井工煤矿区边采边复的复垦时机优选研究
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摘要
矿区土地复垦是解决矿产开采与耕地保护之间矛盾的有效手段。目前,井工矿区的动态复垦与边采边复技术逐渐受到各方重视。边采边复的时机选择是解决何时、何地、如何复垦的关键,是实现井下开采与地面复垦耦合的核心科技问题。
本研究在借鉴已有成果的基础上,进一步分析明确了井工煤矿区边采边复的复垦时机优选的原则与影响因子,明确了复垦时机的主影响因素。将动态开采沉陷预测技术运用于土地复垦中,验证了模型预测精度,将动态沉陷预测技术与GIS (Geographic Information System)结合,构建了考虑原始地形与地表形变的开采沉陷可视化模型,为后续边采边复的模拟分析提供了技术基础。同时,针对现有采矿设计,从开采沉陷学的角度,建立了基于概率积分法的“单元法复垦时机选择”的数学模型。从井工煤矿区“采矿-复垦一体化”的角度出发,提出了井上下耦合的边采边复和复垦时机优选技术。分别以单一工作面和单一采区多工作面开采为例,运用单元法和基于复耕率为优选标准的方法对边采边复时机进行了优选。
Mine land reclamation is an effective way to improve land resources utilization and mitigate the conflict between mine exploitation and land protection. Currently, many technologies including dynamic reclamation, concurrent mining and reclamation technologies, were emphasized by scholars. Reclamation time for concurrent mining and reclamation is crucial for solving when, where, and how reclamation work should be implemented, and it is the core scientific and technological issues for coupling underground excavations and reclamation work on surface ground.
Based on previous studies, this study clarified the principals and main influence factors for reclamation time optimization, when utilizing concurrent mining and reclamation technology in underground mining regions. A dynamic subsidence prediction method was adopted to improve prediction accuracy in reclamation work, and was validated through field data. Combined the dynamic prediction methods and GIS (Geographic Information System), a visualization model which considering both pre-mining physiographic and deformation were developed. Furthermore, a mathematical model entitled "Element Method for Reclamation Time"(EMRT) was created based on probability integration method. In terms of integration of mining and reclamation in underground coal mine, concurrent mining and reclamation for coupling underground excavation and reclamation work, and related reclamation time optimization technique was discussed. Finally, reclamation time for single panel and single mining region, which includes several panels were optimized, based on EMRT and percentage of farmland reclamation, respectively.
本研究在借鉴已有成果的基础上,进一步分析明确了井工煤矿区边采边复的复垦时机优选的原则与影响因子,明确了复垦时机的主影响因素。将动态开采沉陷预测技术运用于土地复垦中,验证了模型预测精度,将动态沉陷预测技术与GIS (Geographic Information System)结合,构建了考虑原始地形与地表形变的开采沉陷可视化模型,为后续边采边复的模拟分析提供了技术基础。同时,针对现有采矿设计,从开采沉陷学的角度,建立了基于概率积分法的“单元法复垦时机选择”的数学模型。从井工煤矿区“采矿-复垦一体化”的角度出发,提出了井上下耦合的边采边复和复垦时机优选技术。分别以单一工作面和单一采区多工作面开采为例,运用单元法和基于复耕率为优选标准的方法对边采边复时机进行了优选。
Mine land reclamation is an effective way to improve land resources utilization and mitigate the conflict between mine exploitation and land protection. Currently, many technologies including dynamic reclamation, concurrent mining and reclamation technologies, were emphasized by scholars. Reclamation time for concurrent mining and reclamation is crucial for solving when, where, and how reclamation work should be implemented, and it is the core scientific and technological issues for coupling underground excavations and reclamation work on surface ground.
Based on previous studies, this study clarified the principals and main influence factors for reclamation time optimization, when utilizing concurrent mining and reclamation technology in underground mining regions. A dynamic subsidence prediction method was adopted to improve prediction accuracy in reclamation work, and was validated through field data. Combined the dynamic prediction methods and GIS (Geographic Information System), a visualization model which considering both pre-mining physiographic and deformation were developed. Furthermore, a mathematical model entitled "Element Method for Reclamation Time"(EMRT) was created based on probability integration method. In terms of integration of mining and reclamation in underground coal mine, concurrent mining and reclamation for coupling underground excavation and reclamation work, and related reclamation time optimization technique was discussed. Finally, reclamation time for single panel and single mining region, which includes several panels were optimized, based on EMRT and percentage of farmland reclamation, respectively.
引文
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