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基于多维超体积分割的露天煤矿生态系统变化监测
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作者 杨永均 夏修文 +3 位作者 董婧 陈鑫鑫 徐俣璠 雷少刚 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第2期519-528,共10页
露天煤矿开采和生态修复共同驱动矿山生态系统发生显著变化,新时期矿山土地复垦与生态修复监测评价将生态系统退化和恢复状况作为必选指标,但缺少有效监测方法。利用哨兵卫星数据反演矿山生态系统植被和土壤参数,并基于生态位原理开发... 露天煤矿开采和生态修复共同驱动矿山生态系统发生显著变化,新时期矿山土地复垦与生态修复监测评价将生态系统退化和恢复状况作为必选指标,但缺少有效监测方法。利用哨兵卫星数据反演矿山生态系统植被和土壤参数,并基于生态位原理开发露天煤矿生态系统多维超体积分割方法,将其应用到准能集团露天煤矿2018—2024年生态系统状态变化监测中。结果表明:(1)综合利用哨兵卫星的极化、光谱和纹理特征变量,可以准确有效估测关键植被和土壤参数;(2)随着生态系统参数数量的增加,不同生态系统状态空间的Jaccard相似系数降低,在超体积维数为3时,各生态系统状态空间的重叠度小,可分性高,植被覆盖度、群落结构指数、地面粗糙度、土壤湿度和土壤有机质是超体积分割的关键参数;(3)基于多维超体积分割,可以有效识别露天煤矿生态系统状态变化区域及幅度,生态系统状态跃迁幅度越大,监测精度越高,总体精度超过80%;(4)研究区2018—2024年剥离区和开采区生态系统状态以负向跃迁为主,排土区和复垦区生态系统状态以正向跃迁为主,表明准能集团露天煤矿有效实施了边采边复对策。总体来看,基于哨兵卫星数据和多维超体积分割方法可以实现对露天煤矿开采前、中、后生态系统退化和恢复状况的全过程监测,今后应加强多源多时相遥感数据的融合与协同分析,实现露天煤矿生态系统状态、结构和功能的一体化监测。 展开更多
关键词 生态修复 遥感 露天煤矿 哨兵卫星 植被
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基于知识图谱分析的矿山生态修复研究进展
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作者 刘洋 周良彬 +1 位作者 袁雪涛 常智慧 《矿业研究与开发》 北大核心 2026年第3期207-220,共14页
为探究矿山生态修复领域的研究热点和发展趋势,基于Web of Science(WOS)和中国知网(CNKI)检索的文献数据,采用VOSviewer、CiteSpace、SCImago Graphica等软件,对692篇英文文献和298篇中文文献进行可视化分析,并探讨了不同矿山生态修复... 为探究矿山生态修复领域的研究热点和发展趋势,基于Web of Science(WOS)和中国知网(CNKI)检索的文献数据,采用VOSviewer、CiteSpace、SCImago Graphica等软件,对692篇英文文献和298篇中文文献进行可视化分析,并探讨了不同矿山生态修复理念及关键修复技术的差异。结果表明:矿山生态修复研究领域的发文量总体呈上升趋势;国家之间合作频繁,已形成以中国为主要核心,以美国、澳大利亚、西班牙等欧美国家为次要核心的研究网络;国际高产机构间合作紧密,国内高产机构间缺乏联系;研究热点聚焦于煤矿修复、植物修复技术、土壤重金属修复、微生物作用研究、修复效果评价、碳中和目标实践等。未来需要深入以土壤、微生物、植物为主的矿山生态基本单元的修复技术,推动无人机航测、机器学习等新兴技术在模型搭建和效果评价中的应用,并探索碳中和目标下的矿山生态修复路径。矿山生态修复研究目前处于发展爆发期,我国应将宏观监测与微观研究相结合,运用前沿技术,促进跨学科融合与跨领域合作,持续完善我国矿山生态修复的研究体系。 展开更多
关键词 矿山生态修复 可视化分析 知识图谱
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微生物技术在矿区排土场生态修复中的应用研究进展
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作者 王雨龙 朱国燕 +5 位作者 姚溪蕊 宋辰 高渊 张龙刚 常伟 初宇昊 《黄金》 2026年第2期1-6,共6页
