油气开采过程中地质环境问题研究现状与展望

随着经济建设发展,石油与天然气需求量不断增加,加速开采带来的地质环境问题也越发凸显,针对油气开采过程中地质环境问题的研究则具有重要理论意义和工程应用价值。在收集整理国内外油气开采过程中地质环境问题典型案例和研究成果的基础上,归纳总结出地面沉降、诱发地震、地下水污染和地层结构改变是油气开采过程中主要的地质环境问题,论述了油气田地质环境问题的控制因素、发生机理和致灾效应的研究成果,对现有油气田地质环境问题的监测方法、预测方法和防治措施进行了归纳,分析了现有油气田地质环境问题方面研究存在的问题与局限性,并对油气田地质环境问题未来的研究方向进行了展望。

土地利用与裂缝对采煤沉陷土壤养分的影响

为更好地理解矿区土壤退化机理,选择焦作采煤沉陷区4种代表性土壤景观即有裂缝耕地、无裂缝耕地、有裂缝林地、无裂缝林地,评价土地利用与裂缝对沉陷土壤养分的影响。沉陷区耕地与林地2种利用方式中土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量差异不显著(P>0.05),但裂缝有无对这3个养分参数影响显著(P<0.05);土地利用方式(耕地、林地)与裂缝因素(裂缝有无)之间的交互作用对SOC含量影响显著(P<0.05)。沉陷区SOC,TN,TP含量均表现为:无裂缝的林地与耕地>有裂缝的林地与耕地(P<0.05)。与对照区相比,4种景观的SOC含量均显著下降(P<0.05),TN,TP仅在有裂缝的耕地与林地显著降低(P<0.05)。研究结果表明,裂缝加剧了沉陷区耕地与林地的土壤C,N,P库损失,尤其是C库损失。在有裂缝情况下,沉陷耕地-林地转变降低土壤C库损失,但在无裂缝情况下,该转变加剧土壤C库损失。

淮南煤矿塌陷区生态恢复研究

总结了淮南矿区采煤塌陷地的状况和发展趋势,在此基础上分析了采煤塌陷地对矿区生态系统的主要影响和效应,据此提出了采煤塌陷地生态恢复机理和研究区生态恢复对策。

建筑荷载下浅埋长壁老采空区地表移动变形规律与机理

针对采煤塌陷地新建建筑物时老采空区覆岩活化运动导致地表移动变形并威胁建筑物安全的问题,现场勘测和物理模拟分析了浅埋长壁老采空区覆岩长期状态,数值模拟研究了建筑荷载作用下浅埋长壁老采空区地表移动变形规律,探讨了建筑荷载作用下浅埋长壁老采空区地表移动变形机理。研究结果表明:采空区边界覆岩不稳定区域在采空区封闭后长期存在;相似物理模拟实验中,煤柱长期承载失稳破坏后,煤柱支承区高度增加、宽度增加了32.5%,矸石压缩区高度增加、宽度增加了80.4%,煤壁支承区高度增加、宽度增加了67.2%,侧向裂隙区高度增加、宽度减小了23.3%。当新建建筑物位置不变时,随着荷载的增加,地表移动变形量和范围也增加。各加载位置中,侧向裂隙区地表新建建筑物导致地表移动变形量突增的荷载阈值最小,建筑物高度阈值为18层,与建筑物高度12层时相比,地表最大下沉量增幅为91.4%,地表最大水平移动量增幅为62.1%。当新建建筑物位于侧向裂隙区上方时,由于侧向裂隙区内部不稳定结构多,且建筑荷载下侧向裂隙区中关键块出现回转和滑落失稳,覆岩下沉量大,此时地表移动变形量最大;当新建建筑物位于煤柱支承区上方时,煤柱在建筑荷载作用下继续产生塑性变形,覆岩下沉量较小,此时地表移动变形值次之;当建筑荷载作用于煤壁支承区时,煤壁在建筑荷载作用下继续产生压缩变形,覆岩下沉量小,此时地表移动变形值较小;当建筑荷载作用于矸石压缩区时,覆岩下沉量小,老采空区垮落矸石在建筑荷载作用下发生二次承载压缩变形,此时地表移动变形值最小。建筑荷载宽度增加初期地表最大移动变形量呈加速增长趋势,当建筑荷载宽度大于50 m时,地表最大移动变形量呈减速增长趋势。当建筑荷载附加应力对老采空区覆岩承载结构造成影响时,老采空地表产生移动变形;当建筑荷载传递至关键块的载荷超过关键块回转失稳或滑落失稳的临界载荷时,老采空区地表移动变形产生突变。

对淮南矿区采煤沉陷地生态环境修复的思考

本文以华东最大能源基地——淮南矿区为例,基于“三大基地”和“生态淮南”建设背景,贯彻持续发展观,科学确立基于采煤沉陷地生态环境修复的大型生态矿区建设战略思路,及以凸显“一个目标、两个主题、三大分区、四项原则、五类工程”的采煤沉陷地生态环境修复具体方略。

采煤沉陷对水田水循环的影响

采煤沉陷区土地生态复垦是当前土地整治面临的主要现实问题之一。论文以重庆松藻矿区沉陷区受损水田为研究对象,采取野外考察和总结文献的方法,从水田水循环过程环节特征出发,主要对水田土壤水分剖面层次和水分运移速度及方向的可能性进行了系统分析,采煤沉陷对水田犁底层的入渗特性损毁是水田漏水的关键,这对于矿区土地资源利用与保护有重要的参考价值和现实指导意义。

基于InSAR技术的广州市南沙区地面沉降监测及诱发因素分析

基于2014年12月至2019年10月的Sentinel-1卫星68景InSAR数据,监测广州市南沙区多年地表形变,结合现场地面沉降调查情况进行验证。结果表明,南沙区存在7处大范围的沉降区域,均分布于人类工程活动密集的河流沿岸、施工区域、围垦区域等,其中位于珠江街道八涌和十涌之间的义和围村的沉降量级和面积最大,最大年平均沉降速度超过60 mm/a,部分时序点最大累积地面沉降量超过140 mm。本文进一步对南沙区其中4处地面沉降区域进行野外验证和分析,表明南沙区地面沉降诱发因素主要为软土发育、建筑荷载、抽排地下水、欠固结软土人工加速排水等。