【技术实现步骤摘要】
本公开涉及煤炭开采、绿色矿山，具体涉及基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、目前，一些干旱半干旱地区属于生态脆弱区，降水不足，水资源匮乏，土地荒漠化和沙漠化问题严重，导致土地贫瘠、植被稀疏，生态系统极易丧失平衡。而随着西部矿区采矿活动的加剧，矿区水资源的保护以及生态环境的维持面临着极大的挑战，减少矿产资源开发过程中水资源损失是生态脆弱矿区水资源管理的重点。
3、目前，主要从煤-隔水层-水空间关系等采煤地质条件、生态水位下降程度、植被与地下水约束关系、煤层覆岩隔水特性、环境工程地质模式和浅表层水资源赋存分布规律及数学理论评价方法等角度进行保水采煤分区，研究成果对西北矿区保水采煤具有重要意义。目前，针对潜水水位恢复时间角度开展保水采煤分区研究，未见相关报道。
4、然而，随着矿区煤炭资源大规模开采，开采深度逐渐增加，煤炭开采较浅埋藏煤层开采时对潜水资源影响剧烈程度减缓，但矿区潜水仍存在采动渗漏、之后又潜水不同程度恢复。潜水水位恢复时间长短对于矿区植被生态具有显著影响意义，基于此，从生态水位恢复时间和植被生态敏感性等角度开展西部矿区保水采煤区划方法的相关研究，其对于矿区生态环境保护和煤炭产能规划具有重要意义。
技术实现思路
1、本公开为了解决上述问题，提出了基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法及系统，能够解决煤层采动下保水采煤分区划分问题，
2、根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
3、基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，包括：
4、获取矿区内地质基本信息、监测井潜水水位信息以及植被覆盖信息；
5、根据监测井潜水水位信息获取煤层开采前历史潜水水位埋深均值分布图；
6、根据植被覆盖信息，计算煤层开采前历史平均植被盖度fvc均值，获取不同等级植被覆盖率分布图以及植被对地下水埋深的敏感度分区图；
7、根据不同条件下地下水生态安全水位阈值，获取不同等级安全水位分布图，基于生态水位恢复时间预计方法计算每个栅格单元中水位恢复至生态安全水位埋深阈值所需时间，形成开采后生态水位恢复时间分区图；确定保水采煤矿井生态恢复分区标准，将恢复时间分区图和植被敏感度分区图叠加，对矿井进行保水采煤生态恢复模式划分，获取保水采煤矿井等级类型分区图。
8、根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
9、基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划系统，包括：
10、数据获取模块，用于获取矿区内地质基本信息、监测井潜水水位信息以及植被覆盖信息；
11、数据分析模块，用于根据监测井潜水水位信息获取煤层开采前历史潜水水位埋深均值分布图；
12、根据植被覆盖信息，计算煤层开采前历史平均植被盖度fvc均值，获取不同等级植被覆盖率分布图以及植被对地下水埋深的敏感度分区图；
13、区划模块，用于根据不同条件下地下水生态安全水位阈值，获取不同等级安全水位分布图，基于生态水位恢复时间预计方法计算每个栅格单元中水位恢复至生态安全水位埋深阈值所需时间，形成开采后生态水位恢复时间分区图；确定保水采煤矿井生态恢复分区标准，将恢复时间分区图和植被敏感度分区图叠加，对矿井进行保水采煤生态恢复模式划分，获取保水采煤矿井等级类型分区图。
14、与现有技术相比，本公开的有益效果为：
15、本公开提供基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，通过根据矿区内的地下水位资料，使用arcgis区划研究区域内浅层地下水埋深；生态安全地下水位埋深阈值的确定，主要依据研究区域中由地表地形地貌、植被因素等决定的生态地质环境类型和由含水层介质、地下水补给和径流条件等决定的水文地质类型。此外，植被生长、河湖基流量和土地荒漠化等生态环境因素对水位变化的响应也会对其阈值产生影响。所以结合各区域内气候条件、水文地质条件等得到生态安全水位埋深阈值能够获取多个因素对水位变化的影响，通过潜水水位恢复预计方法，对不同埋深地下水恢复至生态安全水位埋深的时间进行区划；在恢复时间演化规律的基础上，同时考虑植被生态等因素，根据水位恢复时间长短区划保水采煤等级。主要侧重于煤矿开采与地下水的协调关系，通过地下水恢复时间预计来判断矿区开采后的生态状况，便于更有效的提出保水采煤措施。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，所述矿区内地质基本信息为地质条件和煤层开采条件，具体的包括矿区上覆岩层、土层以及潜水含水层的岩层结构，各岩层厚度、密度、弹性模量、内摩擦角、粘聚力和泊松比物理力学参数，上覆隔水岩层或土层的渗透系数、孔隙率和给水度水文地质参数；煤层埋深、煤层开采厚度、工作面斜长、采煤方法、水位监测井与采煤工作面的相对位置。
