一种平原区的采煤沉陷区土地整治方法

技术领域

本发明属于采煤沉陷区治理技术领域，尤其是涉及一种平原区的采煤沉陷区土地整治方法。

背景技术

煤炭是我国最重要的能源，其中90％的煤炭资源都是通过井工方式进行开采。开采沉陷导致大量土地损毁，如何科学治理沉陷损毁土地是当前我国耕地保护和矿区环境修复的迫切要求。由于我国煤炭资源分布广泛，自然条件不同，资源禀赋差异较大，土地损毁形式多样，无法形成统一的治理模式，需要针对不同类型区的具体损毁条件开发适合的治理方法。

地表移动盆地是由采矿引起的采空区上方地表移动的范围，对沉陷损毁土地进行治理时，需对采矿引起的地表移动盆地特征进行分析。在我国中东部平原区，开采沉陷在地面所引起的损毁形式为连续的下沉盆地，尤其是在超充分采动条件下对近水平煤层进行开采时引起的地表移动盆地一般都为连续的下沉盆地。目前，虽然不少学者针对此类型损毁土地的治理进行了一定的研究，但是治理方法还是较为粗放，没有对采煤沉陷盆地的形态特征进行细致分析，相应也未提出针对性的治理措施。因而，现如今缺少一种方法步骤简单、设计合理且实现方便、治理效果好的平原区的采煤沉陷区土地整治方法，能对平原区因采矿引起的地表移动盆地进行有效治理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种平原区的采煤沉陷区土地整治方法，其方法步骤简单、设计合理且实现方便、治理效果好，能对平原区因采矿引起的地表移动盆地进行有效治理。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种平原区的采煤沉陷区土地整治方法，其特征在于：对采煤沉陷区的地表移动盆地进行土地整治，过程如下：

步骤一、治理区段划分：将需整治的地表移动盆地，由外至内分为四个治理区段；四个所述治理区段由外至内分别为边缘区、边坡区、坡底区和盆底区，所述盆底区位于所述地表移动盆地的中部；

所述地表移动盆地的走向主断面上，从所述地表移动盆地的边界点K1至分界点K2之间的区域为所述边缘区，从分界点K2至分界点K3之间的区域为所述边坡区，从分界点K3至最大下沉点K4之间的区域为所述坡底区；其中，分界点K3和分界点K2分别位于采空区分界点O的内外两侧且二者与采空区分界点O之间的水平距离均为0.4r；所述边缘区的宽度为0.6r且其竖向高度为0.16W₀，所述边坡区的宽度为0.8r且其竖向高度为0.68W₀，所述坡底区的宽度为0.6r且其竖向高度为0.16W₀；其中，r为主要影响半径且其单位为米，W₀为最大下沉值且其单位为米；

步骤二、分区段整治：对所述地表移动盆地的边缘区、边坡区、坡底区和盆底区分别进行土地整治；

其中，对所述边缘区进行土地整治时，采用田块内部平整法进行整治，过程如下：

步骤2011、平整标高确定：根据公式H₁＝H₀-0.08W₀(1)，计算得出所述边缘区的平整标高H₁，H₁的单位为米；公式(1)中，H₀为所述地表移动盆地周侧的地面标高且其单位为米；

步骤2012、土地平整工程量计算：根据公式$>V_1=\frac{1}{2}\times \frac{0.6r}{2}\times \frac{0.16W_0}{2}\times L_1=0.012\times r\times W_0\times L_1$>(2)，计算得出所述边缘区的土地平整工程量V₁，V₁的单位为立方米；公式(2)中，L₁为所述地表移动盆地内所述边缘区的总长度且其单位为米；

步骤2013、土地平整：采用挖高填低的方式，将所述边缘区平整为标高为H₁且宽度为0.6r的平地，土地平整工程量为V₁；

对所述边坡区进行土地整治时，过程如下：

步骤2021、坡角判断：对所述边坡区的坡角大小进行判断：当所述边坡区的坡角＜5°时，采用田块内部平整法对所述边坡区进行整治，进入步骤2022；当所述边坡区的坡角≥5°时，采用水平梯田法对所述边坡区进行整治，进入步骤2023；

