神府东胜矿区采煤塌陷对水环境影响效应研究

煤矿开采所造成的地面塌陷,已成为我国西部矿区危害范围最广,危害程度最大,延续时间最长的一种环境地质灾害,其对水环境的影响也最为严重,不仅导致区域水文地质条件遭到破坏,造成水循环模式发生改变,而且引起水资源量急剧减少,水体污染严重,水环境极度恶化。本文以西部煤炭能源基地神府东胜矿区为研究区,从地表水、包气带水、地下水及水体污染四方面,进行采煤塌陷对水环境的影响效应研究,为矿区水资源供需矛盾、水环境改善以及区域经济可持续发展等提供科学依据。

神府东胜煤田开发建设弃土弃渣冲刷试验研究

采用野外放水冲刷实验,对神府东胜煤田弃土弃渣侵蚀产沙规律进行了系统研究。结果表明:弃土弃渣堆积年限越短,可蚀性越大,侵蚀程度越强。经过4～7年的自然沉降过程,其表面的紧实度逐渐趋于稳定值。流量相同时不同下垫面条件下的产沙量1997年弃渣>1994年弃渣>煤渣>煤矸石。径流量、产沙量与放水流量呈线性关系,产沙量与径流量亦呈线性关系。集中的水流冲刷对弃土弃渣坡面造成严重的侵蚀,使含沙量保持在一个较高的水平,随着时间的变化含沙量出现剧烈的上下波动,总体上表现出逐渐减小的趋势,同时,会出现高含沙水流过程甚至泥石流过程。

神府东胜矿区水土环境问题及其调控技术

以神府东胜矿区为例,在分析煤层开采顶板岩层变形破坏的基础上,讨论了由此引发的矿井突水溃砂、地表裂缝塌陷、水源地破坏、植被死亡并造成沙漠化加剧和水质污染等严重的水土环境问题。提出了建立水源地分级保护体系、以拦蓄排泄带方式开采地下水等保护水环境的应对措施;还介绍了防治或减轻含水层结构破坏的“开采技术措施”;在一定措施控制下的“含水层再造技术”;在烧变岩带采用“疏排型水源地开采技术”;“排水-供水-生态环保三位一体结合技术”以及针对矿区周围沙地较多特点的“矿井水沙地净化处理技术”。

神府东胜煤田原生地面放水冲刷试验研究

神府东胜煤田是我国重要的能源重化工基地,在开发建设过程中造成了严重的人为水土流失,为了分析计算神府煤田弃土弃渣、扰动地面及非硬化路面的新增水土流失量,以本区未经人为扰动的、撂荒的原生地面为自然侵蚀本底值的作用对象,采用野外放水冲刷实验的研究方法,对原生地面的侵蚀产沙规律进行了研究。结果表明:径流量、产沙量与放水流量,径流量、产沙量与坡度的关系均呈线性相关,即随着坡度与放水流量的增大,径流量和产沙量也在线性增加。径流量与产沙量之间呈幂函数关系变化,关系式为Ms=0.049W0.93。

神府东胜矿区不同下垫面产流产沙试验研究

针对神府东胜矿区煤田开采过程中所引发的严重新增水土流失问题，采用野外模拟降雨实验的研究方法，对神府东胜矿区不同下垫面降雨人渗、侵蚀产沙规律进行了初步研究。结果表明：在相同雨强条件下，不同类型下垫面对人渗速率的影响差异性较大，稳渗率大小顺序为扰动地面〉原状地面〉非硬化路面；在降雨过程中不同类型下垫面的径流量随时间增加而增大，其大小顺序为非硬化路面〉扰动地面〉原状地面；不同类型下垫面的侵蚀产沙高峰期均出现在降雨初期的0～20min内，此后侵蚀产沙均下降并趋于稳定．并且不同类型下垫面间的侵蚀产沙量差别不大；非硬化路面的径流含沙量一直稳定在较低水平，而其它类型下垫面的径流含沙量降雨初期很大而后急剧下降，并逐渐接近于非硬化路面的径流含沙量。

神府东胜煤田开发中诱发的环境灾害问题研究

神府东胜煤田地处晋陕蒙水蚀风蚀交错的生态脆弱带 ,开发中出现的环境问题已威胁到矿区生产安全。大量弃土弃渣堆积于河道与沟道 ,加剧了水土流失 ;大柳塔等矿发生 8hm2 的塌陷与地裂缝 ,引起地下水渗漏 ,水位下降 2～ 3m ,甚至断流 ;大量植物死亡 ,土地沙化日趋严重 ;人为滑坡、泥石流活动频繁 ;河道泥沙变粗近 5倍 ,粗沙比例增加 ,淤积使过水断面减少了 37.6 % ,行洪能力降低了 2个数量级。通过对弃土弃渣集中排放 ,扰动土回填复垦 ,植树造林的措施建立矿区环境整治技术体系 。

