大型露天煤矿生态系统受损研究——以平朔露天煤矿为例

矿区受损生态系统的恢复与重建是脆弱生态环境综合整治的重点和难点。１３ａ的平朔露天煤矿受损生态系统定点研究表明，大型露天煤矿生态系统演变过程为３个阶段、４个类型。生态受损引发因子包括挖损、压占、占用和污染。生态受损特征表现为原生境在１００ａ左右的时间尺度下，以每年７８００万ｍ ３左右的岩土搬运速度，累计消失１６０ｋｍ ２左右。而新形成的生境与原生境相比，虽沟壑消失使地貌形态趋于简单，但重新组合堆置的固相岩土结构松散、地层层序紊乱、地表物质更趋复杂、土壤性质更趋恶化，加之区域性气候干旱，天然植被恢复无法使受损生态系统发生顺向演替，新的侵蚀地貌会加速形成。

黄土区大型露天煤矿废弃地植被恢复过程中的植被动态

生境再造与植被恢复是黄土区露天矿生态重建的核心 ,其中植被恢复是生态重建的保证。以我国平朔安太堡露天煤矿为例 ,采用野外调查、统计分析相结合的方法 ,对 1 985～ 2 0 0 1年矿区植被恢复过程中的植被动态进行研究。结果表明 :该区的人工植被经过演变 ,植物种的组成发生较大变化 ,由单一的物种组成结构逐渐发展为复杂的物种组成结构 ,并逐渐趋于动态的平衡。通过研究同一植物在不同配置模式下的生长情况 ,以及它们之间的相互影响 ,得出该区人工植被的较好模式为 :刺槐×油松×柠条、刺槐×油松、刺槐×沙棘和刺槐纯林。首次运用多样性指数、生态优势度、均匀度 ,对该区主要复垦植被群落进行分析 ,进一步预测了人工植被的演替方向 :刺槐林→刺槐林、沙棘林→沙棘林、沙棘×刺槐→刺槐、刺槐×油松→刺槐×油松和刺槐×油松×柠条→刺槐×油松×柠条。

黄土区大型露天煤矿煤矸石自燃对复垦土壤质量的影响

为了研究煤矸石自燃对复垦土壤质量的影响,以复垦13a的平朔安太堡露天矿区南排土场1420平台正常复垦土壤与自燃退化土壤为研究对象,分析研究了煤矸石自燃对复垦土壤的理化性质、重金属含量、土壤微生物区系和土壤酶活性的影响,并选取原地貌土壤为参照。研究结果表明,煤矸石自燃对复垦土壤的物理性状影响很大。土壤体积质量、总孔隙度、毛管孔隙度与非毛管孔隙度、田间持水率发生突变。南排1420煤矸石自燃复垦土壤的体积质量显著比正常平台和原地貌土壤的要小,总孔隙度要大,而且主要是非毛管孔隙度,表层土壤和20～40cm的土壤的非毛管孔隙度高达42.08%和39.49%,远高于正常平台和原地貌土壤,而毛管孔隙度仅有16.41%和15.60%,远低于正常平台和原地貌土壤,田间持水率仅为14.92%和13.11%,为正常平台复垦土壤的47.76%和39.95%。煤矸石自燃可以降低复垦土壤的有机质、速效磷质量分数以及pH值,而提高复垦土壤表层速效钾的质量分数。煤矸石自燃可增加复垦土壤0～20cm中Pb、Cr、Hg的质量分数,特别是Cr和Hg的质量分数略高出土壤环境质量一级标准。煤矸石自燃对土壤微生物数量影响甚大,煤矸石自燃复垦土壤微生物数量极少,仅为正常平台复垦土壤的0.82%,其中细菌为正常平台复垦土壤的0.80%,放线菌为1.64%,真菌为1.24%。煤矸石自燃可大大降低复垦土壤的过氧化氢酶和蔗糖水解酶活性,特别是蔗糖水解酶活性,而表层复垦土壤的脲酶活性略有提高。总之,煤矸石自燃造成复垦土壤极度退化,大大降低了复垦土壤的质量。

露天矿大型排土场水蚀特征及其植被控制效果研究——以安太堡露天煤矿南排土场为例

以山西省平朔露天煤矿安太堡矿南排土场1993～2002年径流小区定位观测为基础,对排土场未复垦、复垦种植2年、复垦种植10年等3个阶段产流产沙特征及其植被措施的减流减沙效果进行分析,初步建立了小区暴雨-产流-产沙经验模型,比较了不同植被及其配置模式的减流减沙效果,并提出了适合的植被与改进措施。

