高潛水位采煤沉陷地邊采邊復原理與技術

目錄
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.1.1 我國煤炭資源開采現(xiàn)狀與趨勢 1
1.1.2 耕地保護與糧食安全 4
1.1.3 現(xiàn)有土地復墾技術 6
1.1.4 邊采邊復技術的重要性 6
1.2 研究進展 7
1.2.1 國外研究進展 7
1.2.2 國內(nèi)研究進展 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)的分布與地質采礦條件 15
2.2 高潛水位煤礦區(qū)的自然經(jīng)濟特征 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 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 多煤層重復開采，地表土地沉陷累計深度大 21
2.3.3 充填物料和表土缺乏，常年積水耕地無法100%復耕 21
2.3.4 耕地喪失、村莊搬遷，人地矛盾突出 24
第3章 邊采邊復技術原理與體系 25
3.1 邊采邊復的概念與基本原理 25
3.1.1 邊采邊復的概念與內(nèi)涵 25
3.1.2 邊采邊復的基本原理 26
3.1.3 基于格網(wǎng)單元邊采邊復技術原理 27
3.2 邊采邊復的支撐基礎理論 32
3.2.1 開采沉陷學 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 土壤重構理論 48
3.2.5 環(huán)境經(jīng)濟理論 55
3.3 邊采邊復關鍵技術 56
3.3.1 復墾（修復）范圍和水土布局的確定 56
3.3.2 邊采邊復時機優(yōu)選 57
3.3.3 邊采邊復耕地標高確定和施工工藝設計 57
3.4 邊采邊復技術體系 57
3.4.1 基于復墾（修復）目標的邊采邊復技術 58
3.4.2 基于井上井下響應機制的邊采邊復技術 59
第4章 邊采邊復的范圍確定與水土布局優(yōu)化技術 61
4.1 邊采邊復的范圍確定 61
4.1.1 耕地損毀邊界界定 61
4.1.2 耕地損毀邊界確定方法 62
4.2 邊采邊復的水土布局優(yōu)化技術 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態(tài)確定方法 68
第5章 邊采邊復時機優(yōu)選 71
5.1 邊采邊復時機定義及特點 71
5.1.1 邊采邊復時機的特點 71
5.1.2 復墾（修復）時機的定義 72
5.1.3 復墾（修復）時機優(yōu)選的原則 73
5.2 邊采邊復時機優(yōu)選的動態(tài)模擬基礎 74
5.2.1 開采沉陷及其在土地復墾中的應用 74
5.2.2 開采沉陷對土地動態(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建 79
5.3 邊采邊復時機的理論模型與優(yōu)選原理 82
5.3.1 復墾（修復）時機理論模型 82
5.3.2 復墾（修復）時機優(yōu)選原理 86
5.4 邊采邊復時機優(yōu)選技術 91
5.4.1 基于格網(wǎng)單元的表土剝離時機優(yōu)選技術 91
5.4.2 基于預期復耕率的復墾（修復）時機優(yōu)選技術 93
5.4.3 基于預期復耕率與復墾（修復）成本的復墾（修復）時機優(yōu)選技術 95
第6章 邊采邊復施工標高確定與施工技術 97
6.1 邊采邊復動態(tài)施工過程分析 97
6.1.1 動態(tài)施工過程與施工標高的影響分析 97
6.1.2 動態(tài)施工過程及施工標高劃分 99
6.1.3 動態(tài)施工標高設計的影響因素 99
6.2 邊采邊復施工標高理論模型 100
6.2.1 地面動態(tài)下沉分析 100
6.2.2 動態(tài)施工標高的數(shù)學模型 106
6.3 邊采邊復的動態(tài)施工方法 115
6.3.1 基于扇形土壤重構的邊采邊復動態(tài)施工方法 115
6.3.2 實例分析 116
第7章 邊采邊復水系動態(tài)構建技術 119
7.1 邊采邊復的水系動態(tài)連通技術 119
7.1.1 采煤沉陷水系的邊沉邊修復技術 120
7.1.2 水工建筑物的邊沉邊修復技術 121
7.2 邊采邊復的濕地動態(tài)構建技術 125
7.2.1 采煤沉陷區(qū)濕地水資源量維系技術 125
7.2.2 采煤沉陷區(qū)濕地徑流修復技術 126
7.2.3 邊采邊復的濕地植被種植技術 128
7.3 邊采邊復的平原水庫構建設想 129
7.3.1 平原水庫的功能和作用 129
7.3.2 采煤沉陷地主動構建平原水庫的建設模式 130
第8章 采復協(xié)調下的開采方案設計建議 133
8.1 地下開采方案調整需求 133
8.1.1 緩解人地矛盾的需求 134
8.1.2 耕地保護的需求 134
8.1.3 延長土地使用時間的需求 134
8.1.4 復墾（修復）施工規(guī)模的需求 134
8.1.5 復墾（修復）施工季節(jié)的需求 135
8.1.6 農(nóng)作物生長時間的需求 135
8.1.7 其他需求 136
8.2 地下開采方案調整途徑 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間 137
8.2.4 階段和水平間開采順序和時間 138
8.2.5 礦井井巷布設 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間 140
8.2.10 工作面內(nèi)開采順序和時間 141
8.3 地下開采方案調整方法 141
8.3.1 一般條件下的開采方案調整方法 142
8.3.2 特殊條件下的開采方案調整方法 142
第9章 邊采邊復技術應用案例 149
9.1 山東省濟寧市南陽湖農(nóng)場邊采邊復技術應用案例 149
9.1.1 示范區(qū)概況 149
9.1.2 示范區(qū)開采沉陷預計 150
9.1.3 示范區(qū)邊采邊復規(guī)劃 151
9.2 山東省菏澤市龍堌礦邊采邊復技術應用案例 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)開采沉陷預計 154
9.2.4 示范區(qū)邊采邊復規(guī)劃 155
9.3 安徽省淮北市邊采邊復技術應用案例 161
9.3.1 示范區(qū)概況 161
9.3.2 示范區(qū)開采沉陷動態(tài)預計 163
9.3.3 采礦始末情景分析及DEM建立 165
9.3.4 復墾（修復）情景模擬及邊采邊復規(guī)劃 169
參考文獻 175