矿区规划环评在协调地下水资源保护和矿区有序开发中的作用

针对矿区规划环评如何协调地下水资源保护和矿区有序开发的问题,以神东煤炭基地新街台格庙矿区总体规划环评为例,在对矿区总体规划方案布局、周边地下水资源环境特点进行充分调查识别清楚的基础上,客观分析了矿区规划布局与地下水水源地的空间冲突,以及矿区南部矿井开发对红碱淖地下水流系统水资源影响,提出了较为全面的矿区开发布局、规模及时序优化等优化建议,较好地协调了矿区煤炭开发与地下水环境保护关系,实现矿区有序开发与环境保护相协调。

新街台格庙矿区北部四井选煤厂布局研究

为了充分发挥新街台格庙矿区一个主体整装开发优势,结合矿区各井田位置,以定量方式,对前期开发的北部四井选煤厂布局进行了多方案比较和分析。坚持“集约、共享、绿色、经济、高效”的发展理念,舍弃建设4座矿井型选煤厂或四井联合建设1座群矿型选煤厂思路,选用了两井联合建设2座群矿型选煤厂的布局。大大节约了用地面积,提高了基建设施的使用效率,实现了节能降耗举措,降低了建设投资和运行费用,提高了全员效率和设计效率,对具有类似条件的群矿型选煤厂布局具有良好的借鉴意义。

西湾露天煤矿采区转向方案研究

采区接续转向方式不仅影响露天煤矿生产稳定及剥采比均衡,而且是影响露天煤矿生产组织管理及生产成本的重要因素。国家能源集团陕西神延煤炭有限责任公司西湾露天煤矿(以下简称“西湾露天煤矿”)面临着首采区开采到界及产能核增的生产影响,为了解决由此产生的生产接续及采区转向问题,基于西湾露天煤矿开采条件与开发现状,在西湾露天煤矿优化原采区划分的基础上提出采区划分及重新拉沟、扇形转向、L型推进3种转向方案,对比分析了各种采区转向方案生产能力、均衡剥采比、排土规划等方面的影响,并综合优选最佳采区转向方案。研究结果表明,L型推进方案均衡期数最少,重新拉沟方案剥采比极小值最小,扇形转向方案平均剥采比最小;在农田征地且方家畔尾坑可利用排土时,推荐采用重新拉沟方案,在首采区农田征地问题不能解决时,建议采取L型推进方案。

近距离煤层开采过上覆采空区影响分析

为了解近距离煤层过上覆采空区顶板位移应力变化情况,以补连塔煤矿12415综采工作面过上覆11401采空区为研究对象,采用FLAC^(3D)数值模拟及理论计算分析12415综采工作面过上覆11401采空区对底板破坏深度计算及开采下位煤层顶板应力分布分析。研究结果表明:理论计算得出11^(#)采空区底板破坏深度为2.93 m;受采空区影响,12^(#)煤层水平范围为10.73 m,通过FLAC^(3D)数值模拟软件模拟下位12415工作面开采经过上位11401工作面采空区,得出受上位煤层遗留煤柱影响的顶板应力集中系数最大仅为4.1,最大垂直应力为20.2 MPa。

生态脆弱矿区含(隔)水层特征及保水开采分区研究

研究发现，沙漠区植被对地下水水位埋深具有很强的依赖性，揭示了陕北榆神府矿区内合理生态地下水位埋深为1．5～5．0m，煤层开采的导水裂隙导致地下水位下降，表生生态退化，控制地下水水位是生态脆弱矿区科学开采的核心。室内模拟实验和开采实践表明，当煤层上覆隔水岩组厚度≥33～35倍采高时，煤层开采不会导致地下水位下降；煤层上覆隔水岩组厚度≤18倍采高时，煤层开采会破坏隔水层，导致水位下降；18～35倍采高时，可采取“限制采高”等措施实现保水开采。剖析了煤层、含水层的空间关系，划分了保水开采条件分区，提出了区域采煤方法规划方案，指出以控制地下水水位为目标，以采动隔水层稳定性分区为基础，以采煤方法规划为手段的开采方法是生态脆弱矿区煤炭资源科学开采的有效途径。

