[發明專利]一種基于煤炭資源開發的生態地質環境類型劃分方法

有效

• 申請號: 201810089353.1
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108416686B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 李文平;楊志;王啟慶;喬偉;李小琴
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02;G06Q10/06
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 張春;龔頤雯

一種基于煤炭資源開發的生態地質環境類型劃分方法，屬于生態地質環境保護領域，解決現有技術中缺少在實施采煤活動前，對將開采區域內地表不同的地質環境與生態環境相結合考慮。本發明在對區域生態、水文、地質等相關資料調查的基礎之上，將模糊德爾菲層次分析法和加權模糊C均值聚類法結合，判斷確定不同的生態地質環境類型。本發明根據現有的生態水文地質資料，能夠快速有效地劃分出不同的生態地質環境類型，確定生態地質特征及其對煤炭資源開采活動的敏感性，為保護類似干旱半干旱地區珍惜的潛水資源，維護好脆弱的生態環境同時選擇恰當的采煤方法實現煤炭資源的開發利用提供科學依據，對西北生態環境脆弱區保水采煤具有重要意義。

技術領域

本發明涉及生態地質環境保護領域，尤其是涉及一種基于煤炭資源開發的生態地質環境類型劃分方法。

背景技術

煤炭資源是一種重要的自然資源，同時也是許多工業諸如鋼鐵、水泥、化工等能源及材料的基礎來源，占據中國一次性能源消費結構的比重超過70％。隨著中國東部地區煤炭資源逐漸枯竭，煤炭工業發展的重點迅速向中國西部地區轉移。在未來10年，中國西部五省包括山西、陜西、內蒙、寧夏、新疆的煤炭產量將超過中國煤炭總產量的70％。然而，中國西部地區多年平均降雨量稀少，蒸發量巨大，屬于干旱-半干旱地區，水資源貧乏，生態環境脆弱。且近幾年來，隨著該區煤炭資源大規模開采，尤其埋深較淺的首采煤層的開采，帶來了一系列的礦山環境地質問題，地下水位下降格外凸顯，產生了井泉干涸，地表徑流量減少，河流兩岸的流域生態嚴重破壞等直接后果，致使生態地質環境質量一直下降。尤其近些來，生態地質環境問題引起了人民和國家高度重視，為此，在2014年國家“973”計劃項目指南中將“我國西部生態脆弱區煤炭科學規模開發與水資源保護”列入了“能源科學領域”資助研究方向之一。

生態地質環境是研究地質環境與生態的關系，包括各種地質體、地質過程、環境變化、生物效應和生物活動(主要是人類活動)對地質環境的影響。在中國西部干旱半干旱生態脆弱區，大規模煤炭開采活動將對潛水含水層水資源的賦存產生重大影響，由于采煤引起地表開裂和沉陷，可能發生嚴重的漏水，導致潛水水位大幅下降。潛水水位的下降將進一步影響地表植被，因為植物將無法吸收潛水含水層的水分。結果，如果潛水水位持續下降，生態地質環境可能惡化。因此，地表徑流和松散砂層潛水是連接地質環境與生態環境的橋梁，具有重要的生態功能。然而，不同類型的生態地質環境對采煤活動的敏感性也是不同的。生態地質環境較差的地區對煤礦開采活動的敏感性較差，而生態地質環境較好的地區對即使小規模的采礦活動都具有很強的敏感性。因此，根據不同的生態地質環境特征分類的生態地質環境類型是必要的。這樣的分類可以為保護寶貴的潛水含水層水資源，維護原本脆弱的生態地質環境，以及為礦區規劃及開采方式選擇等工作提取基礎依據，對實現干旱-半干旱區生態環境保護開采具有重要意義。

現階段國內外的技術多集中于采煤活動完成后造成的對原有的地表地質環境或生態環境破壞后的監測、評價及修復措施，缺少在實施采煤活動前，對將開采區域內地表不同的地質環境與生態環境相結合考慮，進行不同生態地質環境類型的區分，以根據不同的生態地質環境條件，為具體的煤炭資源開采活動提供，以達到既實現對煤炭資源的開發，又可以盡可能的減少對地表生態地質環境的破壞，并為之后的礦區地表生態地質環境的修復治理奠定必要的基礎，實現煤炭資源開發與生態地質環境保護的協調發展。

影響生態地質環境的因素翻多復雜，并且各個因素之間相互關聯、相互影響，各個因素對生態地質環境的整體影響作用不同，加之影響生態地質環境的各個因素大都具有數據模糊性和評價標準模糊性等特點。因此，利用模糊數學的理論與方法，以ArcGIS和MATLAB為計算平臺，采用構建劃分生態地質環境類型的層次結構模型，對西部干旱半干旱生態脆弱地區的生態地質環境劃分不同的類型。