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胡振琪学术思想专题

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胡振琪教授研究方向：土地复垦与矿区生态重建；矿区环境与污染土地修复；国土资源利用与管理。

近期研究重点：基于无人机及现代测绘技术的矿区生态环境监测；煤矸石山自燃对大气、土壤的污染规律与机理及自燃综合治理技术；采煤沉陷对土地生态系统的影响规律及修复技术。（来源：中国矿业大学官网）

行业视野: 其他
类别; 55个
关键词; 22位
专家; 15篇
论文; 19208IP
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矿山复垦土壤重构的理论与方法

作者(Author)：胡振琪

摘要：点击观看【《煤炭学报》大讲堂第23期】胡振琪：矿山生态修复的基础理论——土壤重构的理论与方法（答疑环节）土壤是生物之基，土壤重构是矿山土地复垦与生态修复的关键和基础。本文的目的是革新土壤重构理念，凝练和提升土壤重构理论与方法，为矿区土地复垦与生态修复独特基础理论提供支撑。本文回顾了矿山复垦土壤重构的研究历史，从单元土体空间重构的视角，提出了四维重构的概念，即垂直方向（Z）的土壤剖面重构、水平方向（X，Y）的地貌重塑、时间维（T）方向的土壤改良，其中垂向剖面重构是土壤重构的核心，也是土壤重构的狭义概念。总结国内外矿山生态修复成功经验与失败教训，依据土壤发生学原理和师法自然的理念，提出了“土层生态位”和“土壤关键层”的概念，认为不同土层有其独特的生态功能和空间位置，将各个土层在空间的位置及其与相关土层之间的功能关系与作用，称之为“土层生态位”；将影响土壤整体功能和生产力的关键土层，称之为“土壤关键层”。矿山复垦土壤剖面重构的原理就是以土层生态位为理论基础、土壤关键层为构造核心，设计和优化土壤剖面构型并付诸实施的过程，其核心是优化设计各个土层生态位、确定和优化关键层。因此，土壤剖面重构方法就是在深入分析自然土壤剖面结构和损毁土地特征的基础上，基于需求确定重构土壤剖面的目标；然后对每一土层空间生态位适宜度进行分析；再通过土层生态位的空间位、宽度、重叠、差距和竞争等要素分析，确定可能的土壤剖面构型和关键层；最后通过室内外种植试验或模拟试验验证与筛选，从而获得最佳生产力功能的土壤剖面构型。基于这一原理和方法，提出了“分层剥离、交错回填”的土壤重构技术工艺原理，“分层”是满足“土层生态位”和“关键层”构造的要求，“交错”是实现土壤重构连续、高效的施工工艺，并以露天煤矿采复一体化和采煤塌陷地挖深垫浅复垦为例介绍了土壤重构工法。最后，以山东黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地为例，介绍了土壤重构原理与方法的应用和实践。

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煤炭学报

2022年第07期

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黄河流域矿区生态环境与黄河泥沙协同治理原理与技术方法

作者(Author)：胡振琪, 赵艳玲

摘要：黄河流域生态保护与高质量发展已经成为国家战略。黄河泥沙淤积和矿区生态环境恶化是黄河流域面临的两大生态环境难题。在分析这两大问题的特征及协同治理原理的基础上，提出了2者协同治理原理与技术方法。结果表明：① 黄河泥沙与矿区生态环境协同治理存在供需、空间位置、材质、政策、经济等5个方面的协同关系。② 黄河泥沙与矿区生态环境协同治理的关键是解决取沙、输沙、用沙三大环节的技术问题和3者之间的耦合。③ 取沙和输沙可通过多因素优选和设备改进与研制解决。④ 黄河泥沙可以分别用作充填材料、表土替代材料和土壤改良材料。⑤ 黄河泥沙用作充填材料时可采用划分充填条带并在条带末端加设土工布全断面排水沟的强化排水方法实现快速固结排水，采用“夹层式”土壤剖面结构和间隔条带交替式多层多次充填施工工艺实现土壤重构，恢复耕地可实现当年达产。⑥ 分别给出了黄河泥沙作为表土替代材料和土壤改良材料的技术方法，解决材质筛选和组配问题。经在山东省邱集煤矿和内蒙古自治区乌海市矿山生态修复案例分析，证明了黄河泥沙作为充填材料和表土替代材料的可行性。最后对协同治理的应用前景给予了展望。