矿区排土场生态修复是矿山环境治理的关键环节,对改善区域生态环境质量、促进矿区可持续发展具有重要战略意义。微生物作为生态系统的核心功能组分,在矿区生态修复过程中展现出独特的生物技术优势。系统阐述了矿区排土场生态修复过程中... 矿区排土场生态修复是矿山环境治理的关键环节,对改善区域生态环境质量、促进矿区可持续发展具有重要战略意义。微生物作为生态系统的核心功能组分,在矿区生态修复过程中展现出独特的生物技术优势。系统阐述了矿区排土场生态修复过程中面临的关键科学问题,深入探讨了微生物修复技术在土壤结构重建、重金属污染治理及植被群落恢复等方面的作用机理,并分析了微生物技术在排土场生态修复中的应用。针对当前微生物修复在实际应用中存在的技术瓶颈,从菌剂适应性、群落稳定性及多技术融合等角度提出了未来发展方向。微生物驱动的生态修复技术体系不仅为污染场地治理提供了可持续发展的创新路径,更为全球矿山生态环境综合治理与绿色矿山建设提供了重要的科技支撑和实践范式。 展开更多
关键词 微生物 生态修复 排土场 土壤重建 植被恢复 重金属去除
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基于DPSIR-TOPSIS模型的煤炭资源型城市土地生态安全评价及障碍因子分析
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作者 许佳琦 余知音 +3 位作者 徐锋 韩晓宇 谢金菲 郭立峰 《黑龙江科技大学学报》 2026年第2期329-334,共6页
煤炭资源型城市土地生态安全直接关系到区域可持续发展和生态文明建设成效。从驱动力、压力、状态、影响和响应五个维度构建DPSIR评价指标体系,运用TOPSIS模型分析2013—2022年的鸡西土地生态安全水平并进行评价,采用障碍度模型诊断主... 煤炭资源型城市土地生态安全直接关系到区域可持续发展和生态文明建设成效。从驱动力、压力、状态、影响和响应五个维度构建DPSIR评价指标体系,运用TOPSIS模型分析2013—2022年的鸡西土地生态安全水平并进行评价,采用障碍度模型诊断主要障碍因子。结果表明:鸡西土地生态安全水平总体呈上升趋势,其中2022年土地生态安全水平最高,2017年土地生态安全水平最低;影响土地生态安全主要障碍因子集中在人均公园绿地面积少、土地经济密度低及节能环保支出少等方面。针对评价结果,给出加强生态修复、优化产业结构、完善政策法规与加大节能环保资金投入等建议,以期为煤炭资源型城市土地生态安全保护和可持续发展提供支持。 展开更多
关键词 土地生态安全 DPSIR模型 TOPSIS模型 障碍因子
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基于同位素示踪的煤矿区土壤水运移规律研究
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作者 马亮 郭书全 +3 位作者 高亮 周天琛 刘铮航 罗洁 《煤炭工程》 北大核心 2026年第3期225-232,共8页
为探究煤炭开采对土壤水运移的影响,在上湾和布尔台煤矿分别选取采空区与对照区样地,以沙蒿为指示植物,运用氢同位素示踪,结合MixSIAR混合模型,分析了土壤剖面含水率、植物吸水策略与土壤水运移机制。结果表明,采空区因土壤结构破坏形... 为探究煤炭开采对土壤水运移的影响,在上湾和布尔台煤矿分别选取采空区与对照区样地,以沙蒿为指示植物,运用氢同位素示踪,结合MixSIAR混合模型,分析了土壤剖面含水率、植物吸水策略与土壤水运移机制。结果表明,采空区因土壤结构破坏形成优先流,致其采空区深层含水率显著高于对照区;植物水分利用策略差异显著:对照区优先吸收深层稳定水源,采空区转向中浅层水源。土壤水运移受蒸发、优先流、下渗及植物吸水协同控制,170 cm放样深度的同位素水可蒸发运移至地表,采空区下渗作用更强、运移深度大于对照区。煤炭开采通过改变土壤结构和水文路径,导致水运移的时空分异并迫使植被调整用水策略。从多维度揭示了煤矿区土壤水运移规律,对促进西北干旱矿区的生态修复与可持续发展具有一定的实践指导意义。 展开更多
关键词 同位素 煤矿采空区 优先流 植物用水策略 土壤水运移
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平煤十矿开采塌陷区土地破坏情况及复垦技术研究
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作者 葛利玲 方士军 +1 位作者 徐飞亚 张旭飞 《中国矿业》 北大核心 2026年第2期138-145,共8页
