喀斯特地区尾矿库周边植物重金属富集特征及空间分布

目的:了解典型喀斯特地区尾矿库周边植物的重金属富集特性和空间分布特征,筛选优势植物品种。方法:计算富集系数来判断不同植物对不同重金属的富集能力;采用地理信息分析软件(GIS)通过普通克里金插值和半变异函数分析,建立植物重金属空间分布模型;计算皮尔逊相关系数,以分析植物体内各重金属之间及与土壤pH值的相关性。结果:该尾矿库周边28种植物中,茄科植物红丝线、菊科的野茼蒿和荨麻科的八角麻对Cd有较强富集能力,植物中Cd污染严重;乌毛蕨科的苏铁蕨、海金沙科的小叶海金沙和大戟科的禾串树对Pb有较强富集能力;各植物对Cu和Zn均无富集作用。重金属空间分布模型显示,Cd主要分布在尾矿库南面、西南面、东南面和西北面;Pb主要分布在东南部、坝下小溪及正南面;Cu主要分布在正南、西南和坝下小溪方向;Zn主要分布在西面、西南、西北和正北面。在半变异函数模型参数中,Cd和Zn以随机性因素误差为主,各点的空间相关性弱,Pb、Cu以结构性因素误差为主,空间相关性较强;植物体内重金属含量空间变异性和空间相关性排序为Zn<Cd<Cu<Pb。Cd与Cu存在中等程度正相关关系,Cd与Pb、Zn呈正弱相关关系;植物体内各重金属含量与土壤pH值相关性不强。结论:筛选出的部分优势植物可作为矿区土壤重金属富集转移和生物修复的备选品种,初步了解了该区域重金属在土壤和植物之间的迁移规律,为开展矿区重金属污染治理提供了依据。

采煤沉陷松散层变形研究现状与分析

开采沉陷是煤炭资源井工开采所面临的主要环境地质问题,其中松散层变形是东部高潜水位矿区生态修复和西部生态脆弱区保护所关注的重点,获得沉陷变形参数对推动开采减损、生态环境保护与修复有着重要的指导意义。借助CiteSpace文献计量软件,基于中国知网(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)数据库进行可视化分析,通过对该研究方向近30年主要研究力量、研究热点和现状趋势量化统计与分析,详细地阐述了该方向的研究现状,简要概述了沉陷成因、理论分析、室内试验、数值模拟及原位实测等方面开展的研究内容。从多学科交叉促进理论研究发展、多方法联合建立高精度动态监测、发展与创新测试装备和技术等方面对其未来趋势进行了展望,提出“空-天-地-孔”一体化监测平台的建设与运营,以期通过多维度、网格化立体数据的获取,进一步掌握松散层内部变形特征与传递机理,为实施“源头控制”和“过程治理”理念和评价废弃矿井CO_(2)封存地质条件提供基础数据与科学支撑。

矿山地质环境恢复治理工程施工技术研究

为实现人与自然和谐共处的目标,我国矿山开采企业应当意识到自身的角色定位,避免过度开发矿产资源,并且在作业期间实现对生态环境的恢复、治理,而这就对矿山开采企业提出了较高的要求。矿山开采企业应当立足于自身的实际情况,运用科学且合理的技术手段实现对地质环境的恢复、治理,这样才能实现可持续发展。但当前发展,部分矿山开采企业对矿山地质环境恢复治理工程施工技术的应用还不够深入,使得该类技术无法充分发挥其价值。面对这种情况,矿山开采企业应当建立与时俱进的精神,不断加强对新技术的理解、学习以及应用。基于此,本文将以矿山地质环境恢复治理工程施工技术为研究对象,对其相关内容展开进一步探讨,旨在提升我国矿山开采企业对矿山地质环境恢复工程施工技术的应用水平,助力我国实现人与自然和谐共处的格局。