黄土区大型露天矿排土场水土流失评价

运用专家分析法和层次分析法确定了黄土区大型露天矿排土场水土流失的评价因子,建立了排土场水土流失评价指标体系和评价模型,并据此对平朔安太堡露天矿南排土场不同复垦时期的水土流失危害进行评价.结果显示:南排土场未复垦、植被恢复初期(复垦1～3a)、植被恢复后期(复垦8～10a)的水土流失影响度综合评价指数分别为0 863,0 512,0 399,处于极严重、较严重、较轻微级别.复垦8～10a后南排土场水土流失危害程度比采后新造地降低了两个等级,但仍存在一定程度的水土流失.提高植被的有效覆盖度,优化植被配置模式是进一步降低南排土场水土流失危害的主要措施.

安家岭露天煤矿土地利用结构预测

采用实地调绘、航片判读、统计分析、历史类比与趋势外推相结合的方法，对平朔安家岭露天煤矿１９９８～２０１９年剧烈扰动的１６５２０ｈｍ２的土地利用结构进行了预测性研究．结果表明，２２ａ间，共剥离岩土１６０９８００万ｍ３，挖损土地１２０００ｈｍ２，压占土地４５２０ｈｍ２，其中，耕地和林牧用地分别消失８７４３ｈｍ２和７９０ｈｍ２．规划后的土地利用结构有了明显的改善，其中，耕地由原来的５２９％提高到７０７％；林牧用地由原来的４８％提高到２９３％，基本消除了荒地和其它未利用地．同时，耕地总量动态平衡结果表明，以６ａ为耕地恢复期，大约在采矿２６ａ后，耕地总量可达到平衡；若以１０ａ为耕地恢复期，大约在采矿３４ａ后，耕地总量可达到平衡．

黄土区大型露天煤矿复垦排土场植被恢复立地类型划分——以安太堡露天煤矿为例

露天开采对土地破坏严重,立地条件复杂。只有综合环境因素与植被生态习性,针对不同的立地类型进行植被配置与管护才能达到对矿区生态修复的目的。为此以安太堡露天煤矿西排土场为研究对象,选定58个样点,在样点10m×10m范围内对海拔、坡向、坡位、坡度、坡型、覆土基质、覆土厚度、土壤容重、土壤含水量、有机质含量、全氮含量、植被类型组合、归一化植被指数(NDVI)、地面非均匀沉降、河流动能指数、地形起伏度,共18个立地因子进行调查。分析排土场立地条件及特征,运用SPSS聚类分析法对样点进行立地类型划分。最终划分为平台、边坡2个立地小区;平台小区化分为9个立地类型组、13个立地类型,边坡小区化分为9个立地类型组、20个立地类型。研究结果可以为排土场立地改良、植被恢复与维护及生态系统恢复提供依据。

黄土区大型露天矿排土场水土流失致灾因子的确定——以安太堡露天煤矿南排土场为例

以平朔安太堡露天矿南排土场为研究对象，通过1993～2002年定位观测调查，确定了黄土区大型露天矿排土场水土流失的8个致灾因子：暴雨强度、地表物质组成、地形坡度、植被覆盖度、植被类型、工程水土保持措施、容重和非均匀沉降。与自然地貌相比，非均匀沉降和容重是影响排土场水土流失的特殊致灾因子。致灾因子的确定对认识排土场水土流失危害特征和机理，建立排土场水土流失评价指标体系，制定科学有效的治理措施提供了依据，对我国相似地域大型工程新造地的水土流失规律研究也有一定的借鉴作用。

黄土区大型露天矿区土壤质量评价指标研究

土壤质量评价是土壤质量研究的基础和重要内容之一。以平朔露天煤矿区为研究对象,在对矿区充分调查研究的基础上,建立由土壤物理指标、化学指标、生物指标和侵蚀指标4个一级指标和17个二级指标组成的指标体系。运用专家打分法确立了各级评价指标的权重,建立数学模型将指标定量化,根据平朔矿区特点确定了指标分级标准,并进行了评价。评价结果显示:原地貌、采矿后、复垦初期和复垦8年后土壤质量分别为4级、6级、5级和4级。