地下开采导致的地表沉陷、植被退化、土地压占等地质灾害和生态环境问题日趋严重,若不采取相应的技术措施,不仅给企业带来巨大的经济损失,同时也会影响到矿区的可持续发展和周边人民生活的稳定。因此,为了减轻这种负面影响,本文以深部... 地下开采导致的地表沉陷、植被退化、土地压占等地质灾害和生态环境问题日趋严重,若不采取相应的技术措施,不仅给企业带来巨大的经济损失,同时也会影响到矿区的可持续发展和周边人民生活的稳定。因此,为了减轻这种负面影响,本文以深部多煤层重复开采的平煤十矿为工程背景,通过实地调查、理论分析、室内计算,对煤塌陷区的土地破坏情况进行分析,并对不同时期不同类型的破坏形式提出相应的矿区地质环境保护和土地复垦技术措施。结果表明,平煤十矿的煤炭开采对地面的损毁主要为大面积地表沉陷(1824.89 hm^(2))和矸石压占土地,以及沉陷导致的不同程度的地裂缝。而针对平煤十矿煤炭开采对土地造成的破坏,本研究提出了传统土地复垦模式和“分段治理、一次性复全高”等新技术。将破坏后的土地全部复垦为农用地,包括耕地、园地、林地、草地和农村道路等,并采取土壤重构、植被重建和配套工程等措施。同时,在结合“超前复垦”“边采边复”模式,实行“分段治理、一次性复全高”的技术措施下,复垦取得了良好的效果。该研究结果完善了平煤矿区动态土地复垦技术体系,对类似矿区生态环境治理和完善土地复垦技术具有重要的指导作用。 展开更多
关键词 地表沉陷 深部多煤层重复开采 边采边复 土地复垦 可持续发展
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新疆四大煤田采动生态损伤特征与生态修复研究进展
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作者 李根生 王卓 +4 位作者 刘俊江 刘洪林 剧锦茂 浮耀坤 王腾豪 《中国矿业》 北大核心 2026年第3期237-248,共12页
煤炭开采不可避免地扰动矿区土地生态环境,亟待构建适配新疆特殊生境的生态修复理论与技术体系。通过梳理新疆四大煤田(准东煤田、吐哈煤田、伊犁煤田、库拜煤田)自然地理格局和地质采矿条件,解析了区域采动生态损伤特征,采用文献计量... 煤炭开采不可避免地扰动矿区土地生态环境,亟待构建适配新疆特殊生境的生态修复理论与技术体系。通过梳理新疆四大煤田(准东煤田、吐哈煤田、伊犁煤田、库拜煤田)自然地理格局和地质采矿条件,解析了区域采动生态损伤特征,采用文献计量与案例分析方法,综述了2000—2024年新疆矿区生态修复研究进展,展望了四大煤田生态修复重点研究方向。研究结果表明:(1)四大煤田开采模式与生态损伤特征呈现显著空间分异:准东-吐哈荒漠戈壁矿区以露天开采为主导,高强度采剥破坏地表砾幕层结构,导致防风固沙功能衰退;伊犁绿洲矿区井工开采引发地表塌陷与地裂缝扩展,诱发耕地损毁与草场退化;库拜山地矿区采动覆岩及地表裂隙扰动浅表层生态水位,加剧岩漠化进程;(2)新疆矿山生态修复研究起步晚,但研发速度快,研究热点聚焦于微地形-植被协同修复、土壤重构和微生物修复技术,近年来逐渐重视荒漠戈壁矿区采动砾幕层损伤基础研究及其仿自然修复技术研发;(3)新疆矿山生态修复研究重点正经历从“末端治理”到“过程调控”的初步过渡和从“单要素修复”到“系统重构”的系统修复;(4)当前面临核心瓶颈:缺乏区域采动损伤基础理论支撑,分区生态修复目标不明,修复技术标准化与长效性不足,难以满足区域优质煤炭产能的持续释放需求。研究有助于系统了解新疆煤矿区生态修复现状,一定程度上为区域矿山生态修复规划、技术研发和标准制定提供基础。 展开更多
关键词 新疆 煤炭开采 采动损伤 生态修复 绿色矿业
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张家口市历史遗留废弃矿山现状及地质环境修复对策研究
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作者 田彦清 李博 《矿业研究与开发》 北大核心 2026年第1期195-203,共9页
废弃矿山地质环境修复是协调矿产资源开发与生态保护的重要途径,也是深化生态文明建设的重要举措,对推进美丽中国建设、改善人居环境具有重要意义。为科学推进张家口市历史遗留废弃矿山修复与利用,以遥感监测为基础,结合资料收集与实地... 废弃矿山地质环境修复是协调矿产资源开发与生态保护的重要途径,也是深化生态文明建设的重要举措,对推进美丽中国建设、改善人居环境具有重要意义。为科学推进张家口市历史遗留废弃矿山修复与利用,以遥感监测为基础,结合资料收集与实地勘查,统计分析废弃矿山现状特征,识别主要问题,并依据区域实际,提出修复对策。结果表明:(1)截至2023年底,查明张家口市各地区待治理历史遗留废弃矿山475座,总面积约11.29 km^(2);(2)长期粗放式的开采活动导致地形地貌景观破坏面积约6.8552 km^(2),造成显著视觉污染和局部生态退化;(3)大规模的废弃矿山普遍存在地形损毁、地质灾害、土地压占、水生态破坏、土壤植被严重受损等5类问题,已对矿区及周边地质地貌、土地和水资源、居民生产生活安全和生物多样性等造成严重影响;(4)建议遵循“顺应自然、系统修复,突出重点、因地制宜,创新机制、政策驱动”的原则,构建以生态修复、产业修复和价值修复为框架的废弃矿山综合交互修复模式,探索将地质环境修复与产业、经济发展相结合,以实现修复经济效益、生态效益和社会效益的叠加,为废弃矿山地质环境修复和推动我国绿色矿山建设提供参考。 展开更多