西藏多龙斑岩-浅成低温热液型铜(金)矿集区地质特征及找矿潜力分析

本文在总结多龙矿集区地质特征的基础上,开展了矿山深边部的潜力分析,以期为下一步的找矿预测提供勘查思路。多龙斑岩-浅成低温热液型铜(金)矿集区位于西藏班公湖-怒江成矿带的北西侧,主要由铁格隆南超大型斑岩-浅成低温热液型铜(金)矿床,拿若大型斑岩-隐爆角砾岩筒型铜(金)矿床,多不杂、波龙、多不杂西大型斑岩型铜(金)矿床,尕尔勤、地堡那木岗高硫化浅成低温热液型铜(金)矿点组成,共探获铜资源量超过1500万t,伴生金超250 t,伴生银3900 t。多龙矿集区形成于早白垩世(120 Ma)班公湖-怒江洋盆北向俯冲的陆缘弧环境,物质源区为壳幔混合源,成矿岩浆岩主要为中酸性的闪长玢岩-花岗闪长斑岩-花岗斑岩系列,具有弧岩浆特征。俯冲板片的折返是多龙矿集区深部岩浆形成和侵位的主要动力学机制,成矿后安山质火山岩(110 Ma)的覆盖对矿床起到重要的保存作用。多不杂矿区F2逆断层将矿体分割成上、下两部分,下部分矿体是找矿的重点方向。铁格隆南矿区深钻揭露了由南向北的逆冲断层,该逆冲断层将矿体错断并推覆到“红层”沉积之上,其下盘是寻找另一半隐伏矿体的方向。尕尔勤矿区大面积发育指示浅成低温热液成矿系统的“硅帽”,明显富集Au、Ag、As、Sb、Bi、Cu等元素,Au、As、Sb、Hg等呈现较好的元素组合异常,具有寻找浅成低温热液型矿床的潜力。地堡那木岗矿区发育高硫化浅成低温热液型蚀变(高岭石化、地开石化、明矾石化等)和矿物组合(铜蓝、蓝辉铜矿、斑铜矿等),且物探、化探、遥感异常套合良好,是未来矿产勘查的重点。区内逆冲断层对矿床的改造作用是未来研究的重点,对进一步的勘查评价具有重要的指导意义。

基于SWOT分析的矿山生态修复治理EOD模式研究

矿山的生态修复治理已成为亟需解决的生态环境和区域协调发展的关键难题。本文系统分析了政府和社会资本合作模式(Public-Private-Partnership,PPP模式)及工程总承包模式(Engineering-Procurement-Construction,EPC模式)在矿山生态修复治理中的现状,并基于SWOT分析法梳理出生态环境导向的矿山生态修复治理开发模式(Eco-environment-oriented Development,EOD模式)下矿山修复的内在优劣势和外部的机遇与挑战。研究结果表明,EOD模式可以很好地吸纳EPC模式和PPP模式的优点,将矿山修复工作融合到区域经济发展中,EOD模式的优势表现在促进区域融合发展、加速土地指标流转、废弃资源综合利用、经济增长与环境保护相协调、缓解政府治理环境的压力、国家部门政策支持,以及环境治理资金投入不断加大等方面。EOD模式在矿山生态修复治理方面的劣势主要表现为对于区位优势不突出的矿山难以起到很好的融资效果,进而实现经济效益,并且在利益分配方面也面临着尾矿处置权益边界不清晰和国家在生态修复过程中的制度缺陷等问题。

河北省责任主体灭失矿山迹地生态修复现状、存在问题及修复对策

河北省为北京市、天津市的生态屏障,生态敏感性强。该省矿产资源丰富,历史上的乱采乱挖、无序开采等导致大量的责任主体灭失矿山迹地遍布全省,这与生态环境保护间的矛盾显得异常突出。在收集相关资料的基础上,总结了河北省矿产资源的赋存状况、责任主体灭失矿山迹地的分布特征、生态环境破坏现状及生态修复现状,揭示了河北省责任主体灭失矿山迹地生态修复存在的主要问题,并基于河北省不同区域的生态功能定位,提出构建“环境地质致灾机理模式—地质灾害隐患的治理与消除—优化生态修复技术方案—地质灾害、修复效果动态监测与评价”4个环节的生态修复理论框架,依据各生态功能定位区的作用、区位特征、气候、土壤等要素,分析总结了适用于不同区域生态修复的技术与实施方案,并以具体的案例开展了修复工程分析。

