浅埋煤层开采与脆弱生态保护相互响应机理与工程实践
发布时间：2021-10-23 09:28
基于西部煤田浅埋深且冲沟发育、地表生态极其脆弱的特点,提出了井下保护性开采与地表生态环境防治相互响应的机理,以解决浅埋煤田大规模开采与极脆弱生态系统保护之间的矛盾。综合采用物理模拟、数值模拟、理论分析及现场实测的方法,对覆岩移动特征及裂隙发育规律、浅埋煤层保水开采机理及其技术适应性分类、地表生态采动适应性规律和生态功能圈构建理论进行了分析,并成功应用于工程实践。主要研究成果如下:（1）提出了浅埋煤层开采与脆弱生态保护相互响应机理,并成功应用于工程实践。将城市生态功能圈理念引入荒漠化矿区生态治理中,基于地表生态采动适应性规律和井下保水开采机理,以被人工调控与导向演替、林分结构优化等为技术支持,形成了以植物措施为主的外围防护圈构建技术、以采前预防、采中保水及采后修复为手段的周边常绿圈保障技术和中心美化圈园林化建设技术,实现井下开采与井上防治相互响应。（2）初步形成了西部矿区常规浅埋煤层开采覆岩移动型式判别体系。基于常规浅埋煤层条件下覆岩与关键层同步下沉且裂隙发育受控于关键层移动的典型特点,建立了关键层初次破断和周期破断时的结构力学模型;基于关键层的结构稳定性,构建出关键层破断型式的四种判别...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：207 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
图清单
表清单
变量注释表
1 绪论
1.1 问题的提出
1.2 国内外研究现状及分析
1.3 研究目标与研究内容
1.4 论文的创新点
2 神东矿区地质条件特征与地表生态环境概况
2.1 神东矿区概况
2.2 矿区地质条件概述
2.3 覆岩物理力学性质
2.4 矿区典型地质条件分类
2.5 矿区地表生态特征
2.6 本章小结
3 常规浅埋煤层开采覆岩活动特征及裂隙发育规律
3.1 常规浅埋煤层开采覆岩移动及裂隙发育规律
3.2 覆岩采动裂隙发育分带（区）
3.3 常规浅埋煤层开采覆岩结构稳定性分析
3.4 常规浅埋煤层覆岩移动型式预测
3.5 本章小结
4 隔水层采动保水性能演化规律及保水开采机理
4.1 神东矿区地表环境的合理生态水位
4.2 隔水层采动保水特性
4.3 隔水层采动台阶下沉型保水性能演化规律
4.4 隔水层采动连续下沉型保水性能演化规律
4.5 浅埋煤层保水开采机理及主要技术
4.6 本章小结
5 冲沟下浅埋煤层开采覆岩移动特征及其保水机理
5.1 冲沟下浅埋煤层开采覆岩移动特征及裂隙发育规律
5.2 冲沟下浅埋煤层开采来压步距计算
5.3 冲沟下浅埋煤层开采坡体结构稳定性力学分析
5.4 冲沟下浅埋煤层开采工作面支护阻力确定
5.5 向沟浅埋煤层保水开采机理
5.6 背沟浅埋煤层保水开采机理
5.7 本章小结
6 浅埋煤层保水开采技术适用性分类
6.1 浅埋煤层保水开采影响因素
6.2 常规浅埋煤层保水开采技术适用性分类
6.3 冲沟下浅埋煤层保水开采技术适用性分类
6.4 本章小结
7 地表生态环境采动适应性规律
7.1 井下采动对土壤质量的影响规律
7.2 井下采动对地表植被根系的影响
7.3 矿区地表典型植被根系特征
7.4 矿区地表植被采动适应性
7.5 本章小结
8 浅埋煤层开采与脆弱生态保护相互响应工程实践
8.1 生态功能圈构建原理与及基础技术
8.2 外围防护圈构建技术及工程实践
8.3 周边常绿圈构建技术及工程实践
8.4 中心美化圈构建
8.5 工程实践效果
8.6 本章小结
9 主要结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅埋煤层沙土质冲沟坡体下开采矿压显现特征[J]. 王旭锋,张东升,卢鑫,许猛堂,仇小祥. 煤炭科学技术. 2010(06)
[2]采矿迹地生态重建模式研究[J]. 李富平,夏冬. 化工矿物与加工. 2010(05)
[3]采煤沉陷后风沙土理化性质变化及其评价研究[J]. 臧荫桐,汪季,丁国栋,高永,贺晓,阎琳,何志,那钦,龚萍,任昱. 土壤学报. 2010(02)
[4]生态脆弱矿区含(隔)水层特征及保水开采分区研究[J]. 王双明,黄庆享,范立民,杨泽元,申涛. 煤炭学报. 2010(01)
[5]Laws and mechanisms of slope movement due to shallowly buried coal seam mining under ground gully[J]. FAN Gang-wei~(1,2),ZHANG Dong-sheng~(1,2),ZHAI De-yuan~3,WANG Xu-feng~(1,2),LU Xin~(1,2)(1.School of Mines,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,China;2.State Key Laboratory of CoalResource and Safety Mining,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221008,China;3.Inner MongoliaYitai Group Co.,Ltd.,Erdos 017000,China). Journal of Coal Science & Engineering（China）. 2009(04)