安家岭露天煤矿土地利用结构预测

采用实地调绘、航片判读、统计分析、历史类比与趋势外推相结合的方法 ,对平朔安家岭露天煤矿 1 998～ 2 0 1 9年剧烈扰动的 1 65 2 0h 的土地利用结构进行了预测性研究。结果表明 ,2 2年间 ,共剥离岩土 1 60 980 0万 ,挖损土地 1 2 0 0 0h ,压占土地 45 2 0h ,其中 ,耕地和林牧用地分别消失 874 3h 和 79 0h 。规划后的土地利用结构有了明显的改善 ,其中 ,耕地由原来的 5 5 0 %提高到 67 0 % ;林牧用地由原来的 4 5 %提高到 30 0 % ,基本消除了荒地和其它未利用地。同时 ,耕地总量动态平衡结果表明 ,以 6年为耕地恢复期 ,大约在采矿 2 6年后 ,耕地总量可达到平衡 ;若以 1 0年为耕地恢复期 ,大约在采矿 34年后 ,耕地总量可达到平衡。

浅谈某大型金铜矿床联合开采

针对某大型金铜矿床开采现状,采取挖潜、技改、扩能等措施,实现全露天开采并达到年产黄金16t,铜矿2×104t/d矿石规模,最大采剥总量达85×106t/a,并能充分回收低品位金铜矿资源,使企业效益最佳。

黄土区大型露天矿排土场水力侵蚀计算与防治

以黄土区安太堡露天矿未复垦排土场为对象,研究未复垦排土场平台水力侵蚀(沟蚀)状况,通过实地外业采样和内业数据处理,结合数据统计分析平台,计算出了研究区内的沟蚀量分布情况,并分析了平台汇水面、土壤容重、坡度与沟蚀模数的关系,估算研究区水力侵蚀造成的直接经济损失,提出排土场平台复垦和水土流失防治措施。结果表明:(1)研究区水力侵蚀严重,总体沟蚀模数相当于自然地貌土壤侵蚀模数的6.8倍,其中平台汇水面对沟蚀模数的影响巨大;(2)排土场平台表层土壤压实,40cm以内土层压实最为严重,深层土壤土质较疏松;(3)排土场平台坡度和坡长在一定程度上可以反映出土壤侵蚀的高低,在水土流失防治措施中应予考虑。在平台复垦和土壤侵蚀防治中应采用减少平台汇水面积、增大地表水入渗能力和提高植被覆盖度的措施为主,本研究成果可为排土场复垦和水土流失防治提供参考。

基于YOLOv8算法的露天煤矿大型工程车辆识别与闯入安全预警

为了保障矿工安全、保护设备及提高生产效率,提出基于多传感器信息融合的露天煤矿大型工程车辆识别与闯入预警技术。首先,在整体技术架构和实现方法设计的基础上,提出基于YOLOv8的工程车辆识别与检测方法;然后,在露天煤矿现场搭建检测软硬件平台,通过现场拍摄、网络搜集共计6300张样本数据集,测试基于YOLOv8的工程车辆识别与检测方法的识别精度。结果表明:文中所提出的基于YOLOv8工程车辆检测模型,可以快速准确地识别露天煤矿作业现场内出现的多个车辆目标,检测准确率在0.85以上,漏检率较低,而且,能够识别不完整的车辆图像。提出的工程车辆识别与闯入预警系统,可为工作中的设备提供来车识别与预警提示,有助于预防安全事故的发生。

平朔安太堡大型露天矿区土壤质量演变过程分析

本文对安太堡大型露天矿区的采矿和复垦过程中土壤质量的变化状况进行了调查,结果表明:采矿造成原地表结构的彻底改变,土壤质量变化经过退化和恢复两个阶段。在整个过程中,土壤的物理、化学和侵蚀性状都发生了变化,并且土壤的恢复过程很缓慢。

大型露天矿山生态破坏与环境污染损失的评估

矿产资源开发中生态环境损失的定量评估是矿山环境保护政策制定的重要基础。基于评估指标体系的可操作性,从防护性成本、生态破坏造成的农林生产损失、生态破坏造成的生态服务功能损失、环境污染造成的农作物减产损失、环境污染造成的人体健康损失、恢复治理成本等6个方面,构建了大型露天矿山生态破坏与环境污染损失评估框架,并以三道庄矿山为例,利用遥感技术获取研究区2005—2009年的土地利用与生态破坏数据,结合野外调查和资料整理获得的环境污染相关数据,动态评估了三道庄露天矿山生态破坏与环境污染的损失。评估结果表明,三道庄露天矿山开采4年间共造成经济损失10 7161万元。建立的评估框架可在加强矿山生态保护与恢复工作中指导矿山生态破坏与环境污染损失的评估。