中国煤矿区生态修复规划的方法与实例

煤炭开采引起矿区周围景观和生态环境的破坏,土地破坏、环境污染等严重影响了生态系统的正常运转,影响了矿区周围居民正常的生活。近年来,随着世界对生态环境保护工作的重视,煤矿区生态修复已成为各界普遍关注的问题之一。在介绍中国煤矿区生态环境破坏情况的基础上,阐述了煤矿区生态修复规划的原则、意义、程序和方法,并以门头沟区煤矿废弃地生态修复规划为例,具体介绍了煤矿区生态修复规划的程序及研究内容,可以对相关研究及实践有一定的指导作用。

徐州煤矿采空区地下水库建库可行性研究

徐州城市规划区内煤炭资源开采已经形成了约140 km2的采空区,采空区破断垮落岩体间的自由空间及巷道构成地下水储存场所。据初步估算,14个关闭煤矿采空区储水总量可达7 583×104m3,但矿井水资源的有效利用程度相对较低。文章通过对徐州城市规划区内各关闭煤矿采空区储水空间、矿井水水质保障和可调储能力等地下水库建库条件和运行安全的综合分析,探讨了建设采空区地下水库的可行性,遴选出7个煤矿采空区地下水库,评价其可利用等级,结果表明:新河、卧牛山、大黄山等为I级采空区地下水库,韩桥、庞庄、权台和青山泉矿等为II级采空区地下水库,可为徐州城市应急供水提供新水源。

煤矿区煤层气三区联动立体抽采理论与模式

为了实现煤矿区煤炭与煤层气2种资源的安全高效协调开发,基于煤炭开发时空接替规律,将煤矿区划分为规划区、准备区、生产区3个区间,分别采用地面钻井排采、地面与井下联合抽采以及本煤层钻孔抽采等不同的瓦斯抽采技术以保证煤炭安全高效生产。根据煤矿安全生产容许最高瓦斯含量数学模型、煤层瓦斯压力数值模拟模型和煤层气立体抽采优化专家系统,创立了三区联动的区域递进式立体抽采模式(晋城模式),提高了煤炭资源采出率,实现了煤矿瓦斯井下抽采和地面原位抽采2个独立产业模式的有效衔接,解决了煤层气开发与煤炭开采的时空矛盾。

采煤塌陷区规划的景观策略与方法——以山西司马矿景观生态规划为例

以景观为切入点,探讨煤矿塌陷区规划中景观策略的综合效应及技术手段,从应用方法上为煤矿塌陷区的治理提供新的思路和解决途径。结合山西司马矿景观生态规划实例,从整体的景观格局规划到具体的生态适应设计,提出了煤矿塌陷区复合生态系统恢复的景观方法。

国土空间生态修复视角下采煤沉陷区生态修复路径——以鹤岗市中心城区为例

国土空间规划背景下,从全域、全要素、全过程系统且整体地对采煤沉陷区进行修复,成为根治其生态顽疾,带动所在城区转型与发展的重要举措。基于此,文章探索了城市采煤沉陷区“基底研判—格局建构—策略制定”的修复路径,从分析沉陷区的问题与机遇出发,依据动态沉降增加源地识别,通过四象限模型划定修复功能分区,进而构建生态修复格局,并提出了从全域到局地的修复策略,探讨了分区修复范式,明确了依托生态修复格局制定的“双重”工程项目。同时,以鹤岗市中心城区采煤沉陷区为例,构建了“五核十点、一轴五廊、十二分区”的生态修复格局,制定了各分区修复策略,规划了五项重大项目与五项重点工程,为其实现绿色转型、产业发展、宜居宜游、生态焕新提供了切实可行的生态修复路径,以期为各地采煤沉陷区的生态修复工作提供参考。

中小城镇采煤塌陷区生态修复规划研究

通过对青山泉镇矿区采煤塌陷地为主体对象的研究,阐述了采煤塌陷地与城镇发展之间的利害关系。并结合生态补偿的理念,对采煤塌陷区的不同修复模式进行了系统总结。进而提出矿业城镇采煤塌陷区生态修复规划理论。结论表明,矿业城镇生态修复规划在推动矿业城镇城乡一体化进程、构建社会主义和谐社会及实现可持续发展等方面都具有十分重要的意义。

