1、淺埋煤層開采與脆弱生態保護相互響應機理與工程實踐【摘要】 基于西部煤田淺埋深且沖溝發育、地表生態極其脆弱的特點,提出了井下保護性開采與地表生態環境防治相互響應的機理,以解決淺埋煤田大規模開采與極脆弱生態系統保護之間的矛盾。綜合采用物理模擬、數值模擬、理論分析及現場實測的方法,對覆巖移動特征及裂隙發育規律、淺埋煤層保水開采機理及其技術適應性分類、地表生態采動適應性規律和生態功能圈構建理論進行了分析,并成功應用于工程實踐。主要研究成果如下:(1)提出了淺埋煤層開采與脆弱生態保護相互響應機理,并成功應用于工程實踐。將城市生態功能圈理念引入荒漠化礦區生態治理中,基于地表生態采動適應性規律和井下保水開采

2、機理,以被人工調控與導向演替、林分結構優化等為技術支持,形成了以植物措施為主的外圍防護圈構建技術、以采前預防、采中保水及采后修復為手段的周邊常綠圈保障技術和中心美化圈園林化建設技術,實現井下開采與井上防治相互響應。(2)初步形成了西部礦區常規淺埋煤層開采覆巖移動型式判別體系?；诔Ｒ帨\埋煤層條件下覆巖與關鍵層同步下沉且裂隙發育受控于關鍵層移動的典型特點,建立了關鍵層初次破斷和周期破斷時的結構力學模型;基于關鍵層的結構穩定性,構建出關鍵層破斷型式的四種判別. 更多還原【Abstract】 Based on the typical conditions of western coalfi

3、eld characterized by the shallow coal seam, the developed gully and the extremely fragile ecological environment, the mechanisms of the mutual response between protective underground mining and sur-face environment protection were present to reconcile the contradictions between the large-scale under

4、ground mining and the fragile environment protection. Physical simulation, numerical simulation, theoretical analysis and field observation were conduc. 更多還原 【關鍵詞】 淺埋煤層； 保水開采； 沖溝； 生態保護； 相互響應； 【Key words】 shallow coal seam； aquifer-protection mining； gully； ecosystem pro-tection； mutual response

5、； 摘要 6-7 Abstract 7-8 Extended Abstract 9-17 圖清單 17-25 表清單 25-27 變量注釋表 27-29 1 緒論 29-45 1.1 問題的提出 29-31 1.2 國內外研究現狀及分析 31-41 1.3 研究目標與研究內容 41-43 1.4 論文的創新點 43-45 2 神東礦區地質條件特征與地表生態環境概況 45-53 2.1 神東礦區概況 45-46 2.2 礦區地質條件概述 46-48 2.3 覆巖物理力學性質 48-49 2.4 礦區典型地質條件分類 49-51 2.5 礦區地表生態特征 51-52 2.6 本章小結 52-53

6、3 常規淺埋煤層開采覆巖活動特征及裂隙發育規律 53-93 3.1 常規淺埋煤層開采覆巖移動及裂隙發育規律 53-63 3.2 覆巖采動裂隙發育分帶（區） 63-67 3.3 常規淺埋煤層開采覆巖結構穩定性分析 67-90 3.4 常規淺埋煤層覆巖移動型式預測 90-92 3.5 本章小結 92-93 4 隔水層采動保水性能演化規律及保水開采機理 93-119 4.1 神東礦區地表環境的合理生態水位 93-94 4.2 隔水層采動保水特性 94-100 4.3 隔水層采動臺階下沉型保水性能演化規律 100-107 4.4 隔水層采動連續下沉型保水性能演化規律 107-109 4.5 淺埋煤層保

7、水開采機理及主要技術 109-117 4.6 本章小結 117-119 5 沖溝下淺埋煤層開采覆巖移動特征及其保水機理 119-143 5.1 沖溝下淺埋煤層開采覆巖移動特征及裂隙發育規律 119-121 5.2 沖溝下淺埋煤層開采來壓步距計算 121-124 5.3 沖溝下淺埋煤層開采坡體結構穩定性力學分析 124-132 5.4 沖溝下淺埋煤層開采工作面支護阻力確定 132-134 5.5 向溝淺埋煤層保水開采機理 134-139 5.6 背溝淺埋煤層保水開采機理 139-141 5.7 本章小結 141-143 6 淺埋煤層保水開采技術適用性分類 143-153 6.1 淺埋煤層保水開采影響因素 143-145 6.2 常規淺埋煤層保水開采技術適用性分類 145-150 6.3 沖溝下淺埋煤層保水開采技術適用性分類 150-152 6.4 本章小結 152-153 7 地表生態環境采動適應性規律 153-167 7.1 井下采動對土壤質量的影響規律 153-156 7.2 井下采動對地表植被根系的影響 156-158 7.3 礦區地表典型植被根系特征 158-162 7.4 礦區地表植被采動適應性 162-166 7.5 本章小結 166-167 8 淺埋煤層開采與脆弱生態保護相互響應工程實踐 167-189 8.1 生態功能圈構建原理與及基礎技術 167-171 8.2