岳圣山煤矿地处我国山西省晋城市泽州县境内,年生产能力达45万t。该煤矿于2012年开始对9号和15号煤层进行煤炭开采,煤炭开采分3个阶段进行,预计全区采完共需16.5年。此煤矿位于长河流域范围内,长河流域内共涉及11个煤矿。通过对流域内煤炭资源的开采,极大地提高了泽州县的经济效益。但大面积、高强度的采煤活动,预计也将会引发严重的环境问题:地表大面积沉降、植被破坏和地下水污染等。环境问题的出现,严重地影响和制约了该区域经济的发展,同时也给人们的生活和正常的生产活动带来了极大的不便。解决这个问题关键是土地复垦,而矿区土地复垦的适宜性研究正是这一项工作的基础。本文在此背景下,以晋城市岳圣山煤矿拟损毁区为研究范围,以土地复垦相关理论和土地质量评价理论为理论基础,以ENVI、MSPS和ArcGIS为技术手段,采用层次分析法和加权指数和法,对不同开采时序条件下的多层开采煤矿进行了沉陷预计、沉陷可视化、土地适宜性和复垦策略的研究,获得以下主要的研究结果:1.本文采用概率积分法作为开采塌陷预计的方法,利用MSPS软件对地表下沉预测参数进行数据处理,得到该煤矿的水平变形等值线图、水平移动等值线图、倾斜等值线图、曲率等值线图和下沉等值线图。按照规程以下沉10 mm作为地表移动边界,并以此划定了该煤矿的研究区范围,研究区的总面积为357.77 hm2。2.利用ENVI软件对SPOT影像数据进行几何校正、影像裁剪、监督分类、分类后处理和精度评价,提取出了研究区的土地利用现状数据。研究区土地利用现状类型分为五类,其中耕地272.78hm2,林地5.39hm2,草地25.77hm2,水域及水利设施用地1.54 hm2,城镇村及工矿用地52.30 hm2。3.利用MSPS软件对研究区进行沉陷预测,基于得到的下沉等值线、水平变形、曲率和煤层倾斜数据,结合ArcGIS的三维可视化功能和空间分析功能,对地表沉陷结果进行三维可视化显示,并获得了研究区不同开采时序各地类的土地损毁预测破坏程度信息。①第一阶段、第二阶段和第三阶段土地损毁面积分别为139.90 hm2、189.47hm2和303.93 hm2,其中第二阶段到第三阶段的土地损毁增长面积占总面积的70%,说明第三阶段土地的损毁情况最严重。②从三个开采阶段来看,每个阶段的轻度、中度和重度损毁的面积比都接近84:15:1,说明煤炭开采对土地造成破坏过程中,开采时序和开采范围对土地不同损毁程度占比没有影响或影响较小。4.通过对高程、坡度、距水域距离、塌陷预测破坏程度、距道路距离、降雨量和土壤肥力这7个指标因子的整理和分析,兼顾行业相关标准,尤其针对高程、降雨量和土壤肥力这三个指标,又采用了统计分析的方法,进一步确定了这三个指标因子的分级标准,最终确定了复垦适宜性评价因子的分级标准。5.研究区土地复垦适宜性的研究结果表明,由于不同时序多层煤炭资源的开采,土地的质量越来越低。主要表现为:从煤炭开采第一阶段到第三阶段,耕地一等地质量占比的3%转化成了二、三等地,约21.64 hm2;林地一等地质量占比的27%转化成了二、三等地,约1.46hm2;草地一等地质量占比的10.9%转化成了二、三等地,约3.79hm2。6.针对不同的煤炭开采阶段采取不同的复垦策略,第一阶段主要通过人工治理的方法,对地表初期的小裂缝进行填补;随着煤层开采深度的增加、工作面开采范围的变大,第二阶段主要通过人工和机械治理相结合的方法,对地表的破坏情况进行填补和平整;第三阶段的煤炭开采时间,煤层数及开采范围均达到最大程度,除了前期的人工和机械治理外,需要结合一定的生物措施,来改善土壤的肥力和状态。因地、因时制宜的选择不同的复垦策略,能够有效的保证或提高农业生产,能够创造和改善良好的生态环境,并且可以给人们带来良好的经济效益和社会效益。