旬阳铅锌矿带地质环境问题现状及治理对策

旬阳铅锌矿带铅锌矿资源多年粗放式开发,导致地质环境问题逐步显现,主要表现为由采矿活动引发的地质环境污染、矿山土地资源损毁及矿山地质灾害隐患等。对旬阳铅锌矿带环境问题现状进行了详细分析和总结,并提出相应的地质环境治理对策。

嗜酸氧化亚铁硫杆菌作用下含黄铁矿废石的生物溶解和动力学

使用生物淋洗处理黄铁矿废石,从源头上缓解其产生酸性矿山废水(AMD)的风险。生物淋洗结果显示,在嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)的作用下,40天内可以从黄铁矿废石中去除近82%的铁和硫。动力学研究结果表明,废石中黄铁矿的去除主要受化学反应和内扩散控制。X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)的结果表明,在A.ferrooxidans细菌介导下,生物源黄钾铁矾能够钝化废石中残余的黄铁矿。对渣样进行二次生物浸出,试验发现溶液pH没有明显下降,且仅有8 mg/L和160mg/L的铁从两个黄铁矿废石渣样中溶出,表明渣样的酸和铁释放能力得到削弱。

矿山环境正效应开发利用适宜性评价理论与方法

改革开放以来,矿产资源开发为国家经济发展做出巨大贡献,由于多数矿产资源具有不可再生性,相当数量的矿山面临着资源枯竭、关闭。如何开发利用这些矿山所留下的矿山环境正效应资源将成为延长矿业产业链、保障能源绿色低碳发展、实现“碳达峰、碳中和”战略目标的重要支撑。为了科学开发矿山适宜的环境正效应资源,以矿山环境正效应开发利用中的“资源、能源、科普文娱、生态碳汇”4类目标为研究对象,基于矿山供给本体特征、特定市场需求及开发利用条件的“供给(Supply)-需求(Demand)-开发(Development)”(SDD)约束组合,创建了包含6类一级约束、38个相应属性二级约束的矿山环境正效应开发利用评价约束体系;根据开发利用目标导向的原则,依据目标特征组建了18项实施项目单目标评价指标集;构建了单目标适宜性评价模型,引入三角模糊数确定指标权重,并依据适宜性指数划定了“适宜、较适宜、较困难、困难”四类适宜性分级标准。此外,鉴于矿山环境正效应开发利用系统复杂性,剖析了各开发利用目标的逻辑关系,提出了基于经济、生态、社会效益综合最优理念的矿山环境正效应开发利用多目标线性评价理论,通过理想点法或单目标线性规划求解,获取矿山环境正效应开发利用多目标效益综合最优解或最适宜集。最后,从国家战略、社会需求、流域生态、正效应市场开发等角度,展望了矿山环境正效应开发利用及其系统评价落地的重要意义。

大佛寺煤矿开采区土壤水分变化遥感反演研究

土壤水分是驱动矿区生态环境变化的关键要素。为研究黄土高原煤矿区开采沉陷对土壤水分变化的扰动影响,以彬长矿区大佛寺煤矿为例,采用主动微波和光学遥感影像反演开采沉陷区土壤水分的空间变化,用水云模型消除植被对主动微波影像的后向散射系数影响,通过实地采样数据构建支持向量机回归模型,获取矿区地表土壤水分的分布特征,分析黄土沟壑区地形因子和开采沉陷变形对矿区土壤水分变化的影响。结果表明:SVM构建的回归分析模型可以有效反演黄土高原煤矿开采区土壤水分的空间分布,地形特征对土壤水分的影响最大,沟壑区域土壤含水量更高;在未受开采影响的区域,土壤水分变化受地形坡度影响最大,坡向次之,高程影响最小;在40201工作面开采沉陷变形区域,土壤水分分布的变异系数显著增大,尤其在采动裂缝发育区更为明显。研究结果为揭示黄土高原煤矿开采区土壤水分变化的时空特征及机理提供了技术支持。