采煤塌陷区农田整治规划设计技术的研究进展

井工煤矿开采使大量土地沉陷,土壤结构和质量受到了极大破坏,尤其是对耕地的损毁,直接威胁到地区乃至国家的粮食安全,因此,探究采煤塌陷区农田整治规划设计具有重要意义。目前,关于农田整治规划设计的研究较多,但结合采煤塌陷这一特殊背景的相关研究较少,此研究从田块的平面规划设计、田坎的稳定性分析、灌排工程的规划设计以及多技术支持下的农田整治规划设计4个角度出发,系统梳理了采煤塌陷区农田整治规划设计方面的研究进展,并在此基础上提出了采煤塌陷区农田整治规划设计深入研究的方向:1)加强基于地上修复与地下开采相结合的田块规划设计;2)开展丘陵山区抗塌陷的田坎设计;3)系统研究基于塌陷前后岩土参数差异性的防塌性措施;4)完善三维技术下的农田整治规划设计。

采煤塌陷区生态修复规划中的景观策略与方法——以青山泉镇塌陷地生态修复规划为例

长期的煤炭开采使城镇边缘地区形成了大量的塌陷废弃土地,严重破坏了矿区的生态环境与景观风貌,制约了城市的社会、经济发展。针对这一问题,以往的生态环境重建工程多以具体的技术层面的土地复垦为主,缺乏规划层面的指导。而引入景观策略与技术,能够从方法上为采煤塌陷区的生态修复规划提供新的思路。青山泉镇塌陷地生态修复规划引入景观策略,主要从景观生态格局、生态修复技术、复合景观经济方面,实现生态、社会、经济效益共赢的总目标。

红庆梁煤矿地应力场特征及巷道稳定性分析

针对红庆梁煤矿回采巷道变形严重问题,采用空心包体地应力测量方法对红庆梁煤矿3-1煤的地应力进行了实测,获得地应力场分布特征。应用地质动力区划法划分红庆梁井田Ⅰ—Ⅴ级断裂构造,应用“岩体应力状态分析系统”,进行应力区划分和巷道稳定性分析。研究表明:红庆梁煤矿地应力场属于以水平压应力为主导的水平构造应力场,地应力场方向对巷道稳定性影响较小;井田范围内共划分4个应力区:低应力区、正常应力区、应力梯度区、高应力区,分别占井田面积的5.9%、55.7%、27.0%、11.4%;应力大小是影响巷道稳定性的主要原因,致使处于应力梯度区和高应力区内的巷道变形严重。地应力场的分布特征分析和应力区的划分对红庆梁煤矿及类似条件矿井的采掘部署和支护设计具有重要作用。

生态脆弱地区的煤炭工业区域性规划

论述了陕北侏罗纪煤田矿区总体规划和采矿权批设的缺陷,提出了进行区域性煤炭工业大规划问题,建议在保护合理生态水位埋深条件下,规划开采区域,确定采煤方法,建设绿色矿区。

基于GEE云平台的黄河流域植被覆盖度时空变化特征

植被覆盖度是土地生态的重要指示因子,黄河流域横跨中国地形三大阶梯,是国家重要的生态屏障,同时也是重要的经济地带和“能源流域”。为揭示长时序黄河流域及其煤炭富集地区土地生态变化状况,基于Google Earth Engine(GEE)平台,对1987—2020年黄河流域共40525景Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像进行批量去云、融合和NDVI云计算等处理,获取34 a的植被覆盖度数据。综合利用最大值合成法、像元二分模型、一元线性回归趋势性分析和F检验等方法对黄河流域及流域内煤炭国家规划矿区植被覆盖度的时空变化特征进行定量分析;在此基础上逐一识别地形因子和气候因子对黄河流域及其规划矿区植被覆盖度的影响。结果表明:①34 a间黄河流域的平均植被覆盖度由1987年的0.4574上升至2020年的0.5817,同期流域内煤炭国家规划矿区则由0.3556增至0.5361,2者呈现一致的波动上升的趋势;②时序趋势变化类型构成中,黄河流域植被覆盖度改善的面积(33.19%)远大于植被覆盖度退化的面积(3.55%)。规划矿区内植被覆盖度改善面积占比高于黄河流域,但其植被覆盖度仍明显低于黄河流域平均水平;③黄河流域多年平均植被覆盖度空间差异明显,除宁夏平原、河套平原等地外,主要呈现南高北低、由东南向西北递减的趋势;④黄河流域及规划矿区地形因子对植被覆盖度的影响表现为高程>坡度>坡向,气候因子的影响表现为气温>降水量。降水量和气温对于规划矿区的植被覆盖度的影响均小于对整个黄河流域的影响。土地利用类型变化促进了黄河流域植被覆盖变化趋势类型的多向性;⑤44个煤炭规划矿区中,彬长矿区和乡宁矿区植被覆盖度改善相对更为显著,石炭井矿区和包头矿区退化面积占比相对高。研究表明:应用长时序、多源数据能够客观揭示黄河流域及规划矿区植被覆盖度时序和空间变化异同特征,为科学认识与评价整个流域及规划矿区生态状况、制定生态保护修复政策等提供数据支撑,今后针对植被覆盖度时空差异的形成机理仍需进一步深入分析。

