矿业安全与环保

作者：宋世杰, 陈宝灯, 杨帅, 王子垚, 刘志坚, 程霞, 郑贝贝

关键词：采煤沉陷, 凹形黄土坡面, 土壤侵蚀, 陕北矿区, 坡向, 坡位

深刻理解坡面尺度下采煤沉陷的水土流失效应是实现黄河中游煤炭开采区水土流失精准防控的重要科学基础。以陕北典型黄土采煤沉陷盆地为研究区，通过FLAC3D数值模拟，从“坡位(边坡部位、中心部位、边缘部位)、自然坡度(5°、15°、25°、35°、45°)、坡向(顺坡、逆坡)”三元耦合的角度揭示采煤沉陷盆地主断面上凹形黄土坡面形变特征，基于CSLE模型和经验模型阐明凹形黄土沉陷坡面的土壤侵蚀效应。研究结果表明：在“坡位、自然坡度、坡向”三元耦合下，采煤沉陷会导致凹形黄土坡面的坡度增大，其中坡位是关键控制因子，坡度增幅随坡位由边缘向中心过渡呈“先升后降”的变化趋势，并在“边坡部位+自然坡度5°+顺坡”条件下达到最大，为11.85%。无论是在“年侵蚀降雨”尺度还是“典型场次侵蚀降雨”尺度下，采煤沉陷均会导致凹形黄土坡面的土壤侵蚀模数增大，增幅在“边坡部位+自然坡度5°+顺坡”条件下达到最大，分别为11.40%、10.14%，坡位仍是关键控制因子。建议将根据地表凹形黄土坡面在采煤沉陷区的相对位置关系调整优化地下采煤工作面的布置，作为黄河中游陕北黄土采煤沉陷区水土流失效应的采前精准防控策略。

来源：2025年第6期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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