黄河中游陕北煤矿区不同宽度的采动地裂缝对土壤抗冲性的影响
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煤炭科学技术
- 网络首发时间:2025-01-16 16:11:05
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作者
宋世杰 阮豪 王双明 陈宝灯
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单位
西安科技大学地质与环境学院西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室
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摘要
采动地裂缝作为黄河中游陕北煤矿区显著且最具代表性的采动损害形式,引发的水土流失效应已经不容忽视。为研究采动地裂缝发育对周围土壤抗冲性的影响,选取陕北柠条塔北翼采动地裂缝发育区内宽度为0~10cm、10~20cm、20~30cm的采动地裂缝作为研究对象,采集其周边水平距离0~80cm的表层土壤,测定土壤机械组成、>0.25mm水稳性团聚体、有机质等5个国内外学者普遍关注的土壤抗冲性影响因子和土壤抗冲系数,揭示采动地裂缝周围土壤理化特性指标及抗冲系数的变化规律,构建陕北采动地裂缝发育区表层土壤抗冲系数的预测模型。结果表明:①采动地裂缝周围表层土壤在冲刷作用下产生的泥沙流失量会随冲刷时间的增加呈现“速增(0~1min)、缓增(1~3min)、稳持(3~10min)”3阶段的变化过程,冲刷产生的泥沙流失量主要来自于3min以内,其贡献率超过90%;②采动地裂缝会产生大幅降低周围表层土壤抗冲性的效应,最大降幅为32.1%,且采动地裂缝宽度越大,越靠近地裂缝,该效应越明显;③土壤抗冲系数与砂粒质量分数呈极显著负相关(p0.25mm水稳性团聚体、有机质质量分数呈极显著正相关(p0.25mm水稳性团聚体质量分数可作为陕北采动地裂缝发育区土壤抗冲性的主控因素;④以采动地裂缝宽度、距裂缝水平距离为变量,构建了采动地裂缝发育区表层土壤抗冲系数预测模型,计算发现当水平距离超过158cm时,采动地裂缝对周围表层土壤抗冲性的影响基本消失,其可作为陕北采动地裂缝发育区土壤水蚀性防控的靶向区域。研究结果可为黄河中游陕北矿区水土流失的精准防控提供科学依据。
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关键词
采动地裂缝土壤抗冲性土壤侵蚀原状土陕北煤矿区
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文章目录
0 引言
1 研究区概况
2 材料与方法
2.1样品采集
2.2土壤抗冲性关键影响因子选取
2.3实验方法
2.4数据处理及分析方法
3 结果与分析
3.1 采动地裂缝对周围土壤理化特性的影响
3.1.1对土壤机械组成的影响
3.1.2对土壤有机质的影响
3.1.3对土壤水稳性团聚体的影响
3.2采动地裂缝对周围土壤抗冲性的影响
3.2.1 对径流泥沙量的影响
3.2.2 对土壤抗冲系数的影响
3.3土壤抗冲性与土壤理化特性的相关性分析
4 讨论
5 结论
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引用格式
宋世杰,阮豪,王双明,等.黄河中游陕北煤矿区不同宽度的采动地裂缝对土壤抗冲性的影响[J/OL].煤炭科学技术,1-15[2025-01-17].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20250116.1413.004.html.