步骤2022、田块内部平整法整治，包括以下步骤：

步骤20221、平整标高确定：根据公式H₂＝H₀-0.42W₀(3)，计算得出所述边坡区的平整标高H₂，H₂的单位为米；

步骤20222、土地平整工程量计算：根据公式$>V_2=\frac{1}{2}\times \frac{0.8r}{2}\times \frac{0.68W_0}{2}\times L_2=0.068\times r\times W_0\times L_2$>(4)，计算得出所述边坡区的土地平整工程量V₂，V₂的单位为立方米；公式(4)中，L₂为所述地表移动盆地内所述边坡区的总长度且其单位为米；

步骤20223、土地平整：采用挖高填低的方式，将所述边坡区平整为标高为H₂且宽度为0.8r的平地，土地平整工程量为V₂；

步骤2023、水平梯田法整治：将所述边坡区修整为水平梯田；

对所述坡底区进行土地整治时，采用田块内部平整法进行整治，过程如下：

步骤2031、平整标高确定：根据公式H₃＝H₀-0.92W₀(5)，计算得出所述坡底区的平整标高H₃，H₃的单位为米；

步骤2032、土地平整工程量计算：根据公式$>V_3=\frac{1}{2}\times \frac{0.6r}{2}\times \frac{0.16W_0}{2}\times L_3=0.012\times r\times W_0\times L_3$>(6)，计算得出所述坡底区的土地平整工程量V₃，V₃的单位为立方米；公式(6)中，L₃为所述地表移动盆地内所述坡底区的总长度且其单位为米；

步骤2033、土地平整：采用挖高填低的方式，将所述坡底区平整为标高为H₃且宽度为0.6r的平地，土地平整工程量为V₃；

对所述盆底区进行土地整治时，采用截流沟与泵站相结合的方法进行整治，过程如下：

步骤2041、截流沟修建：在所述盆底区的四周边线上修建一个周边截流沟，并在所述盆底区内修建多个内侧截流沟，每个所述内侧截流沟均与周边截流沟内部相通；

多个所述内侧截流沟包括一个位于所述地表移动盆地的走向主断面上的走向主断面截流沟和多个与走向主断面截流沟呈垂直布设的第一截流沟，多个所述第一截流沟呈平行布设，每个所述第一截流沟均与走向主断面截流沟内部相通；

步骤2042、泵站修建：在每个所述内侧截流沟的两端与周边截流沟之间的交汇处，均修建一个用于将周边截流沟与多个所述内侧截流沟内所存水排出的泵站。

上述一种平原区的采煤沉陷区土地整治方法，其特征是：步骤2012中完成土地平整工程量计算后，还需根据公式P₁＝V₁×S₁＝0.048×r²×W₀×L₁(7)，计算得出对所述边缘区进行土地平整时的需工量P₁，P₁的单位为立方米·米；公式(7)中，S₁为对所述边缘区进行土地平整时的土方平均运距，且$>S_1=\frac{2}{3}\times 0.6r;$>

步骤20222中完成土地平整工程量计算后，还需根据公式P₂＝V₂×S₂＝0.036×r²×W₀×L₂(8)，计算得出对所述边坡区进行土地平整时的需工量P₂，P₂的单位为立方米·米；公式(8)中，S₂为对所述边坡区进行土地平整时的土方平均运距，且

步骤2032中完成土地平整工程量计算后，还需根据公式P₃＝V₃×S₃＝0.048×r²×W₀×L₃(9)，计算得出对所述坡底区进行土地平整时的需工量P₃，P₃的单位为立方米·米；公式(9)中，S₃为对所述坡底区进行土地平整时的土方平均运距，且

上述一种平原区的采煤沉陷区土地整治方法，其特征是：所述地表移动盆地为对近水平煤层进行开采时引起的下沉盆地，对近水平煤层进行开采时，开采工作面的长度为A₀且其宽度为B₀；