基于CT扫描的重构土壤孔隙结构及其对水盐运移影响

煤矸石是煤矿沉陷区土地充填复垦的关键材料。但煤矸石质地较为粗糙,持水性较差,煤矸石重构土壤的孔隙结构和水盐运移都会与原状土壤产生一定差异。为研究煤矸石充填土壤孔隙结构变化以及对水盐运移的影响,利用CT扫描技术和图像分析方法,分析覆土、泥矸混合、矸石与原状土样品的孔隙结构差异,同时设计一种室内重构土壤水盐运移模拟装置,通过在实验装置不同深度布设传感器,连续记录重构土壤剖面水分与盐分的运移情况。结果表明,在原状土、覆土、泥矸混合与矸石4份样品中,矸石样品孔隙率高于其他样品,达到8.299%,导致其持水能力较差;泥矸混合样品小孔隙占比高,达到58.73%,孔隙连通性较差,缺乏水分运移通道,导致层间障碍带的形成;覆土样品与原状土样品孔隙结构非常接近。在土柱模拟实验中,土壤盐分含量随水分运移而变化,各土壤层含盐量均先升高后降低,入渗结束后,表层土壤完成脱盐,深层土壤呈现积盐状态。在注水6d内,土壤层含盐量均先降低后升高,50cm土壤层变化幅度最大,为38.34%。深层土壤盐分借助毛管力作用向上运移,表层土壤含盐量逐渐回升。由于层间障碍带的存在,矸石层水分与盐分均难以向上运移,其含量逐渐下降。研究结果可为沉陷区土地充填复垦和矿区生态修复提供参考。

基于博弈论和云物元模型的矿山塌陷土地复垦适宜性评估研究

针对矿山塌陷土地复垦适宜性评估指标因素的模糊性和随机性,构建博弈论综合赋权-云物元模型。该模型结合矿山实际情况,从地形环境、水利环境和土壤环境3个方面划定11个二级评估指标,采用遗传层次分析法和变异系数法分别计算各评估指标的主、客观权重,再通过博弈论计算得到指标综合权重,并将云模型引入物元模型。将所建立的模型应用于广西凤凰山银矿,计算了一级指标关联度和综合关联度,并进行土地复垦适宜性评估。结果表明:1^(#)塌陷区和6^(#)塌陷区复垦为林地的适宜性评估等级为“勉强适宜”;2^(#)塌陷区、3^(#)塌陷区、4^(#)塌陷区、5^(#)塌陷区和7^(#)塌陷区复垦为林地的适宜性评估等级为“中等适宜”。评估结果与现场调研情况相吻合,可为矿山塌陷土地复垦工作实施提供新的思路。

基于煤层挥发分的狐偃山岩体隐伏形态特征研究

为了寻找狐偃山岩体隐伏形态特征,基于侵入岩体侧畔煤层挥发分的空间变化特征,刻画侵入岩体在煤系地层中的隐伏形态特征机理;依据西山煤田狐偃山岩体附近469组煤层挥发分数据及前人研究结果,通过制作研究区内02^(#)、2^(#)、6^(#)、8^(#)、9^(#)煤层挥发分等值线图、垂直挥发分变化方向剖面图,研究了煤层挥发分与侵入岩体距离关系。结果表明:狐偃山侵入岩体侧畔依次出现接触变质带、恒温变质带、耗散变质带及正常煤带,岩体影响带宽度在7 km左右,其中接触变质带的宽度在1 km以内,恒温变质带宽度在4~5 km范围内,耗散变质带宽度在2~4 km范围内;狐偃山侵入体在煤系中的隐伏形态为一大型岩体,其中9^(#)煤层下伏有多个小型岩株,煤层自上而下遭受岩体烘烤影响的程度逐渐增大。

矿山高陡岩石边坡生态修复技术研究进展

高陡岩石边坡生态修复是矿山生态修复领域中的重难点之一。通过中国期刊全文数据库和Web of Science核心合集数据库,对2003-2022年发表的关于高陡岩石边坡的文献进行检索与综述分析。本研究分析了高陡岩石边坡的年度发文量和研究热点,从边坡稳定性、植生环境构造、植被配置等方面对高陡岩石边坡生态修复现状进行探讨,以期为今后该领域的研究提供参考方向。

