煤炭开采下神东矿区土壤含水率的空间变异特征及其与土质和植被的响应关系

为了探究煤炭开采下土壤含水率的变化及其对土壤质地和植被的响应,以内蒙古自治区神东布尔台煤矿为研究区域,采集煤炭开采前和开采后0~10 m深度的土壤样品,采用经典统计学和地统计学相结合的方法,分析土壤含水率的分层和空间变异特征,利用二维克里金和三维克里金拟合模型对各层土壤含水率的空间相关性进行拟合分析,同时对土壤含水率、土壤质地和植被进行皮尔逊相关性分析.结果表明:(1)依据土壤含水率的变异系数可将土壤分为3层,即浅层强变异层(0~4 m)、中间稳定层(4~8 m)和深层强变异层(8~10 m),0~10 m的土壤含水率均具有较强变异性.(2)土壤含水率具有强烈的空间相关性,比较模型拟合结果发现,三维模型的预测精度明显高于二维模型,因此采用三维克里金法绘制土壤含水率的空间分布图.(3)煤炭开采会造成土壤含水率下降,这可能是因为地裂缝的产生引起了水分蒸发.(4)土壤含水率与砂粒含量呈显著负相关,与黏粒含量、粉粒含量和植被地上生物量均呈显著正相关.

采煤沉陷区深层土壤物理性质时空变化研究

为了研究深层土壤容重、孔隙度以及含水率时空变化,基于榆神府矿区纳林河二号矿采煤沉陷区实测数据,研究了0~10m深度的土壤含水率及土壤容重、孔隙度的时空变化规律。结果表明,随着采煤沉陷区形成时间的推移,土壤容重逐渐减小,孔隙度逐渐增加,土壤含水率有所恢复。在空间分布上,拉伸区土壤容重低于盆底区,土壤孔隙度高于盆底区,说明采煤沉陷对拉伸区地表结构的影响更为明显且持久;拉伸区土壤含水率变化小于盆底区,纵深方向上0~2m土壤含水率主要受采煤地裂缝影响,6~10m主要受地下水变化影响,中间为过渡地带,土壤含水率相对稳定。

采煤扰动下矿区土壤质量时空变化规律研究

为了研究我国西部煤矿高强度开采扰动下,土壤质量变化规律,以纳林河二矿为研究对象,选取10cm、20cm和30cm表层土壤的含水率、pH、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质作为土壤环境质量的评价指标,分析高强度煤炭开采对土壤质量时空变化规律的影响。结果显示:各深度未采区含水量均高于沉陷区,1年沉陷区在10cm深度土壤含水量略高于2年沉陷区,而在20cm、30cm深度含水量则低于2年沉陷区,表明2年沉陷区含水量与1年沉陷区相比有所恢复;区域内pH变化幅度较小,采煤沉陷对土壤pH影响较小。从空间分布上来看,pH较小区域主要分布在2年沉陷区与其他两区域的交界处,这与采煤巷道的方向一致;采煤扰动对土壤肥力的影响较小。碱解氮、有效磷、速效钾、有机质空间分布具有一致性,低值区域主要集中在未开采区中部和1年沉陷区的西北部、中部和南部,高值区域主要集中在2年沉陷区与1年沉陷区和未采区的交界处,但覆盖面积有所不同。

HPU褐煤气流干燥的数值模拟研究

依托褐煤热压提质(HPU)中试线,基于计算机数值模拟构建褐煤气流干燥三维模型,研究了气流干燥管内气固两相流的运动特性,分析了褐煤颗粒在干燥管中的热交换过程,总结了气流干燥系统的运行规律,得到了各时间点下气固两相流的温度场、压力场、速度场分布以及褐煤颗粒的运动轨迹。通过改变操作参数,优化了气流干燥系统的管道设计,得到了以不同颗粒质量流量、入口烟气温度为起始条件下褐煤颗粒的最终干燥水分,为HPU技术的进一步开发提供了理论依据,也对工业生产具有一定的指导意义。