步骤2012中进行土地平整工程量计算时，公式(7)中，$>L_1=2\pi (\frac{B_0}{2}+0.7r)+2(A_0-B_0)=\pi B_0+1.4\mathrm{\pi r}+2(A_0-B_0);$>

步骤20222中进行土地平整工程量计算时，公式(8)中，$>L_2=2\pi \frac{B_0}{2}+2(A_0-B_0)=\pi B_0+2(A_0-B_0);$>

步骤2032中进行土地平整工程量计算时，公式(9)中，$>L_3=2\pi (\frac{B_0}{2}-0.7r)+2(A_0-B_0)=\pi B_0-1.4\mathrm{\pi r}+2(A_0-B_0).$>

上述一种平原区的采煤沉陷区土地整治方法，其特征是：步骤一中所述地表移动盆地的走向主断面上，所述盆底区的宽度为(L₀-2r)，其中L为采空区的宽度，且L₀＝A₀。

上述一种平原区的采煤沉陷区土地整治方法，其特征是：步骤2023中将所述边坡区修整为水平梯田之前，先对所修建水平梯田的田面宽度d和田坎高度h进行确定；

对田面宽度d和田坎高度h进行确定时，根据目标函数(10)进行确定；公式(10)中，d和h的单位均为米，P_a为将所述边坡区修整为水平梯田时的需工量且其单位为立方米·米；

根据公式(10)对田面宽度d和田坎高度h进行确定时，约束条件如下：田面宽度d≥14m，田坎高度h≤3m；田坎占地率其中α为田坎坡角且θ＜α＜80°，θ为所述边坡区的坡角；d_m为田坎占地宽度，d₀＝d_m-d；梯田阶数其中MOD表示0.68W₀与h相除后取余数。

上述一种平原区的采煤沉陷区土地整治方法，其特征是：待田面宽度d和田坎高度h确定后，根据公式(11)、公式(12)和公式(13)，分别对将所述边坡区修整为水平梯田时的梯田阶数n、土方量V₄和需工量P₄进行计算。

上述一种平原区的采煤沉陷区土地整治方法，其特征是：所述地表移动盆地为对近水平煤层进行开采时引起的下沉盆地，主要影响角正切值(14)，公式(14)中H为近水平煤层的开采深度，r为主要影响半径。

上述一种平原区的采煤沉陷区土地整治方法，其特征是：步骤2041中所述周边截流沟和多个所述内侧截流沟的横断面结构和尺寸均相同；步骤2041中进行截流沟修建之前，先对周边截流沟和多个所述内侧截流沟的总长度L进行确定，再根据公式V＝M×F(15)，计算得出周边截流沟和多个所述内侧截流沟的总容量V，公式(15)中M为一次暴雨径流模数且其单位为m³/hm²，F为截流沟截水面积且其单位为hm²；之后，根据公式(16)，计算得出周边截流沟和所述内侧截流沟的横断面面积A且其单位为m²，L为周边截流沟和多个所述内侧截流沟的总长度且其单位为m。

上述一种平原区的采煤沉陷区土地整治方法，其特征是：所述周边截流沟和多个所述内侧截流沟的横截面形状均为等腰梯形，所述周边截流沟和多个所述内侧截流沟的深度均为h₀＝△H+△h+s(17)，公式(17)中△H为设计排渍深度或地下水临界埋深且其单位为m，△h为悬挂水头且△h＝0.2m～0.3m，s为日常水深且s＝0.1m～0.2m。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、方法步骤简单、设计合理且实现方便，投入成本较低。

2、治理速度快且施工效率高，能简便、快速完成平原区因采矿引起的地表移动盆地的土地整治过程。

3、治理区段划分简便、合理，并且划分效果好，根据采煤沉陷区的地表移动盆地的开采沉陷曲线特征，对治理区(即地表移动盆地)进行合理划分，具体划分为边缘区、边坡区、坡底区和盆底区等四个治理区段，盆底区位于地表移动盆地的中部，而坡底区、边坡区和边缘区由内至外布设在盆底区外侧。