基于矢量多边形的湘西北矿山地质环境综合评价

目的:长期不合理利用矿山资源导致水土流失、耕地面积减少、生态系统被破坏。为了合理利用矿产资源,恢复治理矿山地质环境,以湘西北为研究对象。方法:通过考虑三种评价类型八个评价因素(人口密度、地表坡度、降雨状况、工程岩组、地质构造、矿山占地、地质灾害、森林覆盖率),对其进行专家评估权重评估,经过计算得到Q值,创新之处是运用矢量多边形法叠加GIS分析开展本地矿山地质环境评价工作。基于地理信息系统技术进行制图,对研究区各区县矿山环境等级定级。结果:直观的评价湘西北区域矿山环境一般。意义:可为湘西北矿山环境管理以及生态修复提供一定的参考依据以及其他矿山评价提供理论依据。

金属矿山的主要矿山地质环境问题探讨

矿山地质环境关系到矿山开采对周围环境的影响程度,是矿山生态环境修复的重要基础。金属矿山具有其自身特点,本文对金属矿山的主要矿山地质环境问题进行了探讨,并分析了造成此类问题的常见原因,以期为其他金属矿山地质环境问题提供参考。

基于模糊AHP的矿山地质环境综合评价与防范建议分析

以马泰壕煤矿为例,介绍一种基于模糊AHP的煤矿矿山地质环境综合评价方法。此方法主要分别采用AHP层次分析法和熵权法对煤矿矿山地质环境评价权重进行主观和客观评价分析,再通过综合权值法对主观、客观权重分析结果进行综合评估,确认煤矿矿山地质环境综合评价权重指标。同时,此方法还可以基于煤矿地形地貌、地质水文以及气象特征,通过模糊综合评价法进行煤矿矿山地质环境综合评价分析,获取综合评价结果,根据评价结果提出煤矿矿山地质环境问题防范建议。

矿山地质环境综合评价研究

对矿山的地质环境进行综合评价能够有效制定出针对矿山地质环境修复的相关政策。以陕西省渭南市曹村镇矿山为研究对象,结合直觉模糊决策和优劣解距离法,构建矿山地质环境综合评价模型,并基于实际矿山对评价模型进行有效性分析,经过研究发现:根据评价模型得出的当地的矿山地质环境变化呈现出先减小后增大的趋势,此过程与遥感调查结果相符,验证了评价模型的有效性和实用性且所划分的地质指标客观性较强,与所提出模型的契合度较高。

云南省昌宁县矿山地质环境生态修复现状及治理

以云南省昌宁县矿山地质环境生态修复为例,首先,对昌宁县矿山地质环境的基本情况进行概述,并分析矿山开采对环境造成的影响;其次,介绍现阶段常用的生态修复技术与方法,并对其效果与适用性进行了分析;最后,总结昌宁县已实施的矿山生态修复项目和相关的政策法规及监管体系,并指出存在的问题和挑战,旨在促进昌宁县矿山地质环境生态修复工作的全面推进,保护生态环境,实现可持续发展。

滇西北岩质边坡生态修复基材抗冲刷性能试验研究

工程建设的开发形成了大量的裸露岩质边坡,水土流失严重,导致矿山地质灾害等一系列生态环境灾难。由于对于高海拔矿山岩质边坡的研究案例仍然很少,为了验证适合在高寒山区岩质边坡进行生态修复的生态基材的抗冲刷性能,本文采用小车边坡模拟试验进行了生态基材冲刷试验。首先测量了生态基材冲刷的径流量和侵蚀量,然后计算了坡体的抗冲刷强度,最后讨论了坡度、降雨强度、植物种类对坡体抗冲刷性能的影响,并通过现场试验,检查基材抗冲刷性能。研究结果表明:通过对比不同降雨强度下模拟边坡的抗冲刷性能指标,可以发现随着降雨强度增加,模拟坡体的径流量、侵蚀量会明显增加,坡体抗冲刷强度指标会明显下降;在同等条件下,模拟45°坡面比模拟60°坡面的径流率要高,但是侵蚀率要低;护坡植物能有效提高坡体的抗冲刷性能,不同植物的搭配对于边坡的抗冲刷性能有不同影响,从试验结果来看,混播黑麦草和紫花苜蓿效果明显强于单播黑麦草。该研究结果可为高寒山区岩质边坡的生态基材抗冲刷性能提供理论依据及边坡生态修复提供技术支持。