对瓦斯分布区域避障的煤矿机器人路径规划方法

由于煤矿机器人的防爆安全等级尚未到达ia本质安全,为避免引起灾害事故,煤矿机器人在执行环境探测和救援任务时不能进入瓦斯危险区域,因此,煤矿机器人需要躲避瓦斯危险区域。文章提出煤矿机器人对区域分布的瓦斯气体避障的路径规划方法,运用MAKLINK方法表征煤矿机器人的作业环境网络图,采用蚁群算法优化的Dijkstra算法得到的煤矿机器人作业路径,分别在仅有瓦斯危险区域分布和同时存在瓦斯危险区域分布及障碍物两种情况下进行路径规划实验研究。结果表明,本文提出的方法在满足安全距离和收敛速度条件下实现了最优路径规划,该方法对煤矿机器人快捷安全作业和提高煤矿机器人智能化具有重要意义。

黄河流域矿区充填复垦泥沙供需状况及输沙路径分析

引黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地是减轻黄河淤积和提升矿区复垦率的有效途径,有助于改善区域生态环境。该文以黄河主要淤积河段及沿岸150km范围内的23个国家规划矿区为研究区,分别采用沙量平衡法和开采沉陷预计法估算了黄河流域矿区充填复垦泥沙的供给量和需求量,初步分析了适宜引黄充填复垦矿区并设计了概略输沙路径。研究结果表明:1950—2013年,黄河主要淤积河段的总泥沙淤积量约为144.31亿t;截至2013年,各规划矿区充填复垦总需沙量约为225.12亿t;综合考虑泥沙供需状况和输沙距离2个因素,包头、义马、焦作、郑州、肥城、黄河北、淄博7个近距离矿区和乌海、平顶山、晋城、鹤壁、新汶5个中距离矿区适宜黄河泥沙充填复垦,需沙量和需调用水量分别为90.19和148.81亿t;各适宜充填复垦矿区的概略输沙路径长度处于21.98～109.02km,总长度约为643km。研究成果可为黄河泥沙充填复垦技术推广提供前期专题性基础数据,为后续可行性研究、规划设计及充填复垦等相关政策制定提供参考。

煤炭矿区规划环评生态承载力评价中存在的主要问题及对策探讨

以2006年-2008年上半年我国环境保护部审查的28个煤炭矿区总体开发规划环境影响报告书为基础资料,重点分析了煤炭矿区规划环评中生态承载力评价的现状。通过分析发现目前在生态承载力评价方面主要存在定位不准确、对定性评价重视不足、指标体系不完善、实用性不强等问题。提出了重新定位生态评价、调整主流评价的结构、完善评价指标体系及提高生态承载力评价有效性等方面的对策建议。

新时期加强国家规划矿区集中统一管理的思考

本文在回溯国家规划矿区划定的历史背景的基础上,归纳了目前我国相关法律对国家规划矿区的相关管理规定,提出我国国家规划矿区存在的问题,建议归口由国土资源部门进行国家规划矿区的统一规划和宏观管理,在对历史上划定的国家规划矿区进行清理,并将清理结果公告社会的同时,全国矿产资源总体规划中应明确国家规划矿种的选取原则和范围,部署国家规划矿区划定工作,建立国家规划矿区名录制度。