4、采用分区段治理方法，核心思想是“分段治理，局部优化”，治理方法简便、针对性强且土地整治效果好，对各治理区段分别进行治理，尤其适用于平原区近水平煤层超充分采动条件下采煤沉陷地的土地整治过程，采用分段治理与局部优化的方式进行土地整治，即首先根据开采沉陷地表变形曲线的空间分布特征，将采煤沉陷区划分成不同治理区段，然后根据损毁特征和治理要求，采用对应的土地整治方案，应用前景较好。并且，对各治理区段所采用的土地整理方法步骤简单、实现方便且可操作性强、整治效果好，因而能对平原区因采矿引起的地表移动盆地进行有效治理，尤其适用于近水平煤层超充分采动条件下平原区非积水采煤沉陷地的土地复垦。

综上所述，本发明方法步骤简单、设计合理且实现方便、治理效果好，能对平原区因采矿引起的地表移动盆地进行有效治理。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的方法流程框图。

图2为本发明需整治地表移动盆地的走向主断面上治理区段的划分示意图。

图3-1为采用本发明对边缘区进行整治时的平整标高示意图。

图3-2为采用本发明对坡角＜5°的边坡区进行整治时的平整标高示意图。

图3-3为采用本发明对坡底区进行整治时的平整标高示意图。

图4为采用本发明对边缘区的总长度进行确定时的长度确定状态示意图。

图5为采用本发明将坡角≥5°的边坡区修整为水平梯田时的结构示意图。

图6为本发明所采用第一截流沟的降水示意图。

图7为采用本发明对盆底区进行整治时所修建截流沟与泵站的布设位置示意图。

附图标记说明:

1—周边截流沟； 2—走向主断面截流沟；3—第一截流沟；

4—开采工作面； 5—近水平煤层；6-1—采空区；

6-2—非采空区； 7—泵站。

具体实施方式

如图1所示的一种平原区的采煤沉陷区土地整治方法，对采煤沉陷区的地表移动盆地进行土地整治，过程如下：

步骤一、治理区段划分：将需整治的地表移动盆地，由外至内分为四个治理区段；四个所述治理区段由外至内分别为边缘区、边坡区、坡底区和盆底区，所述盆底区位于所述地表移动盆地的中部。

如图2所示，所述地表移动盆地的走向主断面上，从所述地表移动盆地的边界点K1至分界点K2之间的区域为所述边缘区，从分界点K2至分界点K3之间的区域为所述边坡区，从分界点K3至最大下沉点K4之间的区域为所述坡底区；其中，分界点K3和分界点K2分别位于采空区分界点O的内外两侧且二者与采空区分界点O之间的水平距离均为0.4r；所述边缘区的宽度为0.6r且其竖向高度为0.16W₀，所述边坡区的宽度为0.8r且其竖向高度为0.68W₀，所述坡底区的宽度为0.6r且其竖向高度为0.16W₀；其中，r为主要影响半径且其单位为米，W₀为最大下沉值且其单位为米。

本实施例中，所述地表移动盆地为对近水平煤层5进行开采时引起的下沉盆地，并且是超充分采动条件下对近水平煤层5进行开采时引起的下沉盆地。

在充分采动条件下，主要影响半径r为自主断面下沉曲线拐点到最大下沉点的距离或由此拐点到地表移动盆地边界点的距离。所述地表移动盆地内通过地表最大下沉点所作的沿煤层倾向和走向的垂直断面称为地表移动盆地的主断面。其中，通过地表移动盆地的最大下沉点沿煤层走向作主断面，该主断面为地表移动盆地的走向主断面；通过地表移动盆地的最大下沉点沿煤层倾向作主断面，该主断面为地表移动盆地的倾斜主断面。

