJinghua，zh肌gRu帆xiaoWu，zhaoYanl岵D锄agecharacteristicsandreclamationplanningforcoal-miningsubsidenceinold枷ltiplese锄miningareainnomleastChina[J】．TransactionsoftheChineseSocie够ofA鲥cult啪1Enginee血g(nansac

5、tionsoftheCSAE)，2017，33(5)：238—247．(inChinesewimEnglishabs咖ct)doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2017．05．035http：／／Ⅵwmtcsae．orgO引言煤炭开采在为国家经济发展做出巨大贡献的同时，也造成了严重的土地与环境问题【l】，给当地的工农业生产、设施建设以及群众生活带来了严重的影响。多煤层老矿区开采历史悠久，矿井服务年限长，重复采动使土地损毁程度更加严重，其对社会、经济和环境产生的影响更大。当前，对多煤层矿区研究主要集中在多煤层上方覆岩变化方

6、面，包括地表移动变形规律及开采深度、采出率、层间距、层间岩性、采宽、上下煤柱空间位置关系等因素对地表移动变形规律的影响[2‘5】，以及多煤层条带开采地表移动预计参数分析等方面[6]。沉陷地是多煤层矿区产生的最主要的土地损毁形式之一。至2012年底，中国采煤沉陷地面积约156hm2【71。采煤沉陷地研究主要集中在开采沉陷对土壤理化性质、土壤水分和植被的影响等方面[8。13】，对多煤层矿区沉陷地区域尺度上损毁特征及复垦规划研究较少，且研究区域多集中在西北风沙区【l¨5】和东部高潜水位区[16091，而对中国东北部矿区的研究较少。该区域矿区有着自己的

7、特点，比如多分布在丘陵地带、沉陷深度大且无积水等。对中国东北部多煤层老矿收稿日期：2016—07—25修订日期：2017．02—17基金项目：国土资源部公益性行业科研专项资助项目(200911015—03)作者简介：胡振琪，男，安徽五河人，教授，博士生导师。主要从事土地复垦与生态修复研究。北京中国矿业大学(北京)土地复垦与生态重建研究所，100083。Email：hllzq@cIlIIltb．甜u．cn区沉陷地进行合理的复垦规划有利于促进中国东北部老矿区经济发展、改善区域生态环境。鹤岗矿区开发始于1917年，是中国东北地区一座典型的多煤层近百年

8、的矿区，主要由9大井工煤矿组成，由北向南依次为兴山、益新、振兴、鸟山、南山、新陆、富力、兴安和峻德煤矿。其中，振兴煤矿煤层数量最少，为13层；益新煤矿