鄂尔多斯盆地煤-水协调开采下矿区水资源异位回灌-存储技术思路

鄂尔多斯盆地侏罗系煤层开采过程中矿井涌水量不断增大,为缓解矿井水深度处理成本持续增加、矿井水难以较大规模处理等问题,立足于煤-水协调开采、保水采煤等科学理念,提出在研究区内开展矿井水深井回灌试验性研究。阐述了鄂尔多斯盆地煤层开采与水资源保护间的矛盾问题,包括矿井水害防治、区域水资源保持、矿区生态环境保护3者间的关系;结合对研究区38座煤矿矿井水水质特征的调研统计,阐明了煤-水协调开采下的矿井水处理的瓶颈问题。结果表明:研究区矿井水常规离子超标占比68.4%,铁、锰超标占比20%,且高盐高氟,导致矿井水处理无法同时满足较低成本、大规模的需求。提出了煤矿区“三减一治”的水资源异位回灌保水技术思路,包括充水含水层水资源异位回灌、采空水异位回灌、露天矿坑水异位回灌及含特殊组分矿井水异位回灌,并对其试验性研究的可行性进行了定性比较。然后,结合鄂尔多斯盆地某矿超深回灌存储的工程案例,总结得出了超深存储相关的理论与技术框架、技术内容、技术难点,建成了研究区高矿化度矿井水超深回灌-存储的示范工程。基于对全国87座煤矿TDS和133座煤矿pH的统计分析,提出将弱酸弱碱(44%)、高矿化度矿井水(69%)进行超深回灌存储,以减少对地下水资源的消耗、浪费及对煤矿区水生态环境的影响,同时降低矿井水治理成本,指出矿井水深井回灌在华北区甚至全国煤矿区具有较高的推广应用价值。

矿区水资源集成利用途径设计

在对矿区水资源情况进行分析的基础上,结合矿区实际情况,利用系统、集成等原理设计了矿区水资源处理、水资源利用、水资源携带能量利用等集成系统,规划了水资源的具体利用领域,为科学合理开发利用矿区水资源开创了一条可行之路,也为矿区节能减排工作开展寻求了新的道路。

矿区水资源可持续利用评价指标体系的研究——以唐山为例

水资源可持续利用是一个由水资源、社会经济和环境等子系统组成的复合系统,建立水资源可持续利用评价递阶结构多指标体系。由于评价指标众多,采用层次分析法确定各子系统相对水资源可持续利用总目标的权重,从而得到水资源可持续利用综合评价结果。最后以唐山市为例,进行了矿区水资源可持续利用评价指标体系分析,应用实例表明,该理论方法简洁、严谨,评价结果合理实用。

基于多目标不确定性机会约束规划的矿区水资源配置研究

以矿区水资源配置系统为研究对象,针对矿区生态恢复过程水资源配置的多目标、模糊、不确定性的特点,构建多目标不确定性机会约束规划模型对矿区水资源进行优化配置。基于生态优先的配水原则,以碳排放最小化目标代替传统的污染物排放量最小化目标,兼顾碳排放最小化、系统经济效益最大化以及缺水量最小化,建立矿区生态环境-经济社会-水资源协调发展的多目标模型,统筹分配地下水、地表水、矿井水以及再生水。对实际情况中的不确定性因素采用区间参数的方法表示,并通过遗传算法对模型进行求解,得到合理的水资源配置方案。将模型应用于宁夏回族自治区羊场湾矿区,结果表明:以碳排放为目标的不确定性机会约束规划多目标模型能够很好地统筹矿区经济发展目标与水资源节约目标,配置方案可保证各个用水部门的需水满足度达到100%,而以污染物排放量为目标的优化方案存在区域缺水的情况。系统可带来年碳净吸收量(CO_(2))为533.7~702.4 t,预期年经济效益为162.3×10^(4)~163.7×10^(4)元,区域年供水富余量为43.5×10^(4)~49.7×10^(4) m^(3)。研究结果一方面可为羊场湾矿区尽快实现绿色矿山提供理论支撑,另一方面也可为其他干旱地区煤矿区的水资源配置和规划提供参考。

矿区水资源可持续利用评价指标体系研究

水资源可持续利用是一个由水资源、社会经济和环境等子系统组成的复合系统,采用层次分析法确定各子系统相对水资源可持续利用总目标的权重,从而得到水资源可持续利用综合评价结果。该理论分析方法简洁、严谨,评价结果合理实用。

坚持发展与环境保护并重合理开发利用淮北矿区水资源

淮北矿区是我省乃至全国重要煤炭基地。随着煤炭的开采、工业的发展、城市的扩大、人口的增加，已普遍出现水位下降、水质恶化，局部地面沉降等严重问题，需引起高度重视。建议加强矿区发展规划与管理，建立水源地保护带，实行水资源的有偿开发利用。科学治理“三废”，做好排供结合，加强环境检测，合理开发利用水资源，改善矿区环境，促进生产发展。

谈福洞矿区水资源保护与开发利用

谈福洞矿区水资源保护与开发利用和龙市水资源管理办公室金国成福洞矿区位于和龙市城区东偏北２５华里处，东部与龙井市永新乡为邻。总面积为１８８．６７平方公里，总人口互．９万人，是一个煤碳矿业较发达、人口集中的矿区。多年来，工农业生产和居民生活用水皆以地下水...

