渗透系数非均质场对沙丘尺度潜流交换的影响研究

为了研究河床介质渗透系数非均质性对潜流交换的影响,应用随机一阶分析工具,分析潜流交换通量与河床不同空间位置渗透系数的互相关关系以及渗流流速方差的空间分布。结果表明:潜流交换通量与渗透系数之间成正相关关系,且正相关关系最强的区域位于沙丘表面附近;忽略河床非均质性将导致河床浅层位置的流速具有较大不确定性,野外应重点监测河床浅层位置的渗透系数以减小潜流交换的不确定性。

基于校正的遥感数据方法估算地下水补给量:以鄂尔多斯盆地台格庙矿区为例

地下水补给是影响区域地下水资源的关键因素,准确评价地下水净补给量对地下水资源的合理开发利用和区域水文循环过程的研究具有基础性意义。通常情况下,在站点尺度可以使用蒸渗仪等设备直接监测地下水补给,而在区域尺度获取地下水补给则难度较大,因此亟待构建一种简便量化区域尺度地下水补给量的方法。本文提出一种基于遥感数据校正来估算区域尺度多年地下水补给量的方法,并在黄河中游内蒙古鄂尔多斯盆地新街台格庙矿区进行试点应用研究。通过对多源降水数据的筛选和蒸发遥感数据的校正,评价台格庙矿区地下水多年净补给量,并基于实测数据的Hydrus-1D数值模拟验证评价方法的有效性。研究结果显示,TPDC来源的降水量数据集更适用于反映研究区降水量的空间分布;MOD16遥感数据低估了矿区实际蒸散量,实际蒸散量是MOD16数据的1.41倍;矿区多年平均净补给量变化范围在-65.70~73.93 mm之间,超过80%的区域净补给量在-30~30 mm之间。新方法估算的地下水净补给量与基于实测数据的土壤水流数值模拟结果接近,表明该方法在缺乏地表产流或地表径流观测资料翔实的地区具有较强的实际应用价值。

基于HYDRUS模拟的ABCD模型变量及参数物理基础研究

以ABCD模型为代表的概念性水文模型是量化水文循环过程的主要手段之一,但是很少有研究检验ABCD模型变量和参数的物理基础及其与传统土壤水力参数的关系。以鄂尔多斯盆地台格庙矿区作为研究区,首先使用HYDRUS-1D软件构建站点尺度土壤-植物-大气连续体模型模拟获取非冻结期“真实的”实际蒸散量,其作为目标函数对ABCD模型进行校正,然后对比ABCD模型模拟的土壤水储量和土壤水渗漏量与SPAC模型模拟的结果,通过开展大量情景模拟探究ABCD模型中关键参数a和b与传统土壤水力参数之间的关系。结果表明:在站点尺度,ABCD模型可以用于模拟非冻结期月时间尺度的实际蒸散量和土壤水渗漏量;ABCD模型中参数a与饱和含水率、残余含水率和曲线形状参数具有较强的线性相关性,与饱和渗透系数呈对数关系;参数b与饱和含水率和曲线形状参数n具有较强的线性相关性,与饱和渗透系数和曲线形状参数α呈对数关系。研究结果可以提高对概念性水文模型变量和参数物理基础的认识,拓展水文模型在水文地质中的应用。

“双碳”目标下宝日希勒露天煤矿生态修复技术探讨

通过归纳、比较国内外现有矿山修复治理技术与模式,基于对内蒙古宝日希勒露天煤矿的现场调研,结合国家双碳相关治理要求及政策,阐述了宝日希勒露天煤矿修复内涵,总结预防控制措施、工程措施、生态措施等生态修复综合治理技术,提出“恢复生态环境、推进地表复绿、因地制宜打造自然公园”的三类矿山绿色高质量发展修复模式。经二次调研,宝日希勒矿区综合治理获得显著效益,充分优化矿区内土地利用结构,创新矿山地质环境与生态修复发展模式,提升矿山生态修复综合治理效果,在既保障经济和社会高效稳健发展与煤炭资源供给安全长远的同时,又提升矿山生态修复的固碳增汇能力,为今后矿山生态修复工作提供参考。