其中，近水平煤层5是指倾角小于8°的煤层。地下煤层采出后，地表移动盆地内有多个点的下沉值达到最大下沉值的采动状态称为超充分采动。根据根据近水平煤层5超充分采动条件下的开采沉陷曲线特征，将治理区(即所述地表移动盆地所在的区域)划分为四个所述治理区段。如图2所示，在所述地表移动盆地的走向主断面。

其中，主要影响角正切值(14)，公式(14)中H为近水平煤层5的开采深度，r为主要影响半径。对近水平煤层5进行开采过程中，形成采空区6-1，采空区6-1的左右两侧均为非采空区6-2，采空区分界点O为采空区6-1与非采空区6-2之间的分界点，所述采空区6-1的宽度为L₀。图2中，w(x)为开采沉陷曲线(也称下沉曲线)，W₀为开采沉陷曲线w(x)上的最大下沉点的下沉值。

其中，煤层初次采动的主要影响角正切值tanβ与岩性有关：

岩性类型为坚硬：tanβ＝1.2～1.91；

岩性类型为中硬：tanβ＝1.92～2.4；

岩性类型为软弱：tanβ＝2.41～3.54。

本实施例中，所述边缘区、边坡区、坡底区和盆底区分别为图2中的A区段、B区段、C区段和D区段。

其中，所述边缘区(即A区段)位于所述下沉盆地边缘地段，以下沉盆地影响边界点(即所述地表移动盆地的边界点K1)为起点至距离采空区边界点0.4r处(即分界点K2)，该区段的宽度0.6r且其竖向高度为0.16W₀，坡降为0.16W₀/0.6r；

所述边坡区(即B区段)位于所述下沉盆地的边坡地段，该区段位于采空区边界点两侧0.4r处(即分界点K2与K3之间)，B区段的宽度为0.8r且其竖向高度为(0.84-0.16)W₀＝0.68W₀，该区段的坡降为0.68W₀/0.8r且其下沉曲线上坡度最大的区域；

所述坡底区(即C区段)以采空区6-1内距采空区边界点0.4r处(即分界点K3)为起点至最大下沉值边界点(即最大下沉点)，该区段的宽度宽度为0.6r且其竖向高度为0.16W₀，C区段坡降为0.16W₀/0.6r；

所述盆底区(即D区段)，该区段内下沉值基本相等，坡降接近0。步骤一中所述地表移动盆地的走向主断面上，所述盆底区的宽度为(L₀-2r)，其中L₀为采空区6-1的宽度，且L₀＝A₀。

实际对采煤沉陷区的地表移动盆地进行土地整治时，对四个所述治理区段分别进行整治，也就是说，采用分区段整治的方式进行整治。

步骤二、分区段整治：对所述地表移动盆地的边缘区、边坡区、坡底区和盆底区分别进行土地整治。

其中，对所述边缘区进行土地整治时，如图3-1所示，采用田块内部平整法进行整治，过程如下：

步骤2011、平整标高确定：根据公式H₁＝H₀-0.08W₀(1)，计算得出所述边缘区的平整标高H₁，H₁的单位为米；公式(1)中，H₀为所述地表移动盆地周侧的地面标高且其单位为米。也就是说，H₀为所述地表移动盆地未沉陷之前的地面标高。其中，地面标高H₀和平整标高H₁的高程基准面相同。并且，该高程基准面为全国统一高程基准面，具体是采用青岛验潮站求得的1956年黄海平均海水面为全国统一高程基准面。

步骤2012、土地平整工程量计算：根据公式$>V_1=\frac{1}{2}\times \frac{0.6r}{2}\times \frac{0.16W_0}{2}\times L_1=0.012\times r\times W_0\times L_1$>(2)，计算得出所述边缘区的土地平整工程量V₁，V₁的单位为立方米；公式(2)中，L₁为所述地表移动盆地内所述边缘区的总长度且其单位为米。