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煤炭学报

2022年第01期

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黄河下游平原煤矿区采煤塌陷地治理的若干基本问题研究

作者(Author)：胡振琪, 袁冬竹

摘要：黄河下游流经河南和山东两省，该区域为冲积平原地貌，既是我国的粮食主产区，也是重要的煤炭基地。平原煤矿区煤炭开采最主要的生态环境问题是采煤塌陷并严重积水，造成耕地面积减少、生态环境恶化。本文以黄河下游平原煤矿区采煤塌陷地为研究对象，针对治理范围、积水机理和稳沉性分析这三大采煤塌陷地治理的基础性问题进行探讨，并研究其治理战略。研究表明：（1）采煤塌陷地治理范围是一个隐伏信息，比较难以精准确定。传统以下沉10mm的沉陷边界作为治理范围往往过大，应以塌陷对建筑物和耕地的损毁边界作为采煤塌陷地治理范围，对建筑物的损害边界以临界变形值i=3mm/m，ε=2mm/m，K=0.2mm/m2来确定，耕地损毁边界以对耕地生产力开始产生影响的临界下沉值、临界倾斜值、临界水平变形值的最小值来圈定，并提出耕地损毁临界变形值计算方法和治理范围圈定方法。（2）采煤塌陷地积水是平原矿区生态损毁的主要特征和优选治理技术的关键，它主要与地表下沉量、潜水位、气候、土壤结构和质地等因素有关，本文通过厘清塌陷后的地表与潜水位的关系，阐述了塌陷积水的机理及动态过程，并以是否积水作为土地损毁程度评价的重要标准。（3）塌陷稳定性是治理措施和时机选择的关键，本文提出了基于治理阶段性和考虑未来（周边与多煤层）开采影响的塌陷稳定性分析方法。（4）针对黄河下游平原煤矿区耕地损毁严重的问题，改变传统的“末端治理理念”和“零和博弈思维”，提出了“采煤与耕地保护协同发展战略”和“边采边复战略”，可有效保护和恢复耕地，实现煤炭开采与生态保护的协同发展。

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煤炭学报

2021年第05期

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关于煤炭工业绿色发展战略的若干思考——基于生态修复视角

作者(Author)：胡振琪, 肖武

摘要：煤炭工业正面临着前所未有的环境压力。在生态文明建设、绿色发展已经成为国家战略的新形势下，作为我国主要能源的煤炭工业一定要走绿色发展的道路。从煤炭开采对环境影响的不可避免性和严峻性以及国家绿色发展战略要求的紧迫性等方面阐述了煤炭工业绿色发展的必要性和紧迫性。从主动履行生态修复义务、全生命周期生态修复、开采与环境保护协同发展、边采边复、差异化治理、清洁循环利用和创新发展等方面提出了煤炭工业绿色发展战略的几点思考。认为主动履行生态修复义务是绿色矿山建设的前提，贯穿地质勘探、矿山设计、矿山生产、闭矿4个阶段的煤炭资源开发全生命周期生态修复是实现整体保护系统修复的基础，采复一体化与差异化的治理战略是确保绿色矿山高效建设的保障，清洁利用与创新发展是绿色矿山建设与可持续发展的动力。建议将企业主动履行生态修复和实施绿色开采作为衡量矿山是否是绿色矿山的2大核心指标；全生命周期生态修复、边采边复和差异化治理作为绿色发展的核心战略；以协同发展、创新发展作为绿色发展的核心理念。在矿山设计与生产计划中增加生态修复与绿色开采内容作为当前绿色发展迫切要解决的问题。

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煤炭科学技术

2020年第04期

1136

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再论煤矿区生态环境“边采边复”