[6]生态脆弱矿区大型煤炭基地建设的新思路[J]. 王双明,范立民,黄庆享,侯恩科. 科学中国人. 2009(11)
[7]西部浅部开采矿井地表冲沟水害的预计评价[J]. 许延春,杨峰,李旭东. 华北科技学院学报. 2009(04)
[8]基于SPOT卫星NDVI数据的神东矿区植被覆盖动态变化分析[J]. 吴立新,马保东,刘善军. 煤炭学报. 2009(09)
[9]中国土地复垦与生态重建20年:回顾与展望[J]. 胡振琪. 科技导报. 2009(17)
[10]半干旱区采煤沉陷对地表植被组成及多样性的影响[J]. 周莹,贺晓,徐军,刘健. 生态学报. 2009(08)
博士论文
[1]荒漠矿区关键环境要素的监测与采动影响规律研究[D]. 雷少刚.中国矿业大学 2009
[2]薄基岩采动破断及其诱发水砂混合流运移特性研究[D]. 杨伟峰.中国矿业大学 2009
[3]冲沟发育矿区浅埋煤层采动坡体活动机理及其控制研究[D]. 王旭锋.中国矿业大学 2009
[4]鄂尔多斯地区采煤塌陷对风沙土壤性质的影响[D]. 周瑞平.内蒙古农业大学 2008
[5]沙基型浅埋煤层保水开采技术及其适用条件分类[D]. 刘玉德.中国矿业大学 2008
[6]神府—东胜采煤塌陷区包气带水分运移及生态环境效应研究[D]. 宋亚新.中国地质科学院 2007
[7]神东矿区可持续发展战略及其保障系统研究[D]. 张喜武.辽宁工程技术大学 2003
硕士论文
[1]近浅埋煤层保水开采覆岩运动模拟研究与实测[D]. 胡火明.西安科技大学 2009
[2]浅埋煤层粘土隔水层的采动隔水性研究[D]. 蔚保宁.西安科技大学 2009
[3]神东采煤塌陷区造林技术研究[D]. 迟琳琳.内蒙古农业大学 2009
[4]神东矿区土壤特性调查与绿化土壤培肥效果试验研究[D]. 戴力彬.内蒙古农业大学 2009
[5]浅埋煤层开采对潜水的损害与控制方法研究[D]. 何兴巧.西安科技大学 2008
[6]露天转地下开采的边坡三维数值模拟研究[D]. 徐成斌.武汉科技大学 2007
[7]神东矿区草地植物根系生长动态及其影响因子的研究[D]. 齐智鑫.内蒙古农业大学 2007
[8]采矿塌陷条件下包气带土壤水分布与动态变化特征研究[D]. 赵红梅.中国地质科学院 2006
[9]浅埋煤层长壁开采隔水层破坏规律研究[D]. 刘腾飞.西安科技大学 2006
[10]牛头嘴滑坡群特征及稳定性分析[D]. 葛民荣.太原理工大学 2005
本文编号：3452937
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：207 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
图清单
表清单
变量注释表
1 绪论
1.1 问题的提出
1.2 国内外研究现状及分析
1.3 研究目标与研究内容
1.4 论文的创新点
2 神东矿区地质条件特征与地表生态环境概况
2.1 神东矿区概况
2.2 矿区地质条件概述
2.3 覆岩物理力学性质
2.4 矿区典型地质条件分类
2.5 矿区地表生态特征
2.6 本章小结
3 常规浅埋煤层开采覆岩活动特征及裂隙发育规律
3.1 常规浅埋煤层开采覆岩移动及裂隙发育规律
3.2 覆岩采动裂隙发育分带（区）
3.3 常规浅埋煤层开采覆岩结构稳定性分析
3.4 常规浅埋煤层覆岩移动型式预测
3.5 本章小结
4 隔水层采动保水性能演化规律及保水开采机理
4.1 神东矿区地表环境的合理生态水位
4.2 隔水层采动保水特性
4.3 隔水层采动台阶下沉型保水性能演化规律
4.4 隔水层采动连续下沉型保水性能演化规律
4.5 浅埋煤层保水开采机理及主要技术
4.6 本章小结
5 冲沟下浅埋煤层开采覆岩移动特征及其保水机理
5.1 冲沟下浅埋煤层开采覆岩移动特征及裂隙发育规律
5.2 冲沟下浅埋煤层开采来压步距计算
5.3 冲沟下浅埋煤层开采坡体结构稳定性力学分析
5.4 冲沟下浅埋煤层开采工作面支护阻力确定
5.5 向沟浅埋煤层保水开采机理
5.6 背沟浅埋煤层保水开采机理
5.7 本章小结
6 浅埋煤层保水开采技术适用性分类
6.1 浅埋煤层保水开采影响因素
6.2 常规浅埋煤层保水开采技术适用性分类
6.3 冲沟下浅埋煤层保水开采技术适用性分类
6.4 本章小结
7 地表生态环境采动适应性规律
7.1 井下采动对土壤质量的影响规律