步骤2013、土地平整：采用挖高填低的方式，将所述边缘区平整为标高为H₁且宽度为0.6r的平地，土地平整工程量为V₁。

本实施例中，步骤2012中完成土地平整工程量计算后，还需根据公式P₁＝V₁×S₁＝0.048×r²×W₀×L₁(7)，计算得出对所述边缘区进行土地平整时的需工量P₁，P₁的单位为立方米·米；公式(7)中，S₁为对所述边缘区进行土地平整时的土方平均运距，且

本实施例中，如图4所示，对近水平煤层5进行开采时，开采工作面4的长度为A₀且其宽度为B₀。

步骤2012中进行土地平整工程量计算时，公式(7)中，$>L_1=2\pi (\frac{B_0}{2}+0.7r)+2(A_0-B_0)=\pi B_0+1.4\mathrm{\pi r}+2(A_0-B_0).$>

根据我国煤炭开采情况，所述边缘区(即A区段)沉陷所产生边坡的坡角在5度以内，采用田块内部平整法进行治理。治理的关键是平整标高的确定和工程量的计算。

对A区段进行整治时，先根据挖填方量平衡原则计算平整标高H₁，由于该区段的下沉曲线近似为直线，因而按公式(1)计算平整标高H₁。所述地表移动盆地内所述边缘区的总长度L₁，用椭圆周长近似计算，具体是按公式$>L_1=2\pi (\frac{B_0}{2}+0.7r)+2(A_0-B_0)=\pi B_0+1.4\mathrm{\pi r}+2(A_0-B_0)$>进行计算。其中，图4中封闭曲线c1为所述边缘区的中心线。对所述边缘区进行土地平整时的需工量P₁进行计算时，由于需工量指土方量与运距之积，土地整治时不仅要考虑土方量的多少，而且还要考虑运距，这样才能比较准确的说明工作量的大小。本实施例中，对所述边缘区进行土地平整时的土方平均运距需工量P₁按公式(7)进行计算。

本实施例中，对所述边坡区进行土地整治时，过程如下：

步骤2021、坡角判断：对所述边坡区的坡角大小进行判断：当所述边坡区的坡角＜5°时，采用田块内部平整法对所述边坡区进行整治，进入步骤2022；当所述边坡区的坡角≥5°时，采用水平梯田法对所述边坡区进行整治，进入步骤2023。

步骤2022、田块内部平整法整治，包括以下步骤：

步骤20221、平整标高确定：根据公式H₂＝H₀-0.42W₀(3)，计算得出所述边坡区的平整标高H₂，H₂的单位为米，详见图3-2。

步骤20222、土地平整工程量计算：根据公式$>V_2=\frac{1}{2}\times \frac{0.8r}{2}\times \frac{0.68W_0}{2}\times L_2=0.068\times r\times W_0\times L_2$>(4)，计算得出所述边坡区的土地平整工程量V₂，V₂的单位为立方米；公式(4)中，L₂为所述地表移动盆地内所述边坡区的总长度且其单位为米。

步骤20223、土地平整：采用挖高填低的方式，将所述边坡区平整为标高为H₂且宽度为0.8r的平地，土地平整工程量为V₂。

步骤2023、水平梯田法整治：将所述边坡区修整为水平梯田。

其中，平整标高H₂和地面标高H₀的高程基准面相同。

因而，对所述边坡区(即B区段)进行土地整治时，根据沉陷后该区段的坡角分两种情况进行整治：如果坡角小于5度，采用类似A区段的土地整理方式；如果坡角不小于5度，则采用水平梯田法进行整治。

其中，坡角为坡面与水平面的夹角叫做坡角；坡度为坡度是地表单元陡缓的程度，通常把坡面的垂直高度和水平距离的比叫做坡度(或叫做坡比)。

本实施例中，步骤20222中完成土地平整工程量计算后，还需根据公式P₂＝V₂×S₂＝0.036×r²×W₀×L₂(8)，计算得出对所述边坡区进行土地平整时的需工量P₂，P₂的单位为立方米·米；公式(8)中，S₂为对所述边坡区进行土地平整时的土方平均运距，且S₂＝32×0.8r。