作者(Author)：胡振琪, 肖武, 赵艳玲

摘要：煤炭资源开发与利用带来一系列生态环境问题，发展与保护的矛盾在经济高速发展背景下冲突日益显著。在当前生态文明建设背景下，矿区生态环境保护与修复成为热点与焦点。针对煤炭资源开发过程中形成的采煤沉陷、露天采场、固体废弃物堆积等损毁对象，以及由此产生的耕地损失、环境恶化、空气污染、矿-地冲突等矿区生态环境与社会问题，改变原有的“末端治理”理念，提出煤矿生态环境“边开采边修复”(简称“边采边复”)理念、技术以及实现路径。认为煤矿区生态环境“边采边复”是基于“源头和过程控制”的理念，而不是传统的“末端治理”理念，其特点是在采矿过程中，同步(时)治理。“边采边复”概念中的“复”既包含狭隘的“复垦(复耕)”，也包含Ecological Restoration中的“修复”的概念，其核心目的是为了及时恢复治理损伤的生态环境，缓解煤炭资源开发利用与环境保护之间的矛盾，确保矿业活动朝着可持续、循环与绿色的方向发展。因此，“边开采边复垦(广义的复垦)”、“边开采边修复”、“边开采边治理”都是一个意思，都可简称“边采边复”或“边采边治”。基于笔者提出的井工矿边采边复技术基础上，进一步凝练与阐述了煤矿区生态环境“边采边复”理念，讨论了煤矿生态环境“边采边复”的原理与类型，介绍了露天矿、采煤沉陷地、煤矸石3种主要损毁对象边采边复的关键技术。煤矿生态环境是一个整体与系统，“边采边复”是贯彻和实施山水林田湖草生命共同体，实现整体保护、系统修复与综合治理的有效保障。边采边复需要考虑治理修复过程的动态性、系统要素的均衡性、整体价值的最大性。为了促进边采边复理念与技术的发展与进步，仍有以下几个方面需要进行深入的研究:① 以系统思维的角度考虑自然资源要素的边采边复综合效益;② 加强边采边复与资源开采的耦合与优化调整机制研究;③ 加强新材料、新技术与新方法与边采边复技术的融合。

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煤炭学报

2020年第01期

2073

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我国土地复垦与生态修复30年：回顾、反思与展望

作者(Author)：胡振琪

摘要：在《土地复垦规定》颁布实施30周年之际，回顾了土地复垦与生态重建的相关政策法规文件、理论和技术成果、科研成果以及人才培养情况：重点阐述了对土地复垦有里程碑作用的法规，介绍了3个独特技术原理的研究进展，对监测诊断、采煤沉陷地治理、煤矸石山生态修复、露天矿复垦等方面的技术进行了述评，并从科技获奖、学术论文和研究生培养等方面给予了定量分析。从最基本的名词概念和发展历史阶段划分等基本问题的反思入手，重点对“谁破坏、谁复垦”的基本原则、复垦责任、复垦资金、复垦监管机制等土地复垦的政策与监管进行了反思，并分别对露天矿、沉陷地、煤矸石山等损毁土地复垦技术进行了反思。最后，对我国土地复垦与生态重建进行展望，认为未来研究的重点是：监测诊断技术、边采边复技术、高质量耕地复垦技术、系统的生态修复技术、关闭矿山的生态修复技术和生态修复监管技术。

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煤炭科学技术

2019年第01期

1010

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采煤沉陷地夹层式充填复垦原理与方法

作者(Author)：胡振琪, 多玲花, 王晓彤

摘要：充填复垦是提高耕地恢复率的有效途径。现有充填技术采用一次性充填方式,形成典型的“土壤层+充填层”双层土壤剖面构型。在覆盖土壤厚度不足的情况下,复垦土地的生产力低,为此,提出“土壤层+充填层+夹层+充填层……”的夹层式多层土壤剖面构型,并以黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地为例,从夹层式充填复垦的原理和方法两个方面进行研究分析。结果表明:根据不同充填材料土壤质地情况,在充填材料层中设置与其质地相异的夹层,可以改善充填材料的水分和营养元素状况,改良了“土壤层+充填层”的双层土壤剖面构型存在的弊端,提高复垦耕地的质量。提出了一种充填复垦采煤沉陷地交替多层多次充填土壤重构方法,通过条带间交替充填工艺和多次充填与土壤回填,实现了夹层式土壤剖面结构重构的连续施工作业。在山东省邱集煤矿进行了实践,夹层式土壤剖面构型的小麦产量可以当年达到甚至高于对照农田。

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煤炭学报

2018年第01期

1872

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矿山土地复垦的新理念与新技术——边采边复

作者(Author)：胡振琪, 肖武

摘要：从环境保护和科学开采的理念和要求出发,提出了采矿与复垦同步进行(即边采边复)的科学依据,介绍了美国采矿与复垦法规对边采边复的要求和露天矿山开采-复垦一体化的发展历程及进展,针对我国井工煤矿"先破坏、后复垦"导致土壤资源损失、恢复土地率低、复垦时间长等问题,阐述了边采边复的必要性和可行性。实践证明,边采边复技术对减轻土地损伤、缩短复垦时间、保护土壤资源、提高土地恢复率和增加复垦效益具有重要作用。

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煤炭科学技术

2013年第09期

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