采煤塌陷對風(fēng)蝕的影響研究——以神府-東勝煤田補(bǔ)連塔礦覆沙區(qū)為例.pdf

1、本文以神府-東勝煤田補(bǔ)連塔礦覆沙區(qū)采煤塌陷區(qū)為研究對象，以采煤塌陷對風(fēng)沙活動(dòng)的影響為主要研究內(nèi)容，通過2年系統(tǒng)的野外風(fēng)沙觀測和采樣分析，初步對地表塌陷特征及粒度變化對風(fēng)蝕影響、地表塌陷裂縫對風(fēng)蝕影響、地表塌陷對風(fēng)沙蝕積量和蝕積強(qiáng)度影響、塌陷區(qū)植物群落變化對風(fēng)蝕的響應(yīng)及塌陷區(qū)風(fēng)蝕綜合評判模型等方面進(jìn)行了研究和探討。結(jié)果表明： (1)塌陷地表的形成，改變了原始地表形態(tài)和土壤結(jié)構(gòu)，從而加劇了地表風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的進(jìn)程；粒度變化對風(fēng)蝕響應(yīng)結(jié)果表

2、明：在2004和T2005塌陷區(qū)粒度組成百分比曲線分布形態(tài)一致，均為雙峰態(tài)，兩個(gè)明顯的峰值出現(xiàn)在0.54φmm和0.125φmm處，WT非塌陷區(qū)情況和T塌陷區(qū)相反，分布曲線為單峰，其極值出現(xiàn)在0.125φmm處。因此，由塌陷所導(dǎo)致的地面裂縫、地面階梯狀下沉等使神東礦區(qū)風(fēng)沙區(qū)潛在的可風(fēng)蝕性程度加強(qiáng)。 (2) 通過對不同位置、不同時(shí)段地表裂縫的研究與分析，初步得出了地表塌陷風(fēng)蝕機(jī)理和地表塌陷后風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律；地表塌陷裂縫兩邊干沙層

3、厚度(H)的變化都是隨著遠(yuǎn)離裂縫距離的增加以對數(shù)函數(shù)負(fù)相關(guān)增長，濕沙層含水率(M)的變化是以遠(yuǎn)離裂縫距離的增加以線性函數(shù)正相關(guān)增長，并根據(jù)塌陷裂縫寬度和落差對干沙層厚度及濕沙層含水率的影響關(guān)系，得出了塌陷裂縫對風(fēng)蝕影響的關(guān)系模型。 (3)隨著塌陷年限時(shí)間尺度的延長，風(fēng)沙蝕積量和蝕積強(qiáng)度與塌陷時(shí)間呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系；當(dāng)塌陷強(qiáng)度SSI∈[50％，100％)、SSI∈[35％，50％)時(shí)，蝕積強(qiáng)度均為堆積態(tài)高強(qiáng)度4(CI)，SSI∈[2

4、0％，35％)時(shí)蝕積強(qiáng)度為高強(qiáng)度4(EI)，但局部也存在堆積態(tài)，當(dāng)SSI∈[10％，20％)時(shí)為輕度1(EI)。蝕積狀態(tài)隨塌陷強(qiáng)度的變化而改變，研究結(jié)果顯示，塌陷區(qū)蝕積臨界值的塌陷強(qiáng)度為30.69％，且當(dāng)塌陷強(qiáng)度SSI∈[0，100％]區(qū)間內(nèi)，塌陷強(qiáng)度與區(qū)域風(fēng)沙蝕積量的相關(guān)關(guān)系為多項(xiàng)式函數(shù)。 (4)塌陷區(qū)植物群落的變化是補(bǔ)連塔礦覆沙區(qū)地表塌陷后加快風(fēng)蝕進(jìn)程的重要指征，塌陷強(qiáng)度與植被生長狀況呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；采煤塌陷直接導(dǎo)致植被的死亡