关键词 历史遗留废弃矿山 地质环境修复 对策建议 待治理区
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东部采煤沉陷区边采边复工程实践
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作者 陈晨 李志鑫 +3 位作者 苗伟 胡振琪 芮成奇 孙宏杰 《中国煤炭》 北大核心 2026年第3期147-157,共11页
边采边复技术是以动态沉陷预测为基础,结合复垦时机优选、标高动态设计与土方调控,实现采矿与土地复垦的时空耦合。以朱集东煤矿为例,研究了2024–2026年东三采区边采边复工程方案,明确复垦范围、水土布局、复垦时机及施工方案。研究结... 边采边复技术是以动态沉陷预测为基础,结合复垦时机优选、标高动态设计与土方调控,实现采矿与土地复垦的时空耦合。以朱集东煤矿为例,研究了2024–2026年东三采区边采边复工程方案,明确复垦范围、水土布局、复垦时机及施工方案。研究结果表明,边采边复技术可显著提高土地复垦率,复垦总面积达1.82 km^(2),其中耕地1.46 km^(2)、水域0.36 km^(2),土地恢复率由78.8%提高至91.7%,耕地复垦成本约3458.28万元/km^(2)。此外,经济与生态综合收益总计达3860.75万元/a,与末端治理相比,边采边复方案可在复垦后1.3 a实现收支平衡,经济和生态效益显著。 展开更多
关键词 高潜水位矿区 矿区土地复垦 边采边复 工程实践
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陕北黄土覆盖区煤层上覆岩系层状结构对开采区土壤损伤效应研究 被引量:8
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作者 王双明 宋世杰 +5 位作者 魏江波 刘浪 牛瑞琳 李源红 谈庆钰 田雨 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期23-42,共20页
煤炭开采区生态保护是黄河流域高质量发展亟需破解的重大难题。科学认识煤层上覆岩层对煤炭开采采动损害向地表传递的响应规律是实现煤矿区生态环境全生命周期保护的重大需求。以陕北黄土覆盖区煤炭开采区为研究对象,综合运用野外地质... 煤炭开采区生态保护是黄河流域高质量发展亟需破解的重大难题。科学认识煤层上覆岩层对煤炭开采采动损害向地表传递的响应规律是实现煤矿区生态环境全生命周期保护的重大需求。以陕北黄土覆盖区煤炭开采区为研究对象,综合运用野外地质调查、采样测试、数值模拟、室内实验和理论计算方法,针对覆岩层数、层厚、岩性、厚硬岩层与煤层的空间位置等层状结构对地下采煤的“响应-传递”特点,研究了相同采矿条件下煤层覆岩层状结构对采动覆岩应力场的影响规律,揭示了不同煤层覆岩层状结构下土壤物理、化学、微生物、侵蚀四大特性的损伤特征及煤炭开采区土壤物理、化学、微生物特性变化对侵蚀特性的作用机制。结果表明:①相同或相近的采矿条件下,采煤沉陷区地表生态损害结果的迥异主要取决于煤层上覆岩(土)层对地下采煤活动的应力应变响应、由下向上的传递及土壤损害特点。在覆岩层状结构与采动应力传递的耦合下,煤层覆岩自下而上形成了垂向强力链塑性变形区(VCP)、水平强力链弹塑性变形区(HCEP)、水平强力链弹性变形区(HCE)的采动损害特征。其中,煤层覆岩下部的互层结构及特征对塑性变形区界面高度具有重要影响。煤层上覆岩(土)层和地表土层(壤)均是地下采煤活动及其损害作用的响应载体。岩层层数、层厚、岩性、厚硬岩层与煤层的空间位置及地表变形等是影响土壤损害类型及特点的重要地质因素。