神府东胜煤田开发中扰动地面径流泥沙模拟研究

神府东胜国家级特大煤田在开发建设过程中,严重扰动了原有的土壤结构层次,破坏了地面的植被,造成了严重的新增水土流失,本文采用野外放水冲刷实验的研究方法,对神府东胜煤田开发建设中人为扰动地面侵蚀产沙规律进行了模拟研究。结果表明:5°条件下在流量为15 L/min2、0 L/min2、5 L/min时产沙量与径流量呈幂函数关系,10 L/min时呈线性关系。11°条件下在各放水流量时的产沙量与径流量呈线性关系。17°条件下流量为10 L/min1、5 L/min时产沙量与径流量呈对数函数关系,20 L/min2、5 L/min时呈线性关系。产沙量与坡度在放水流量10 L/min2、5 L/min时呈对数函数关系,在放水流量15 L/min2、0 L/min时呈线性关系变化。径流量与放水流量呈线性关系,产沙量与放水流量呈对数函数关系。

神府东胜煤田扰动地面野外降雨试验

神府东胜煤田是我国探明储量最大的煤田,在开发建设过程中产生了大量的扰动地面,造成了严重的矿区水土流失。为了科学地预测和治理矿区扰动地面的水土流失,采用野外人工模拟降雨试验对神府东胜煤田扰动地面的侵蚀产沙过程进行模拟,深入探讨其侵蚀产沙、产流特征。结果表明:降雨强度是影响扰动地面产流时间的主要因素,产流时间与降雨强度呈负幂函数相关;在试验条件限定的范围内,入渗率随降雨强度和坡度的增大均呈先增大后稳定的趋势,但坡度对其影响较弱;径流率随降雨强度和坡度的增大均呈幂函数增大,且相关系数较高;径流含沙量和侵蚀速率均与降雨强度呈幂函数相关,但相关系数不高;径流量与降雨强度呈很好的线性相关;产沙量与径流量呈幂函数相关,且相关系数较高。

神府东胜矿区主要地质生态环境问题及其效应

神府东胜矿区是晋陕蒙能源基地的核心,矿区的生态环境十分脆弱。本文通过新构造运动、地面塌陷、水土流失、滑坡、崩塌、泥石流、水环境的演化、土地资源的变化、堆放的废弃物等方面系统的分析了神府东胜矿区存在的主要的地质生态环境问题,并探讨了它产生的生态环境效应。

神府东胜煤镜质组和惰质组的热化学反应差异

神府东胜(SD)煤的液化是我国能源多元化战略的重要环节,然而由于我国西部煤种中的显微组分在液化过程中表现出的差异性,传统煤化学知识无法解释神府东胜煤惰质组(SDI)和镜质组(SDV)在液化过程中表现出有别于我国东部煤对应煤种的性质;此外,由于煤结构基础理论上的局限,镜质组和惰质组的热化学差异无法由常规热分析得到解释.为了获取神府东胜煤镜质组和惰质组在液化过程中的差异性,在建立两种煤岩显微组分平均分子模型的基础上,应用分子力学、分子动力学和量子化学对所构建分子结构模型的成键特征及其在热化学环境中的变化做了定性分析,模拟了由不同显微组分生成气、油和焦的过程.结果表明,在煤受热初始裂解释放CO2的过程中,SDI的活性高于SDV,但这一过程对SDV和SDI的大分子骨架结构基本无影响.在进一步的裂解中,根据键级分析发现,SDV的化学键发生断裂的数目远大于SDI,当SDV已基本裂解成小分子化合物时,SDI还需要进一步裂解才能形成小分子化合物,而且SDV和SDI的裂解产物存在着差别,SDV以脂肪烃和单环芳烃为主,SDI以双环芳烃为主.把量子化学计算推测的裂解小分子碎片与热重-质谱(TG-MS)实测结果进行对比,证明了理论上的裂解过程与实验结果相吻合.

神府东胜煤田开发建设中扰动地面产流产沙试验研究

采用野外放水冲刷实验的方法,对扰动地面产流产沙规律进行了研究。结果表明：（1）平均产流时间和平均产流量均与坡度不相关,平均产流时间与放水流量呈幂函数关系,平均产流量与放水流量呈二次函数关系。（2）当放水流量为10 L.min-1时,产沙量与坡度呈线性关系,其它放水流量下,产沙量与坡度均呈对数关系;坡度为5°时,产沙量与放水流量呈幂函数关系,坡度为10°和18°时,呈线性关系,产沙量与径流量呈对数函数关系,放水流量是影响产沙量的主要因素。（3）产沙率随放水时间呈减小趋势,大约在前6 min内,产沙率呈增大趋势,达到一个峰值后迅速减小（6~15 min内）。

神府东胜煤田扰动地面水流水动力学特征

神府东胜煤田开发建设过程中造成了大量的扰动地面,形成了新的人为水土流失。采用野外放水冲刷实验,对人为扰动地面水流的水动力学参数进行了系统研究。结果表明,流速与放水流量呈幂函数关系,在上、中、下3个断面上呈先增大后减小的变化规律;水流流态属于紊流,雷诺数与放水流量呈幂函数关系;弗劳德数值在0.59～0.88之间,Fr<1,水流属于缓流;阻力系数随坡度增加而增大;水流剪切力和水流功率分别与放水流量呈幂函数关系,并随坡度增加而增大。