7.2 井下采动对地表植被根系的影响
7.3 矿区地表典型植被根系特征
7.4 矿区地表植被采动适应性
7.5 本章小结
8 浅埋煤层开采与脆弱生态保护相互响应工程实践
8.1 生态功能圈构建原理与及基础技术
8.2 外围防护圈构建技术及工程实践
8.3 周边常绿圈构建技术及工程实践
8.4 中心美化圈构建
8.5 工程实践效果
8.6 本章小结
9 主要结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅埋煤层沙土质冲沟坡体下开采矿压显现特征[J]. 王旭锋,张东升,卢鑫,许猛堂,仇小祥. 煤炭科学技术. 2010(06)
[2]采矿迹地生态重建模式研究[J]. 李富平,夏冬. 化工矿物与加工. 2010(05)
[3]采煤沉陷后风沙土理化性质变化及其评价研究[J]. 臧荫桐,汪季,丁国栋,高永,贺晓,阎琳,何志,那钦,龚萍,任昱. 土壤学报. 2010(02)
[4]生态脆弱矿区含(隔)水层特征及保水开采分区研究[J]. 王双明,黄庆享,范立民,杨泽元,申涛. 煤炭学报. 2010(01)
[5]Laws and mechanisms of slope movement due to shallowly buried coal seam mining under ground gully[J]. FAN Gang-wei~(1,2),ZHANG Dong-sheng~(1,2),ZHAI De-yuan~3,WANG Xu-feng~(1,2),LU Xin~(1,2)(1.School of Mines,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,China;2.State Key Laboratory of CoalResource and Safety Mining,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221008,China;3.Inner MongoliaYitai Group Co.,Ltd.,Erdos 017000,China). Journal of Coal Science & Engineering（China）. 2009(04)
[6]生态脆弱矿区大型煤炭基地建设的新思路[J]. 王双明,范立民,黄庆享,侯恩科. 科学中国人. 2009(11)
[7]西部浅部开采矿井地表冲沟水害的预计评价[J]. 许延春,杨峰,李旭东. 华北科技学院学报. 2009(04)
[8]基于SPOT卫星NDVI数据的神东矿区植被覆盖动态变化分析[J]. 吴立新,马保东,刘善军. 煤炭学报. 2009(09)
[9]中国土地复垦与生态重建20年:回顾与展望[J]. 胡振琪. 科技导报. 2009(17)
[10]半干旱区采煤沉陷对地表植被组成及多样性的影响[J]. 周莹,贺晓,徐军,刘健. 生态学报. 2009(08)
博士论文
[1]荒漠矿区关键环境要素的监测与采动影响规律研究[D]. 雷少刚.中国矿业大学 2009
[2]薄基岩采动破断及其诱发水砂混合流运移特性研究[D]. 杨伟峰.中国矿业大学 2009
[3]冲沟发育矿区浅埋煤层采动坡体活动机理及其控制研究[D]. 王旭锋.中国矿业大学 2009
[4]鄂尔多斯地区采煤塌陷对风沙土壤性质的影响[D]. 周瑞平.内蒙古农业大学 2008
[5]沙基型浅埋煤层保水开采技术及其适用条件分类[D]. 刘玉德.中国矿业大学 2008
[6]神府—东胜采煤塌陷区包气带水分运移及生态环境效应研究[D]. 宋亚新.中国地质科学院 2007
[7]神东矿区可持续发展战略及其保障系统研究[D]. 张喜武.辽宁工程技术大学 2003
硕士论文
[1]近浅埋煤层保水开采覆岩运动模拟研究与实测[D]. 胡火明.西安科技大学 2009
[2]浅埋煤层粘土隔水层的采动隔水性研究[D]. 蔚保宁.西安科技大学 2009
[3]神东采煤塌陷区造林技术研究[D]. 迟琳琳.内蒙古农业大学 2009
[4]神东矿区土壤特性调查与绿化土壤培肥效果试验研究[D]. 戴力彬.内蒙古农业大学 2009
[5]浅埋煤层开采对潜水的损害与控制方法研究[D]. 何兴巧.西安科技大学 2008
[6]露天转地下开采的边坡三维数值模拟研究[D]. 徐成斌.武汉科技大学 2007
[7]神东矿区草地植物根系生长动态及其影响因子的研究[D]. 齐智鑫.内蒙古农业大学 2007
[8]采矿塌陷条件下包气带土壤水分布与动态变化特征研究[D]. 赵红梅.中国地质科学院 2006
[9]浅埋煤层长壁开采隔水层破坏规律研究[D]. 刘腾飞.西安科技大学 2006
[10]牛头嘴滑坡群特征及稳定性分析[D]. 葛民荣.太原理工大学 2005
本文编号：3452937
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