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专利号: 2018109076201
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种采矿区适宜自然恢复的土地裂缝判别方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1)对裂缝区域进行勘查,获得基础地理数据,这些数据包括裂缝长度、宽度、裂缝深度,导水裂隙高度与采深的差值,数字高程地形DEM,土地利用类型,植被覆盖度;

步骤2)判断裂缝对地面人畜安全和地下采矿生产安全是否有影响,当裂缝宽度大于

37.5cm时,此时判定为对地面人畜安全有影响,需要实施裂缝充填的人工恢复措施;当裂缝深度发育在采空区上方,裂缝深度大于或等于导水裂隙带高度与采深的差值,此时判定为对地下采矿生产安全有影响,需要实施裂缝充填的人工恢复措施;除上述两种情况,还包括对地面人畜安全和地下采矿生产安全无影响的裂隙;

步骤3)对于无影响的裂缝,根据基础数据计算裂缝在侵蚀作用下的自然恢复时间;自然侵蚀作用下,裂缝周边一些土地单元的表层物质,由高到底汇流到裂缝中,最终将裂缝填平,裂缝实现自然恢复;这些土地单元的表层侵蚀物质称为充填物料,这些土地单元的集合称为充填物料的物源区;裂缝自然恢复所需要的时间按如下公式计算:式中,T为裂缝在自然侵蚀作用下的恢复时间,单位为年;L、W、D分别为裂缝的长度、宽度和深度,单位都为m;∑(S×p(x,y))是物源区内所有栅格单元在一年时间所产生的充填

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物料的总体积,单位为m/年;S是物源区内单个栅格单元的面积,单位为m ;p(x,y)物源区内空间位置为(x,y)的栅格的在一年时间所产生的充填物料的体积,即物料供给模数,单位为

10-2m3/(m2.年);

所述物源区及区内坡度的提取基于野外获取的数字高程地形DEM完成,ArcGIS软件中成熟的水文分析和空间分析模块能够快速实现;物源区提取后,将物源区按照格网法划分为栅格单元;将植被覆盖度和坡度数据与栅格单元叠加,读取每个栅格单元的坡度、植被覆盖度;根据我国土壤侵蚀分类分级标准(SL 190-2007)确定不同坡度和植被覆盖度下的物料供给模数的范围;

依照栅格单元的坡度和植被覆盖度确定物料供给模数的取值范围,然后分别对坡度和植被覆盖度线性内插,得到两个物料供给模数,再求取二者的平均值,最终得到该栅格单元的物料供给模数,具体计算公式为:式中,p(x,y)物源区内空间位置为(x,y)的栅格的物料供给模数,Veg为空间位置为(x,y)的栅格的植被覆盖度,[Vegmin,Vegmax]为Veg确定的植被覆盖度的归属范围;Slop为空间位置为(x,y)的栅格的坡度,[Slopmin,Slopmax]为Slop确定的坡度的归属范围;[pmin,pmax]为Veg和Slop确定的物料供给模数的归属范围;

步骤4)判断裂缝自然恢复时间是否可以容忍,不能容忍的实施人工修复策略,能容忍的实施自然恢复策略;将土地利用类型分为耕地、草地、园地和林地;将每条裂缝所在区域的土地利用类型、自然恢复时间与裂缝自然恢复的容忍时间对比,当自然恢复时间超过裂缝自然恢复的容忍时间,则需要实施裂缝充填的人工恢复措施,反之,可以实施自然修复策略。

2.根据权利要求1所述的一种采矿区适宜自然恢复的土地裂缝判别方法,其特征在于,栅格单元的大小取为1m×1m为优。

3.根据权利要求1所述的一种采矿区适宜自然恢复的土地裂缝判别方法,其特征在于,耕地裂缝、草地裂缝、园地裂缝、林地裂缝自然恢复容忍时间分别为1、3、5、15年。