步骤20222中进行土地平整工程量计算时，公式(8)中，$>L_2=2\pi \frac{B_0}{2}+2(A_0-B_0)=\pi B_0+2(A_0-B_0).$>

因此，当所述边坡区的坡角＜5°时，采用田块内部平整法对所述边坡区进行整治，治理的关键是平整标高的确定和工程量的计算。

此时，对B区段进行整治时，先根据挖填方量平衡原则计算平整标高H₂，由于该区段的下沉曲线近似为直线，因而按公式(3)计算平整标高H₂。所述地表移动盆地内所述边坡区的总长度L₂，用椭圆周长近似计算，具体是按公式$>L_2=\pi \frac{B_0}{2}+2(A_0-B_0)=\pi B_0+2(A_0-B_0)$>进行计算。对所述边坡区进行土地平整时的需工量P₂进行计算时，对所述边坡区进行土地平整时的土方平均运距需工量P₂按公式(8)进行计算。

当所述边坡区的坡角≥5°时，采用水平梯田法对所述边坡区进行整治，整治的关键是合理的梯田断面设计。

本实施例中，如图5所示，步骤2023中将所述边坡区修整为水平梯田之前，先对所修建水平梯田的田面宽度d和田坎高度h进行确定。

对田面宽度d和田坎高度h进行确定时，根据目标函数(10)进行确定；公式(10)中，d和h的单位均为米，P_a为将所述边坡区修整为水平梯田时的需工量且其单位为立方米·米，并且P_a为每公顷水平梯田土地整治的需工量。

根据公式(10)对田面宽度d和田坎高度h进行确定时，约束条件如下：田面宽度d≥14m，田坎高度h≤3m；田坎占地率其中α为田坎坡角且θ＜α＜80°，θ为所述边坡区的坡角；d_m为田坎占地宽度，d₀＝d_m-d；梯田阶数其中MOD表示0.68W₀与h相除后取余数。

本实施例中，待田面宽度d和田坎高度h确定后，根据公式$>n=\mathrm{int}\left(\frac{0.68W_0}{h}\right)$>(11)、公式$>V_4=n\times \frac{1}{8}\times d\times h\times L_2$>(12)和公式$>P_4=V_4\times \frac{2}{3}\times d$>(13)，分别对将所述边坡区修整为水平梯田时的梯田阶数n、土方量V₄和需工量P₄进行计算。

因而，将所述边坡区修整为水平梯田是，目标函数为水平梯田整治的需工量最小，即公式$>\mathrm{Min}\left(P_a\right)=\frac{10000}{12}\times d^2\times h=833.3\times d^2\times h$>(10)，

其中，梯田阶数n的约束具体如下：在B区段范围内，区段高度与田坎高度h之比尽可能接近整倍数，同时，不要出现过小的田面，不足标准田面的部分尽量并入相邻田面统一建设。

对所述坡底区进行土地整治时，采用田块内部平整法进行整治，过程如下：

步骤2031、平整标高确定：根据公式H₃＝H₀-0.92W₀(5)，计算得出所述坡底区的平整标高H₃，H₃的单位为米。其中，平整标高H₃和地面标高H₀的高程基准面相同，详见图3-3。

步骤2032、土地平整工程量计算：根据公式$>V_3=\frac{1}{2}\times \frac{0.6r}{2}\times \frac{0.16W_0}{2}\times L_3=0.012\times r\times W_0\times L_3$>(6)，计算得出所述坡底区的土地平整工程量V₃，V₃的单位为立方米；公式(6)中，L₃为所述地表移动盆地内所述坡底区的总长度且其单位为米。

步骤2033、土地平整：采用挖高填低的方式，将所述坡底区平整为标高为H₃且宽度为0.6r的平地，土地平整工程量为V₃。

本实施例中，步骤2032中完成土地平整工程量计算后，还需根据公式P₃＝V₃×S₃＝0.048×r²×W₀×L₃(9)，计算得出对所述坡底区进行土地平整时的需工量P₃，P₃的单位为立方米·米；公式(9)中，S₃为对所述坡底区进行土地平整时的土方平均运距，且