②厚砂岩在覆岩中的位置是地下“VCP-HCEP”界面、“HCEP-HCE”界面发育高度和地表形变程度的第一主控因素,决定了“两界面”的发育位置和地表变形的程度,高位厚砂岩对“两界面”发育和地表形变具有较明显的抑制作用;砂层系数作为第二主控因素,在既定厚砂岩位置且砂层系数小于73%条件下与“两界面”发育和地表形变均呈正相关关系;③基于两大主控因素划分了4个覆岩层状结构基本类型,从“地下覆岩层状结构基本类型+地表形态变化程度+地表采动损害形式+土壤质量特性指标”耦合的角度,发现“低位厚砂岩+砂层系数大于73%”类型对地表土壤损害效应最为显著,其中沉陷坡面土壤物理、化学、微生物特性指标的损伤均集中在坡顶、坡中部位,降幅介于11.81%~42.01%(p<0.05);采动地裂缝是沉陷坡面土壤损伤的主要原因;④“低位厚砂岩+砂层系数大于73%”类型对坡面土壤可蚀性K值的放大效应最为明显,平均增幅为26.38%(p<0.05),其中坡顶部位土壤可蚀性K值平均增幅最大,为37.98%(p<0.05);沉陷坡面同一部位裂缝区土壤可蚀性K值平均增幅较非裂缝区高出92.28%(p<0.05);黄土沉陷坡面可蚀性K值与土壤孔隙度呈极显著正相关关系(p<0.01),与土壤含水率、黏粒质量分数、有机质质量分数、速效养分质量分数、土壤微生物数量及酶活性呈极显著负相关关系(p<0.01)。因此,“低位厚砂岩+砂层系数大于73%”的覆岩层状结构类型区是陕北黄土沟壑煤炭开采区生态损害的关键区域,应采取充填减沉、土壤改良等人工措施进行保护与修复,对于“低位厚砂岩+砂层系数小于73%”和“高位厚砂岩+砂层系数大于73%”的覆岩层状结构类型区可采取人工辅助的生态修复方式,对于“高位厚砂岩+砂层系数小于73%”的覆岩层状结构类型区则可采取自然恢复方式进行生态修复。 展开更多
关键词 覆岩层状结构 响应传递 土壤 损伤效应 陕北矿区
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后安煤矿采煤沉陷区“工程–生物–化学”协同复垦技术体系研究与工程实践
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作者 赵尚海 周连春 +5 位作者 赵润 谭诗 赵伟 古娜 赵津 赵文 《矿山工程》 2026年第1期209-214,共6页
后安煤矿作为典型干旱半干旱矿区,长期开采引发大面积地裂缝与塌陷,严重威胁生态安全与土地资源。本文系统总结了该矿复垦工程的实施经验,累计治理面积达631.56 hm2,总投资约1.58亿元,构建并实践了“工程–生物–化学”协同复垦技术体... 后安煤矿作为典型干旱半干旱矿区,长期开采引发大面积地裂缝与塌陷,严重威胁生态安全与土地资源。本文系统总结了该矿复垦工程的实施经验,累计治理面积达631.56 hm2,总投资约1.58亿元,构建并实践了“工程–生物–化学”协同复垦技术体系。工程技术包括裂缝充填、塌陷坑治理、土地平整与梯田化改造;生物技术筛选出油松、柠条、紫花苜蓿、披碱草、油菜等适生植物,构建草灌乔结合的复垦植被群落,累计栽植油松34,542株、柠条529,506株;化学与微生物技术通过施用有机肥、硫酸亚铁调碱及微生物菌剂,显著改良土壤结构。治理后,植被覆盖率由15%提升至63%以上,土壤有机质含量提高200%,水土流失得到有效控制,复垦区油菜花田更成为地方“网红景点”,实现生态、经济与社会效益协同提升。研究提炼出可复制、可推广的“后安模式”,为我国干旱半干旱矿区生态修复提供了系统技术路径与工程示范。 展开更多
关键词 采煤沉陷区 土地复垦 “工程–生物–化学”协同 植被配置 土壤改良 后安模式 生态修复
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采空区场地光伏电站地基稳定性预测评价
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作者 周宇 《现代工业工程》 2026年第1期30-33,共4页
为解决煤矿采空区土地资源闲置与光伏电站建设用地需求的矛盾,以鄂尔多斯市某井工煤矿地面采空区为研究对象,结合煤矸石复垦技术,开展光伏电站地基稳定性预测评价研究。通过分析研究区采空区分布、煤矸石复垦层物理力学特性及外部荷载特... 为解决煤矿采空区土地资源闲置与光伏电站建设用地需求的矛盾,以鄂尔多斯市某井工煤矿地面采空区为研究对象,结合煤矸石复垦技术,开展光伏电站地基稳定性预测评价研究。通过分析研究区采空区分布、煤矸石复垦层物理力学特性及外部荷载特征,采用层次分析法(AHP)构建评价指标体系,结合FLAC3D数值模拟,对复垦后场地的地基稳定性进行预测。结果表明:该煤矿8个复垦地块总库容达2537.41万m^(3),可消纳煤矸石3806.12万t,煤矸石经分层压实(深层压实度≥85%)后地基承载力可达200kPa以上;采空区残余沉降量最大为9.2mm,满足光伏支架变形控制要求(≤10mm);8个地块中6个稳定性等级为“优”,2个为“良”,整体稳定性合格率100%。研究证实,煤矸石复垦技术可有效改善采空区场地工程特性,构建的预测评价体系可为同类采空区光伏电站地基设计提供技术支撑。 展开更多