煤层瓦斯突出危险区综合预测方法

常规的瓦斯突出预测技术,主要从单一角度出发,无法达到多因素影响下的瓦斯突出危险区域预测精度。以某研究区为例,利用基于遗传算法的支持向量机(SVM)网络,预测了瓦斯含量;将孔隙度作为构造煤的判别因子,并通过概率神经网络(PNN)反演方法,得到了构造煤分布情况;介绍了基于自然伽马曲线的拟密度反演方法,获得了煤层顶板岩性情况。综合瓦斯含量、构造煤分布及煤层顶板岩性3个方面特征,建立了一套瓦斯突出危险区域综合预测方法,为判断瓦斯突出危险区提供了理论基础。经过与实际突出位置做验证,预测结果吻合,说明了综合预测方法在此研究区具有较高的准确性。

煤矿地下水实时跟踪监测预警系统设计

为提高煤矿地下水水文监测和水害预测水平,设计了一种基于智能水位仪的煤矿地下水实时跟踪监测预警系统。该系统采用水敏传感器的金属探针判断智能水位仪是否在含水层中,当水位下降至低于智能水位仪时,可将智能水位仪自动下放入水,从而避免产生伪数据;采用压力传感器获取水压数据,并通过上位机软件对数据进行拟合分析,进而计算出水位。测试结果表明,该系统工作稳定,对含水层水位的测量误差不超过2cm,且能够在5s内对含水层水位突变进行预警。

露天矿地下水降落漏斗的理论认识与实践意义

以神华北电胜利露天1号煤矿地下水降落漏斗为例,全面系统地介绍了地下水降落漏斗及其成因,分析了矿区地下水降落漏斗对区域生态、资源开发和城市发展的影响。结合当前国内降落漏斗研究的内容和趋势,讨论了地下水降落漏斗预测的方法及其优缺点,阐述了对露天矿地下水降落漏斗研究和控制的工程实践意义。

神华宝日希勒露天煤矿水文地质情况分析

以神华宝日希勒露天煤矿工程地质总结为基础,系统地介绍了区域水文地质情况和矿区水文地质情况。分析了矿区排水综合利用方式和露天开采对地下水的影响,讨论了今后生产过程中综合治理利用地下水的基础问题和方向,可为露天煤矿编制生态环境保护说明和年度生产设计提供参考。

“一带一路”区钻孔采矿法开采油页岩可行性分析

我国油页岩资源十分丰富,据国土资源部2005年油气资源评价结果,全国油页岩资源折算成页岩油可回收资源为119.79×10^8 t,仅次于美国,居世界第二位（汪友平等,2013）。我国油页岩开采目前主要为露天开采和地下开采。国家能源局2012年委托吉林省能源局和清华大学调查研究表明,地下干馏新技术短期内难以推广应用。

水环境因子在露天煤矿绿色开采中的影响

以神华北电胜利露天煤矿为例,系统介绍了露天矿绿色开采理念和技术。分析了矿区水环境因子与露天矿绿色开采的关系,讨论了水环境因子在露天矿绿色开采影响因子中的作用,是对露天煤矿绿色开采的积极探索。

基于DRTIC-SL的草原区露天煤矿地下水脆弱性评价

本文以北电胜利1号露天煤矿为研究区,采用含水层埋深、含水层净补给量、地形坡度、包气带效应、含水层渗透系数、距采场中心距离和土地类型七个参数,形成改进的DRTIC-SL模型评估地下水脆弱性,并基于空间数据分析基本理论与ArcGIS、Geoda等软件的制图、信息提取及空间分析功能,讨论研究区地下水脆弱性的空间分布格局及关联关系。结果表明:研究区内非常低脆弱性、低脆弱性、中等脆弱性、高脆弱性、非常高脆弱性占比分别为19.09%、20.58%、34.17%、20.95%和5.21%;非常高脆弱区域主要分布在采场及排土场范围内;DRTIC-SL模型适合草原区大型露天矿地下水脆弱性评价;研究区地下水脆弱性具有明显的空间自相关性。研究结果为草原露天矿区地下水保护措施的提出提供了重要依据。

露天煤矿桥式自动排水系统技术研究与实践

针对神华北电胜利露天煤矿疏排水系统无法满足实际生产要求的问题,自主研发了桥式自动排水系统,介绍了该疏排水系统的设计与原理,分析了该系统的工程实践意义及经济效益。实践表明,该桥式自动排水系统试运行后达到了预期效果,提高了疏排水系统效率,保障露天煤矿安全生产的同时实现了降本增效。