红沙泉露天煤矿碳储量时空动态变化分析

明确矿区碳储量的演变规律及其对采矿活动的响应机制,是在碳达峰、碳中和“双碳”目标背景下推进矿区低碳减排和绿色高质量发展的重要手段。以土地利用/覆被为基础,利用InVEST模型评估新疆红沙泉矿区2007—2020年的碳储量变化,探究采矿扰动下土地利用变化对固碳功能的影响,构建景观指数-采煤面积-碳储量耦合协调度模型探寻3者的发展协调程度,并利用景观生态功能贡献率量化矿业景观的影响范围。结果表明:(1)2007—2020年,红沙泉矿区未利用地以1.95 km^(2)/a的速度持续缩减,工矿用地和交通运输用地分别以1.68,0.16 km^(2)/a的速度持续扩张且2者的土地利用动态度最高(分别为79.86%,46.25%),其余地类变化并不明显;(2)2007—2020年,红沙泉矿区碳储量以6550.769 t/a的速率呈持续下降的趋势,累计减少固碳8.516×10^(4)t,其减小区域主要位于矿区北部,表现为北部未利用地(碳密度为96.34 t/hm^(2))逐渐被不断扩张的工矿用地(碳密度为53.48 t/hm^(2))斑块状分割侵占;草地和未利用地向工矿用地转移是造成碳储量下降的主要原因;(3)景观尺度上,红沙泉矿区景观破碎化加重(斑块数目NP、斑块密度PD、形状指数LSI的增幅分别为194,1.185,6.856,聚合度AI的降幅为0.104),生物多样性SHDI和均匀度SHEI上升(增幅为0.445,0.236);斑块尺度上,工矿用地和交通运输用地的景观向聚集化有序性发展,而草地和未利用地向破碎化无序型发展;景观指数、采煤面积与碳储量的耦合协调度呈不断减小趋势,由2007年的0.948(优质协调)下降为2020年的0.602(初级协调);(4)距离红沙泉矿区矿业景观15 km内,距离越远,平均单位面积碳储量越高;矿区碳储量敏感区可分为3级:极敏感区(0~7 km)、敏感区(7~15 km)、不敏感区(15 km以外)。该研究能够定量反映矿区固碳功能及其与景观格局、采煤面积的耦合机制,以及矿业景观的影响范围,可为矿区实施低碳高质量发展提供思路,促进矿区精准服务于碳达峰、碳中和“双碳”目标。

红沙泉一号露天煤矿首采区及拉沟位置方案优化

在分析了红沙泉一号露天煤矿的地质条件及煤层赋存情况等基础上,确定了首采区的大致位置,在首采区内提出了3种拉沟位置方案,并进行了优化分析,确定了合理的首采区及初始拉沟位置,研究结果对红沙泉一号露天煤矿首采区及拉沟位置方案的选择具有一定的参考价值,文中的研究思路值得其他同类型露天矿借鉴和参考。

CO_(2)/H_(2)O气氛下红沙泉煤中碱(土)金属的分布及其气化反应特性

使用高温气化固定床实验系统开展了CO_(2)/H_(2)O气化条件下,红沙泉煤中碱(土)金属(AAEMs)的分布情况及其对煤焦气化反应活性的影响。结果表明,气化温度低于灰熔点温度时,Na元素在煤焦表面离散分布,不存在明显的团簇富集现象;气化温度高于灰熔点温度时,Na元素在煤焦表面表现出轻微的富集现象。气化过程中K元素离散分布在煤焦表面,Ca和Mg元素在煤焦表面的富集现象比较明显,含Ca、Mg类矿物迁移团簇在煤焦表面凹陷处,形成尺寸较大的灰球,Ca、Mg元素在分布上存在一定的依赖性。气化残余焦的表观活化能和指前因子随着碳转化率的增加而增加,煤焦的反应活性变低。

红沙泉露天煤矿北部防洪渠的设计与研究

为了有效拦截红沙泉露天煤矿北部地表水,避免铁路路基被汇水浸泡。本文综合考虑矿区地形地貌、水文、气象情况及所在地防洪标准,运用RTK、3D激光扫描仪、南方CASS软件,进行地形图绘制,初步选定防洪渠修建位置,圈定汇水面积,进行防排水工程水力计算,通过方案对比和经济性评价,最终确定了防洪渠的参数和修建位置。在满足安全生产要求的前提下,充分利用了地表水资源,为今后红沙泉露天煤矿地表水防治工程设计提供依据。

红沙泉混煤与三道岭砂墩子洗精煤混配制水煤浆性质研究

神华新疆化工有限公司采用准东红沙泉混煤与托克逊黑山混煤作为水煤浆气化的原料,但托克逊黑山煤矿在冬季存在道路管制、运输困难等问题。为了提高原料煤供应的稳定性和拓展原料煤的供应范围,通过哈密三道岭砂墩子洗精煤的煤质分析数据及实验室实验准东红沙泉混煤和砂墩子洗精煤的成浆效果,证明砂墩子洗精煤与红沙泉混煤混配可以制得性质稳定的水煤浆,满足水煤浆气化炉使用要求。