神府东胜煤CS_2萃取物组成分析

采用溶剂萃取、色 -质联用和色 -红联用结合色谱保留值的定性方法 ,分析研究了神府东胜煤 CS2 萃取物的化学成分和结构 ,鉴定出 1 2 0多种化合物 ,并对所鉴定出的单个化合物进行了定量分析 ,讨论了神府东胜煤 CS2 萃取物化学成分的结构特征 .结果表明 :萃取物主要由脂肪烃、芳烃和极性化合物三类成分组成 .芳烃含量在萃取物中占绝对优势 ,且主要为 1 - 4环的烷基取代芳烃 .脂肪烃除主要成分正构烷烃外 ,还有少量的类异戊二烯烃和萜烷 ,极性化合物所占的比例很小 。

神府东胜煤田开发中人为泥石流形成条件分析

神府东胜煤田是我国重要的能源重化工基地 ,自 1987年大规模开发以来泥石流频繁发生 ,通过野外考察发现 ,神府东胜煤田泥石流属由人为诱发的人为泥石流。详细地分析了该区泥石流形成的三个基本条件 :丰富的松散固体物质储备、陡峻的地形条件和沟床比降和高强度长历时的降雨过程 ,认为在流域内人为堆置的大量松散弃土弃渣物质是该区泥石流形成发育的主要因素。

神府东胜矿区侵蚀营力及风、水蚀相互作用特征

神府东胜矿区主要侵蚀营力有风力、水力、重力和人为活动。侵蚀营力具有随季节周期性交替和空间分布上相互交错、渗透的特点。风力、水力相互作用及对地表物质的侵蚀、搬运和堆积过程，形成了风、水蚀地区特有的坡面微地貌形态和垂直分带。

矿山泥石流成灾度模糊综合评价——以神府东胜矿区为例

在神府东胜矿区 ,以矿山泥石流成灾的人为特殊性为基础 ,经济区位影响为目的 ,选择泥石流形成和成灾的自然、经济区位、人为三个方面的 9个因子 ,43条矿山泥石流样沟 ,应用运筹学原理 ,将层次分析与模糊信息推断相结合 ,进行了成灾程度分析。结果显示 :5 0

神府东胜煤田沉陷区三种人工林生长状况比较研究

采用野外调查与室内试验相结合的方法,研究了神府东胜煤田沉陷区不同立地条件下三种人工林的生长状况,并对林下土壤含水量进行了测定,分析了人工林生长指标与林下土壤含水量的相关性,结果表明:不同立地条件下,樟子松的生长状况为梁地阴坡>覆沙地>梁地坡顶>梁地阳坡,方差分析表明差异显著(P<0.05)。沙棘与山杏的生长状况为梁地阴坡>梁地坡顶>梁地阳坡,方差分析表明沙棘生长状况差异性极显著(P<0.01),山杏生长状况差异不明显。不同立地条件樟子松,沙棘,山杏的各项生长指标之间有较好的相关性,山杏各项生长指标之间的相关性最好,相关系数大于0.9。樟子松,沙棘,山杏的生长状况与土壤含水量有较好的相关性,相关系数均在0.6以上。

神府东胜煤田人为滑坡崩塌泥石流及其防治对策

神府东胜煤田是我国本世纪重要的能源重化工基地 ,大规模开发建设以来带来了一系列环境灾害问题 ,本文详细论述了神府东胜煤田人为滑坡崩塌、泥石流发育现状及其产生的主要原因 ,提出了该区人为滑坡崩塌、泥石流灾害的防治对策 ,以及人们亟待加强的环境保护意识。

矿山泥石流形成的理论动态分析——以神府东胜矿区为例

在神府东胜矿区矿山泥石流沟道调查的基础上,系统分析了矿山泥石流形成的3个基本条件,得出结论如下:①固体物质来源充足。主要来源有:矿区建设中排放的大量弃土石渣,陡坡、临空面的崩塌堆积物,风化剥蚀形成的泻溜、坡积裙;②降雨和径流是泥石流暴发的主要外动力。经GM(1,1)包络线法预测,未来几年降雨量稳中有增;③地形比降是泥石流暴发的不可逆的趋动力。由于工程建设,沟道地形畸变,比降加大,暴发泥石流的沟道地形条件潜势很大。在泥石流形成的3要素基本满足的前提下,其暴发的关键还在于3要素的有机结合。根据泥石流固体物质含量指标,应用系统原理,讨论了潜在矿山泥石流形成3要素有机结合的随机动态过程。

农牧交错区生态环境监测与动态变化分析——以神府东胜地区为例

本研究选择典型的农牧交错区——神府东胜地区为研究样本,综合运用景观生态学理论、生态系统服务功能理论、可持续发展理论、遥感和地理信息系统技术,以多期遥感图像数据为信息源,结合调查统计数据,进行生态遥感分析,编制了土地沙漠化、水土流失、植被覆盖度系列生态专题图。通过建立系统空间分析模型,实现研究区二十余年生态动态变化定量分析,以量化和可视化的形式系统地研究神府地区生态现状及其变化特征规律,阐述生态环境变化的原因,提出能源开发与环境保护协调发展的对策。