关键词 采空区 光伏电站 地基稳定性 煤矸石复垦 层次分析法 数值模拟
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工矿废弃地复垦土壤肥力恢复技术措施研究
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作者 张中波 《中文科技期刊数据库(引文版)自然科学》 2026年第2期121-124,共4页
工矿开发活动对土壤系统造成强烈扰动,导致有机质匮乏、养分失衡、阳离子交换能力下降及缓冲性能减弱,严重制约复垦土壤生产力恢复。围绕土壤肥力提升这一核心目标,在归纳退化特征与作用机制的基础上,重构以有机质重建、养分高效供给、... 工矿开发活动对土壤系统造成强烈扰动,导致有机质匮乏、养分失衡、阳离子交换能力下降及缓冲性能减弱,严重制约复垦土壤生产力恢复。围绕土壤肥力提升这一核心目标,在归纳退化特征与作用机制的基础上,重构以有机质重建、养分高效供给、土壤胶体改良及微生物功能强化为主线的调控技术体系。通过协同实施有机物料输入、精准施肥、生物炭与腐殖质改良、功能菌群引入等措施,可显著提升土壤养分库容量与有效性,增强离子交换与缓冲能力,促进土壤生态功能恢复。 展开更多
关键词 工矿废弃地 土地复垦 土壤退化 肥力恢复 生态修复
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煤矿开采对地质环境影响及恢复技术研究
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作者 葛菲 张帅 《中文科技期刊数据库(引文版)自然科学》 2026年第1期146-149,共4页
本文围绕煤矿开采过程中对地质环境的破坏机制及恢复技术展开研究。通过分析地表沉陷、水资源变化、土壤与生态系统退化及地质灾害触发机制,探讨了煤矿地质环境监测方法及恢复技术,包括沉陷治理与土地复垦、水资源回灌与保护、土壤植被... 本文围绕煤矿开采过程中对地质环境的破坏机制及恢复技术展开研究。通过分析地表沉陷、水资源变化、土壤与生态系统退化及地质灾害触发机制,探讨了煤矿地质环境监测方法及恢复技术,包括沉陷治理与土地复垦、水资源回灌与保护、土壤植被恢复及矿区地质灾害防治措施,并提出综合生态修复与监控策略,为煤矿绿色开采和生态环境可持续管理提供技术参考。 展开更多
关键词 煤矿开采 地质环境 沉陷治理 水资源保护 生态修复
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矿区生态修复与采矿废渣资源化利用的耦合路径研究
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作者 王田民 《中国科技期刊数据库 工业B》 2026年第1期117-120,共4页
矿山开采留下的大量废渣长期露天堆放,不仅挤占了土地资源、污染周边环境,还让可再利用的矿物组分白白损耗。传统矿区生态修复工作大多忽略了废渣本身具备的资源属性,使得修复工程投入偏高、效果难以长久维持。为此,本研究围绕“无废矿... 矿山开采留下的大量废渣长期露天堆放,不仅挤占了土地资源、污染周边环境,还让可再利用的矿物组分白白损耗。传统矿区生态修复工作大多忽略了废渣本身具备的资源属性,使得修复工程投入偏高、效果难以长久维持。为此,本研究围绕“无废矿山”建设与双碳战略展开,选取涉重尾矿、煤矸石等常见采矿废渣作为研究对象,跳出以往分开治理的固有思路,对准两者协同过程里的实际难题,搭配原位治理、微生物调控等现有技术,摸索可真正落地的协同路线与具体做法,希望能改善废渣资源化利用率不高、生态修复缺少长效保障的突出问题,推动新质生产力在矿山行业里真正落地。 展开更多
关键词 矿区生态修复 采矿废渣 资源化利用 耦合路径 微生物调控
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高海拔寒旱露天矿区生态恢复限制性因素分析
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作者 闫瑞兵 苏佩东 《矿冶》 2026年第1期35-41,共7页
