一种露天煤矿生态修复窗口期计算方法与流程

1.本发明涉及露天煤矿开采生态修复时间技术领域，具体涉及一种露天煤矿生态修复窗口 期计算方法。


背景技术：

2.随着国家经济高质量转型发展需求，矿山生态修复存在一个窗口期，窗口期越短，意味 着生态修复成本越低，绿色开采水平越高，窗口期为0时表明开采与修复并重实现无损开采， 其长短与开采方法，技术装备和环境气候密切相关。露天煤矿开采过程被形象称为翻天地覆， 开采环节主要涉及采、排、复三个过程。如何根据开采、剥离和修复三个周期性重复过程合 理计算生态修复窗口期，根据关键影响因子，优化缩短窗口期时间，是降低生态修复成本必 须研究和重视的问题。
3.当前露天煤矿研究主要涉及开采方法、开采工艺、边坡治理、采空区修复等，均为局部 分析或单一模式修复方法，未有评价露天矿山绿色开采水平评价方法。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术的问题，本发明根据开采强度、赋存特征、环境气候综合计算生态窗 口期本底值，以生态修复窗口期作为绿色开采水平的起始状态，进而采用简单、经济、有效 的方法源头优化因子，避免修复过程交叉、重复和干涉，实现经济高效的生态修复效果。
5.为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种露天煤矿生态修复窗口期计算方法，包括：
7.生产能力：露天矿生产能力越大，资源采出效率越高，生态修复的窗口期越短；
8.采深因子：开采深度越大，代表埋深越大，剥离工程的周期越长，生态修复的窗口期越 长；表土层越厚，意味着生态修复的土壤资源越丰富，生态修复的成本越低；
9.矿体采厚，矿体采厚越大，剥采比越小，经济效益越好，生态修复的窗口期越短；
10.环境因子：包括年降雨量和年平均温度，年降雨量越多、年平均温度越高，生态修复的 窗口期越短；
11.综合考虑生产能力、采深因子、矿体采厚、年降雨量和年平均温度5个因素，露天煤矿 生态修复窗口期t计算方式为：
[0012][0013]
其中，a为生产能力，万吨/年；h为采深因子，m；m为矿体采厚，m；p为年降雨量， m；c为年平均温度，摄氏度；t为生态修复窗口期，年。
[0014]
优选地，对于确定的矿山，所处的地区环境是稳定的，生产能力也是固定的，因此参数 a、c、p是常数，生态修复窗口期t计算方式简化为采深因子与矿体采厚的比值，即剥采比 n：
[0015][0016]
其中，n为剥采比，月。
[0017]
与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0018]
本发明确定了生态修复窗口期的影响因子，根据开采规模，开采深度，矿体厚度和环境 因子计算生态修复窗口期，为生态修复和绿色开采水平评价提供的一个基础参考值，以参考 值为基本背景，结合开采参数，气候季节特征、植被类型，因地制宜地做好生态修复窗口期 优化工作，及时、有效、经济地实现矿山生态修复，推动生态文明建设。
附图说明
[0019]
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描 述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些 附图获得其他附图。
[0020]
图1为露天煤矿生态修复窗口期关系示意图；
[0021]
图2为本实施例露天矿煤层赋存图；
[0022]
图3为本实施例窗口期计算曲线。
具体实施方式
[0023]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描 述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中 的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都 属于本发明保护的范围。
[0024]
露天煤矿生态修复窗口期计算方法，如图1所示，包括：
[0025]
生产能力：露天矿生产能力越大，资源采出效率越高，生态修复的窗口期越短；
[0026]
采深因子：开采深度越大，代表埋深越大，剥离工程的周期越长，生态修复的窗口期越 长；表土层越厚，意味着生态修复的土壤资源越丰富，生态修复的窗口期越短；
[0027]
矿体采厚，矿体采厚越大，剥采比越小，经济效益越好，生态修复的窗口期越短；
[0028]
环境因子：包括年降雨量和年平均温度，年降雨量越多、年平均温度越高，生态修复的 窗口期越短；
[0029]
综合考虑生产能力、采深因子、矿体采厚、年降雨量和年平均温度5个因素，露天煤矿 生态修复窗口期t计算方式为：
[0030][0031]
其中，a为生产能力，万吨/年；h为采深因子，m；m为矿体采厚，m；p为年降雨量， m；c为年平均温度，摄氏度；t为生态修复窗口期，年。
[0032]
对于确定的矿山，所处的地区环境是稳定的，生产能力也是固定的，因此参数a、c、p 是常数，生态修复窗口期t计算方式简化为采深因子与矿体采厚的比值，即剥采比n：
[0033][0034]
其中，n为剥采比，月。
[0035]
以神华北电胜利能源有限公司胜利一号露天矿为例：
[0036]
如图2所示，地表往下依次为覆岩1、煤层1、覆岩2、煤层2。其中，煤层1厚度18m， 煤层2厚度36m，覆岩1厚度120m，覆岩2厚度42m。
[0037]
若煤层1和煤层2联采，生产能力：2000万吨/年；采深因子：180m；矿体采厚：54m； 包括煤层1厚度18m，煤层2厚度36m；环境因子：年平均气温为0～3℃，取1.5℃，年降 雨量为295mm；
[0038]
综合考虑生产能力、采深因子、矿体采厚、年降雨量和年平均温度5个因素，露天煤矿 生态修复窗口期t计算方式为：
[0039][0040]
其中，a为生产能力，万吨/年；h为采深因子，m；m为矿体采厚，m；p为年降雨量， m；c为年平均温度，摄氏度；t为生态修复窗口期，年。
[0041]
剥采比n估算生态修复窗口期：
[0042][0043]
通过计算可知，煤层1和煤层2联采，开采生态修复窗口期本底值为3.3～3.4个月，修复 窗口期时间不大，说明该矿开采技术水平较高，经济效益较好，开采过程中如果在窗口期范 围之内做好生态修复工作，说明该矿做到了及时修复和高质量开采。又因锡林郭勒盟主要气 候特点是风大、干旱、寒冷，自然气候可供生态修复的季节时间窗口较短，每年必须提前做 好生态修复计划。
[0044]
若煤层1单采，生产能力：1000万吨/年；采深因子：120m；矿体采厚：18m；环境因子： 年平均气温为0～3℃，取1.5℃，年降雨量为295mm；
[0045][0046]
剥采比n估算生态修复窗口期：
[0047][0048]
图3为本窗口期计算曲线，由此可见，随着剥采比n的增加，或者单开采一层矿体，生 态修复窗口期值变大，说明生态修复周期变长，生态修复经济成本显著增加。