井下采煤的地表水土流失及植被效應(yīng)研究——以彬長礦區(qū)為例.pdf

1、水土流失是國際上公認(rèn)的頭號生態(tài)環(huán)境問題，同時也被我國列為地質(zhì)災(zāi)害的主要類型。黃土高原是我國水土流失最為嚴(yán)重的區(qū)域之一，陜西、山西、甘肅的近半數(shù)煤礦分布在此區(qū)域，水土流失作為煤礦區(qū)主要的環(huán)境地質(zhì)問題，嚴(yán)重制約著本區(qū)煤礦的可持續(xù)的發(fā)展。本文以地處黃土高原溝壑區(qū)陜西省咸陽市北部、國家規(guī)劃的13個煤炭基地—黃隴基地的主力礦區(qū)------彬長礦區(qū)為研究區(qū)，通過該礦區(qū)9個主要生產(chǎn)煤礦的地質(zhì)、采礦、水土流失、土壤、植物調(diào)研以及土壤、植物樣品的采集分析

2、，運用灰色關(guān)聯(lián)分析法，以彬長礦區(qū)地表坡面形態(tài)和井下采煤特征為基礎(chǔ)，對數(shù)值模型的框架進(jìn)行設(shè)計，包括地表坡面形態(tài)設(shè)計和開采煤層覆巖結(jié)構(gòu)設(shè)計。以采厚、采深、地表坡度及相應(yīng)坡長為變化因素，構(gòu)建了2個系列共45個數(shù)值模型。以FLAC3D為實驗平臺，對每一個數(shù)值模型井下開采進(jìn)行模擬，并通過編程提取下沉、水平移動數(shù)據(jù)，篩選出開采煤層厚度（采厚）和采煤深度（采深），作為影響地表水土流失的井下關(guān)鍵因子。
　　研究了采厚、采深對地表坡面形態(tài)和地表坡面

3、土壤侵蝕的影響規(guī)律。并結(jié)合代表性樣點植物群落特征調(diào)查，研究了采煤活動對棄渣場和沉陷區(qū)植被的影響作用；得到如下主要結(jié)論：
　　（1）地表坡度隨著采厚的增加而呈現(xiàn)增大的變化趨勢，自然坡度越大，該變化趨勢越明顯。地表坡度隨采厚增加而增大的變化趨勢因自然坡度不同而異。地表坡面坡長會隨著采厚增加而呈現(xiàn)減小的變化趨勢，且整體上表現(xiàn)為自然坡度越小，該變化趨勢越明顯。地表坡長隨采厚增加平均減小率因自然坡度不同而不同。
　?。?）地表坡度的增

4、幅隨著采深增加而呈現(xiàn)減小的趨勢，且自然坡度越大，該變化趨勢越明顯。地表坡度增幅隨采深增加而減小的變化趨勢因自然坡度不同而異。地表坡面坡長減幅會隨著采深增加而呈現(xiàn)減小的變化趨勢，且整體上表現(xiàn)為自然坡度越小，該變化趨勢越明顯。地表坡長隨采深增加平均減小率因自然坡度不同而不同。
　　（3）采厚增加導(dǎo)致地表坡度增大、坡長減小，從而導(dǎo)致侵蝕模數(shù)隨之增大，土壤侵蝕增強。
　?。?）采深增加導(dǎo)致地表坡度增幅和坡長減幅變小，從而導(dǎo)致坡面的侵

5、蝕模數(shù)增幅隨之減小
　　（5）依坡度及深厚比，將彬長礦區(qū)采煤后形成的連續(xù)破壞形態(tài)的下沉盆地劃分為緩傾斜—連續(xù)破壞型、傾斜—連續(xù)破壞型、陡—連續(xù)破壞型、急陡—連續(xù)破壞型4種類型，并給出了每種下沉盆地判定的條件。
　?。?）采煤沉陷區(qū)與非沉陷土壤養(yǎng)分、水分在坡度小于15°時變化不顯著，大于15°時沉陷區(qū)土壤養(yǎng)分水分減小，且大于2m以下土壤有干化現(xiàn)象。在坡度小于15°時，沉陷對群落中物種種類構(gòu)成與物種多樣性影響較小，但在坡度大于1