露天煤矿开采常引发一系列的生态环境问题。本文以新疆典型高海拔寒旱矿区的黑山露天煤矿为例,详细分析了露天煤矿开采对植被生态的影响,并探讨了生态修复的限制性因子,以期为人工生态恢复提供前提和基础。通过综合运用数据收集、室内... 露天煤矿开采常引发一系列的生态环境问题。本文以新疆典型高海拔寒旱矿区的黑山露天煤矿为例,详细分析了露天煤矿开采对植被生态的影响,并探讨了生态修复的限制性因子,以期为人工生态恢复提供前提和基础。通过综合运用数据收集、室内测试和遥感影像等多种手段,分析了矿区植被绿度的演变特征,并提出相应的生态恢复限制性因素。研究结果表明:黑山矿区植被覆盖度整体呈现显著增加趋势,但随着露天采坑和排土场面积的增加,裸地面积从开采前的9.6 km^(2)增加至目前的14.65 km^(2),主要表现为低植被覆盖区向裸土区的转变,进一步增加了植被恢复的挑战。黑山露天矿具有高海拔、降水少、风速大、温度低的特点,其外界环境明显劣于东部草原露天矿区和晋陕蒙等地露天矿区。排土场表层覆土的碱解氮、全磷、有效磷、有机质等含量处于低至极低水平,pH值为8.77~8.8,呈碱性,不利于植被的生长和恢复。矿坑涌水总体呈现出夏季水量大、冬季水量小的特点,年平均涌水量为68万m^(3),在年产量为1000万t时,为了满足生产、生活和生态用水,仍缺少水源54.06万m^(3)。通过对高海拔寒旱地区露天煤矿生态环境现状的全面分析,揭示了影响植被恢复的关键因素,为黑山露天煤矿的生态恢复提供了科学依据,也为其他类似矿区的生态修复提供了参考。 展开更多
关键词 寒旱区 露天煤矿 植被绿度 生态恢复 限制性因素
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矿山狭长碎石土边坡加固治理方案及稳定性评价
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作者 吴泽辉 何倩 《凿岩机械气动工具》 2026年第2期220-222,共3页
针对连云港东海县羽山景区中部采石宕口形成的狭长碎石土边坡,采用无人机航拍和工程地质调查法,结合已有勘察资料,掌握碎石土边坡的地形地貌和岩土层结构,设计边坡加固治理方案,以期消除边坡的地质灾害隐患并完成生态复绿。采用极限平... 针对连云港东海县羽山景区中部采石宕口形成的狭长碎石土边坡,采用无人机航拍和工程地质调查法,结合已有勘察资料,掌握碎石土边坡的地形地貌和岩土层结构,设计边坡加固治理方案,以期消除边坡的地质灾害隐患并完成生态复绿。采用极限平衡法和数值模拟法分析边坡加固后的稳定性,评价其加固治理效果。研究成果可为类似矿山碎石土边坡加固治理设计提供参考。 展开更多
关键词 碎石土边坡 极限平衡法 数值模拟 加固治理
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智能化综采工作面的设备状态监测与故障诊断技术
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作者 王田民 《中国科技期刊数据库 工业C》 2026年第1期168-171,共4页
煤矿朝着“少人化、无人化”开采转型的过程中,智能化综采工作面承担着关键作用,设备能否平稳运转,会直接影响井下开采的安全系数与作业效率。现阶段用到的监测与诊断技术,常常出现感知覆盖不全、数据无法互通、故障判断不及时等问题,... 煤矿朝着“少人化、无人化”开采转型的过程中,智能化综采工作面承担着关键作用,设备能否平稳运转,会直接影响井下开采的安全系数与作业效率。现阶段用到的监测与诊断技术,常常出现感知覆盖不全、数据无法互通、故障判断不及时等问题,面对井下复杂的工作环境,很难达到实际使用要求。为此,本文结合数字孪生、AI视觉识别等技术,从感知布置、数据处理、诊断方式、运维保障四个方面,给出更贴合现场的技术方案,希望能提高设备状态监测的准确程度,加快故障诊断响应速度,给智能化综采工作面设备长期安全、高效的运转提供对应的技术支持。 展开更多
关键词 智能化综采 设备监测 故障诊断 数字孪生
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黄河中游陕北煤矿区采动地裂缝对土壤入渗特性的影响及其侵蚀效应 被引量:6
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作者 宋世杰 成星 +4 位作者 王双明 刘露 李源红 张家杰 陈宝灯 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1234-1248,共15页