并且，步骤2032中进行土地平整工程量计算时，公式(9)中，$>L_3=2\pi (\frac{B_0}{2}-0.7r)+2(A_0-B_0)=\pi B_0-1.4\mathrm{\pi r}+2(A_0-B_0).$>

根据我国煤炭开采情况，所述坡底区(即C区段)

3)C区段：沉陷所产生边坡的坡角在5度以内，采用田块内部平整法进行治理，与A区段的土地整治方法相同，治理的关键是平整标高的确定和工程量的计算。

对C区段进行整治时，先根据挖填方量平衡原则计算平整标高H₃，由于该区段的下沉曲线近似为直线，因而按公式(5)计算平整标高H₃。所述地表移动盆地内所述坡底区的总长度L₃，用椭圆周长近似计算，具体是按公式$>L_3=2\pi (\frac{B_0}{2}-0.7r)+2(A_0-B_0)=\pi B_0-1.4\mathrm{\pi r}+2(A_0-B_0)$>进行计算。对所述坡底区进行土地平整时的需工量P₃进行计算时，对所述坡底区进行土地平整时的土方平均运距需工量P₃按公式(9)进行计算。

对所述盆底区进行土地整治时，采用截流沟与泵站相结合的方法进行整治，过程如下：

步骤2041、截流沟修建：在所述盆底区的四周边线上修建一个周边截流沟1，并在所述盆底区内修建多个内侧截流沟，每个所述内侧截流沟均与周边截流沟1内部相通，详见图7。

多个所述内侧截流沟包括一个位于所述地表移动盆地的走向主断面上的走向主断面截流沟2和多个与走向主断面截流沟2呈垂直布设的第一截流沟3，多个所述第一截流沟3呈平行布设，每个所述第一截流沟3均与走向主断面截流沟2内部相通。

步骤2042、泵站修建：在每个所述内侧截流沟的两端与周边截流沟1之间的交汇处，均修建一个用于将周边截流沟1与多个所述内侧截流沟内所存水排出的泵站7，详见图7。

本实施例中，步骤2041中所述周边截流沟1和多个所述内侧截流沟的横断面结构和尺寸均相同。步骤2041中进行截流沟修建之前，先对周边截流沟1和多个所述内侧截流沟的总长度L进行确定，再根据公式V＝M×F(15)，计算得出周边截流沟1和多个所述内侧截流沟的总容量V，公式(15)中M为一次暴雨径流模数且其单位为m³/hm²，F为截流沟截水面积且其单位为hm²；之后，根据公式(16)，计算得出周边截流沟1和所述内侧截流沟的横断面面积A且其单位为m²，L为周边截流沟1和多个所述内侧截流沟的总长度且其单位为m。其中，hm²为公顷。

本实施例中，如图6所示，所述周边截流沟1和多个所述内侧截流沟的横截面形状均为等腰梯形，所述周边截流沟1和多个所述内侧截流沟的深度均为h₀＝△H+△h+s(17)，公式(17)中△H为设计排渍深度或地下水临界埋深且其单位为m，△h为悬挂水头且△h＝0.2m～0.3m，s为日常水深且s＝0.1m～0.2m。

其中，地下水临界埋深为作物要求的地下水埋深。

综上，对所述盆底区(即D区段)进行土地整治时，治理的重点是排水和控制地下水位标高，防止盐碱化。主要整治措施为“蓄水型截流沟+泵站”。因而，所述周边截流沟1和多个所述内侧截流沟均为蓄水型截流沟。修建蓄水型截流沟的主要目的是将采煤沉陷区的大气降水汇入并搜集起来，防止盆底的田地产生内涝，同时通过排水也可保持潜水位在地表之下一定标高内。

本实施例中，相邻两个所述第一截流沟3之间的间距不超过100m。

实际使用过程中，所修建泵站7的作用在于当周边截流沟1和内侧截流沟内的的水位超过控制水位时，利用水泵将多余积水及时排出采煤沉陷区。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。