矿区地下水资源动态监测与保护方案研究

部分矿区在能源开采过程中使用粗放的开采方式,未关注其他可利用资源,导致矿区地下水未得到充分利用。本文主要介绍了矿区地下水资源动态监测技术,并且提出了保护矿区地下水资源的方案,以供相关技术人员分析借鉴,从而实现地下水资源的高效利用。

陕北侏罗纪煤田疏排水资源可持续利用研究

针对陕北能源化工基地水资源短缺、突水溃砂以及疏排水资源浪费问题并存,如何统筹兼顾,既充分利用地表水、地下水和矿区疏排水资源又规避矿井突水溃砂灾害,是研究区内水资源可持续利用面临的科学问题。本文以陕北侏罗纪煤田为示范研究区,在系统分析区内疏排水资源现状以及利用的可行性分析的基础上,将矿区疏排水资源纳入水资源优化配置中,构建了考虑疏排水资源的多水源优化配置模型,采用改进多目标粒子群算法进行模拟求解,科学合理分配极其短缺的水资源,以供管理者进行科学决策。

分布式矿区生态集成体系建设研究

以协同、集成理论为指导,分析高温丰水矿区资源丰富但利用率不高的问题,构建以矿区为依托、生态有机农业为发展目标、土地为基础、种养殖为核心、水生态处理-利用为纽带、能源利用和肥料利用为辅助的分布式矿区生态集成体系;在对资源特性及利用领域进行分析的基础上,构建生态土地复垦利用、水资源生态处理及利用、生态养殖种植、能源利用、有机肥加工5个子系统,对各系统的特征、作用以及关系进行研究与界定,对功能进行划分,利用集成原理将其有机整合,并对体系运行进行分析。该体系通过内部与外部循环(矿业与农业循环是外部,生态农业自身为内部循环)协同运行,有效利用煤炭生产活动及生态农业自身产生的静脉资源,为矿区生态建设及经济发展开辟新的路径。

选矿药剂对矿区水体COD的影响研究

矿山选矿药剂的使用已经引起了严重的水体和环境污染。采取有效的技术手段实现矿山水质净化和回用,是高效利用水资源,实现矿区的可持续发展的必由之路。文中对矿山浮选药剂的水体污染作用进行了阐述,并对各种浮选药剂对水体化学需氧量(COD)的贡献进行了试验研究,为矿区水资源保护和可持续发展提出了途径和方法。

水文地质在煤矿防治水中的应用分析

为提高煤矿防治水效果,结合山西高平科兴申家庄煤业有限公司井田实际情况,分析水文地质在煤矿防治水中的应用。首先,阐释井田概况;其次,分析井筒特征、地质构造以及大气降雨和地下积水情况;最后,探讨水文地质分析在煤矿防治水中的应用。

我国煤矿企业的可持续发展离不开循环经济

1.循环经济概述 “循环经济”一词,是由美国经 济学家K·波尔丁在20世纪60年代提 出,是指在人、自然资源和科学技术 的大系统内,在资源投入、企业生 产、产品消费及其废弃的全过程中, 把传统的依赖资源消耗的线型增长学的 经济,转变为依靠生态型资源循环来 发展经济。其理论基础是工业生态 学。

如何防治煤矿矿井水害

对如何正确处理煤矿安全生产与矿井水之间的关系这一问题进行探讨,从而提供可供选择的、正确的处理方法,使煤矿生产与矿井水达到和谐,保证煤矿的安全有效生产,最大程度的保护矿井水,实现生产与环境共同和谐发展。

坚持不懈取得矿区含水层结构变异 突破性成果，努力前行从根本上破解煤水复合型困局——中国地质科学院张发旺团队成果

我国是一个能源大国，煤炭能源消耗占总能源消耗比例约为63％，然而，煤水危机一直是一个难解的困局。据2015年统计资料，全国86个重点矿区，缺水的占71％，严重缺水的占41％。煤矿开采造成的水资源破坏使“煤水困局”雪上加霜。为了解决以上难题，中国地质科学院岩溶地质研究所张发旺研究员领衔的科研团队在矿山水文地质、生态环境保护及治理领域潜心研究30年，取得多项研究成果，为矿区水资源和生态环境保护起到重要作用。

短壁块段式充填采煤矸石充填材料重金属离子“下行”迁移规律及控制技术

现阶段煤炭开采产生的废弃矸石广泛利用于矿山充填领域,然而矸石内部重金属离子对矿区水资源产生的潜在污染风险愈发突出。结合短壁块段式充填采煤技术,综合分析重金属离子析出与迁移的敏感性因素,建立矸石充填材料重金属离子“下行”迁移模型,揭示矸石充填材料重金属离子“下行”迁移规律,提出重金属离子“下行”迁移控制技术。研究表明:矸石粒径、煤层埋深、底板岩性以及重金属离子析出浓度是关键性影响因素,且重金属离子迁移距离随底板岩层的渗透率及重金属离子析出浓度的增大而增大,随矸石粒径及煤层埋深的增大而减小,确定底板岩层的渗透率及重金属离子析出浓度为核心影响因素。提出了重金属离子“下行”迁移控制技术,包括顶板注浆封堵技术、底板铺设防渗层技术、pH值调控技术以及矸石粒径控制技术。