3.如权利要求1所述的基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，潜水水位监测井信息以及植被覆盖信息包括：矿区地面标高、水位监测井位置及潜水位数据；植被覆盖信息由遥感监测获取，包括：基于TERRA卫星影像的MODIS影像资料、NDVI值以及气象数据。
4.如权利要求1所述的基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，潜水水位埋深均值分布图的获取过程为：基于统计学理论，结合历史的潜水水位监测井水位和高程信息，采用ArcGIS软件的Kriging插值法依次得到开采前设定连
5.如权利要求1所述的基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，植被对地下水埋深的敏感度分区图的获取过程为：先获取不同等级植被覆盖率分布图，植被覆盖度FVC为植被冠层垂直投影的面积与统计的有效区域面积的比值，使用归一化植被指数NDVI进行FVC估算，按照划分标准，将植被覆盖度划分为低覆盖度、中等覆盖度以及高覆盖度三个等级，通过ArcGIS栅格计算得到与设定连续时段的平均植被盖度FVC均值，绘制不同等级植被覆盖率分区图。
6.如权利要求5所述的基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，结合FVC对水位埋深变化的敏感度关系，获取研究区域内的植被敏感度分区图，包括：获取历史FVC与地下水埋深的统计关系，制定划分标准，通过ArcGIS将潜水水位埋深均值分布图保持与植被遥感影像空间分辨率一致，将FVC与同尺度条件下的地下水埋深数据进行栅格配准，把同一时段的潜水埋深等值线图与植被覆盖率分区图叠加，形成研究区域植被敏感度分区图。
7.如权利要求1所述的基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，根据不同条件下地下水生态安全水位阈值，获取不同等级安全水位分布图包括：确定生态安全地下水位埋深阈值的影响因素，获取区域地形地貌、植被以及地表水体的生态－水－地质信息，将其划分为不同的生态地质环境单元，采用地下水位及地下水生态环境的历史回归法，基于各代表性监测井水位数据构建对应的量化关系模型，确定不同水文地质单元的生态水位阈值，结合经验值和模型对研究区域内不同生态安全地下水位埋深阈值进行分区。
8.如权利要求7所述的基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，潜水生态水位恢复时间预计方法为计算每个区域内水位恢复至步确定的生态安全水位埋深阈值所需时间，并基于ArcGIS空间分析提出每个网格单元的恢复时间，对研究区域内不同埋深的潜水水位恢复时间按照迅速恢复、快恢复、可以恢复以及难以恢复进行区划，并绘制恢复时间区分图。
9.如权利要求1所述的基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，区划矿区保水采煤等级，包括：确定保水采煤矿井分区标准，根据标准，运用ArcGIS配准后，将恢复程度分区图和植被敏感度分区图叠加，获得研究区保水采煤矿井等级类型分布图。
10.基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，所述矿区内地质基本信息为地质条件和煤层开采条件，具体的包括矿区上覆岩层、土层以及潜水含水层的岩层结构，各岩层厚度、密度、弹性模量、内摩擦角、粘聚力和泊松比物理力学参数，上覆隔水岩层或土层的渗透系数、孔隙率和给水度水文地质参数；煤层埋深、煤层开采厚度、工作面斜长、采煤方法、水位监测井与采煤工作面的相对位置。
3.如权利要求1所述的基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，潜水水位监测井信息以及植被覆盖信息包括：矿区地面标高、水位监测井位置及潜水位数据；植被覆盖信息由遥感监测获取，包括：基于terra卫星影像的modis影像资料、ndvi值以及气象数据。
4.如权利要求1所述的基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，潜水水位埋深均值分布图的获取过程为：基于统计学理论，结合历史的潜水水位监测井水位和高程信息，采用arcgis软件的kriging插值法依次得到开采前设定连续时段的矿区的潜水埋深等值线图，并通过arcgis中的栅格计算器得到年均开采前研究区域的潜水埋深均值等值线图。
5.如权利要求1所述的基于采后潜水位恢复时间的矿区保水采煤区划方法，其特征在于，植被对地下水埋深的敏感度分区图的获取过程为：先获取不同等级植被覆盖率分布图，植被覆盖度fvc为植被冠层垂直投影的面积与统计的有效区域面积的比值，使用归一化植被指数ndvi进行fvc估算，按照划分标准，将植被覆盖度划分为低覆盖度、中等覆盖度以及高覆盖度三个等级，通过arcgis栅格计算得到与设定连续时段的平均植被盖度fvc均值，绘制不同等级植被覆盖率分区图。
6.如权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘士亮，张文慧，郑雨生，王傲，王山林，毛德强，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。