破解黄河中游煤矿区采动地裂缝的水土流失效应,对于陕北煤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典型采动地裂缝发育区内宽度0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝周围土壤(水平距离80 cm以内、垂直深度20 cm以... 破解黄河中游煤矿区采动地裂缝的水土流失效应,对于陕北煤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典型采动地裂缝发育区内宽度0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝周围土壤(水平距离80 cm以内、垂直深度20 cm以浅)为研究对象,利用定水头法和仪器分析法分别测定土壤入渗速率、累积渗透量、饱和导水率(K_(s))、有机质、机械组成、>0.25 mm水稳性团聚体含量,揭示了采动地裂缝对土壤入渗特性的影响规律,基于RUSLE2模型计算阐明了考虑入渗特性的采动地裂缝小空间尺度上的土壤侵蚀效应。结果表明:①采动地裂缝周围土壤的入渗速率随时间变化而呈现出瞬变(0~3 min)、渐变(3~60 min)及稳定(60~110 min)3个阶段的动态变化过程;②采动地裂缝发育提高土壤K_(s)的效应最显著,平均增幅为60.63%,该效应随采动地裂缝宽度的增大和距裂缝水平距离的减小而增强;③土壤累积入渗量和K_(s)与极细砂粒呈极显著正相关(p<0.01),而与黏粒、有机质则呈极显著负相关(p<0.01),与>0.25 mm水稳性团聚体也呈显著负相关(p<0.05);④考虑入渗特性计算的可蚀性K值变化幅度比不考虑时增大了1.12~2.13倍;基于指数函数构建了不同宽度采动地裂缝影响周围土壤入渗速率和可蚀性K值作用范围的预测模型,发现当距采动地裂缝水平距离分别超过226、157 cm时,采动地裂缝增大周围土壤入渗速率及可蚀性的效应基本消失,其可作为黄河中游陕北黄土采动地裂缝发育区水土流失效应的精准防控靶区。 展开更多
关键词 采动地裂缝 土壤入渗特性 土壤侵蚀效应 RUSLE2模型 陕北煤矿区
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黄河中游陕北煤矿区不同宽度的采动地裂缝对土壤抗冲性的影响 被引量:2
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作者 宋世杰 阮豪 +4 位作者 王双明 陈宝灯 李源红 刘露 张家杰 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期382-395,共14页
采动地裂缝作为黄河中游陕北煤矿区显著且最具代表性的采动损害形式,引发的水土流失效应已经不容忽视。为研究采动地裂缝发育对周围土壤抗冲性的影响,选取陕北柠条塔北翼采动地裂缝发育区内宽度为0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝作... 采动地裂缝作为黄河中游陕北煤矿区显著且最具代表性的采动损害形式,引发的水土流失效应已经不容忽视。为研究采动地裂缝发育对周围土壤抗冲性的影响,选取陕北柠条塔北翼采动地裂缝发育区内宽度为0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝作为研究对象,采集其周边水平距离0~80 cm的表层土壤,测定土壤机械组成、>0.25 mm水稳性团聚体、有机质等5个国内外学者普遍关注的土壤抗冲性影响因子和土壤抗冲系数,揭示采动地裂缝周围土壤理化特性指标及抗冲系数的变化规律,构建陕北采动地裂缝发育区表层土壤抗冲系数的预测模型。结果表明:采动地裂缝周围表层土壤在冲刷作用下产生的泥沙流失量会随冲刷时间的增加呈现“速增(0~1 min)、缓增(1~3 min)、稳持(3~10 min)”3阶段的变化过程,冲刷产生的泥沙流失量主要来自于3 min以内,其贡献率超过90%;采动地裂缝会产生大幅降低周围表层土壤抗冲性的效应,最大降幅为32.1%,且采动地裂缝宽度越大,越靠近地裂缝,该效应越明显;土壤抗冲系数与砂粒质量分数呈极显著负相关(p<0.01),与黏粒、>0.25 mm水稳性团聚体、有机质质量分数呈极显著正相关(p<0.01),其中砂粒、有机质、>0.25 mm水稳性团聚体质量分数可作为陕北采动地裂缝发育区土壤抗冲性的主控因素;以采动地裂缝宽度、距裂缝水平距离为变量,构建了采动地裂缝发育区表层土壤抗冲系数预测模型,计算发现当水平距离超过158 cm时,采动地裂缝对周围表层土壤抗冲性的影响基本消失,其可作为陕北采动地裂缝发育区土壤水蚀性防控的靶向区域。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。 展开更多
关键词 采动地裂缝 土壤抗冲性 土壤侵蚀 原状土 陕北煤矿区
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