抚顺西露天矿内矿物自燃防治技术研究

针对抚顺西露天矿矿坑内自燃灾害频发并因此导致环境污染和生产安全的问题,现场取煤炭、油母页岩、干馏后油母页岩三种样品进行了实验室工业分析和高温程序升温实验,分别得到了工业分析成果和自燃过程中析出气体规律及放热特性,研究了矿物自燃机理,提出了露天矿自燃监测方法和适宜的防治技术措施。结果表明,煤样品挥发分最高,达到42%,而油母页岩和干馏残渣灰分均超过75%。孔径分布表明各矿物样品大孔和介孔占比很大,易发生氧气吸附作用,从表观结构特征解释了矿物易于氧化自燃的原因。各样品氧化升温过程中易于析出碳氧化合物和碳氢类化合物,气体的成分及浓度与温度密切相关。矿物氧化升温过程放出热量,助推自热进一步发展至自燃。露天矿自燃不仅造成生态环境影响,同时破坏优质煤炭资源,降低边坡强度,可能进一步引发滑坡等地质灾害。自燃监测方面,可采取红外热成像系统,辅助同位素测氡和钻孔测温相结合精准圈定高温自热区和自燃区,从而选取适宜的防治措施进行精准治理,有效地控制了矿坑内自燃的发展,对类似矿山自燃精准防治提供了参考经验。

抚顺西露天矿南帮滑坡体空间模型构建及应用

以地质调查资料和不同时期数字正射影像图(DOM)、数字线划图(DLG)等空间信息为数据源,应用GIS技术构建抚顺西露天矿南帮滑坡体的三维空间模型,计算出了滑坡体的体积,并利用滑坡体空间模型成果,对滑坡体的空间分布、运移形态及压脚土方工程量计算进行了空间分析,这对滑坡的成因分析及治理措施研究具有一定的参考意义。

抚顺西露天矿北帮地质灾害治理及影响区建筑加固

矿业城市中,露天矿影响区内地质安全问题突出、建筑物受地质灾害影响较大,严重威胁到居民的居住与生活。文章通过对抚顺西露天矿现状的讨论,结合实地调研与北帮影响区内地质灾害情况,对北帮影响区进行分区;继而提出矿区治理方案,并依托GEO-SLOPE软件,采用极限平衡法,验证方案的可行性。在此基础上,根据调研情况,分析各分区内居住建筑损害情况,有针对性地提出建筑物的加固建议和措施,以期改善居民居住条件,保障居民生命安全。

层状边坡各向异性岩体渗流-应力耦合模型及工程应用

岩体渗流-应力耦合作用的研究是国内岩体渗流领域研究的热点问题,该问题在层状边坡工程中尤为常见。考虑到层状边坡岩体普遍存在的各向异性特征及渗流-应力耦合问题,基于等效连续介质模型和Louis经验公式,建立了层状边坡各向异性岩体渗流-应力耦合模型,应用COMSOL多物理场耦合软件对模型进行了数值计算。结果表明:该模型能够反映层状边坡岩体的各向异性变形及地下水渗流的非均匀性和各向异性特征。依托抚顺西露天矿南帮工程实例,通过采用不同的模型进行对比分析,研究了该边坡E800剖面地下水渗流情况。结果表明:采用该模型计算的潜水面与实际情况吻合较好,显示了该模型在层状边坡工程中良好的应用前景。

抚顺西露天矿区植物群落多样性与土壤理化性质的关系研究

以抚顺西露天矿区为研究对象,对植物群落多样性与土壤理化性质进行了调查研究,分析了恢复时间和恢复方式对矿区群落多样性和土壤理化性质的影响,以及植物群落与土壤因子之间的相关性。结果表明:矿区土壤pH呈中性至弱碱性,且随着恢复时间的增加呈现降低的趋势;除磷素以外,其它养分随恢复年限的增加逐渐升高;随着恢复时间的延长,矿区植物Shannon-wiener和Simpson多样性指数逐渐增加;植物群落多样性受土壤化学性质的影响大,自然恢复与人工恢复相结合的方式对群落生态环境的恢复具有促进作用。

抚顺西露天煤矿滑坡与降雨的关系及预报方法

抚顺西露天煤矿的滑坡40%以上发生于降雨集中的夏季,说明该矿区滑坡与降雨关系密切。分析了西露天降雨型滑坡的时空分布特征,通过对降雨量和降雨强度两个参数的探讨,说明滑坡与之具有很好的拟和性,最后提出了有关该类滑坡的一些预报方法。

抚顺西露天矿西端帮内排土场生态修复技术

为全面推进西露天矿区废弃地的综合治理与整合利用,通过分析生态修复区域土壤现状,明确了土壤养分级别和特征污染物,确定了生态修复技术方案。通过开展生态环境修复技术研究和应用,构建矿坑山水林田湖草和谐统一的生态修复体系,为后续整合利用奠定坚实基础,为其它露天矿山生态修复提供借鉴。

抚顺西露天矿北帮“7·25”滑坡数值反演分析

对由降雨触发的抚顺西露天矿北帮"7·25"滑坡进行了反演计算分析,所得到的边坡初始水位线、失稳时间和失稳滑动面均与实际情况相符,从而验证了计算和结果的正确与有效性;在此基础上研究了排水管失效及风化破碎带深度对边坡稳定性的影响。结果表明:排水管能有效降低地下水位线并提高边坡稳定性,一旦排水管失稳将会造成边坡安全度下降,在降雨条件下边坡可能会在更短的时间内失稳,因此应定期对排水管进行检修以保证其有效工作;而风化破碎带对边坡稳定性也有着较大的影响,在风化、卸荷等作用影响下风化破碎带深度可能是动态变化的,因而需要加强动态监测以保证边坡的安全稳定性。

抚顺西露天矿提高油页岩供应品质的途径

抚顺西露天矿十分珍惜有限的油页岩富矿资源,并要求充分利用现有的富矿资源,在开采方案设计上,做到均衡搭配、物尽所用;在生产管理组织上,做到精打细算、统筹安排;在实际生产过程中,对资源的回收进行了挖潜;研究并实施了多项综合措施,尽最大可能地利用好现有的油页岩富矿资源。

辽宁抚顺西露天矿地质灾害时空分布特征及影响因素分析

已有百年开采历史的抚顺西露天矿进入闭坑期,由于资源的开采,导致西露天矿长期受地质灾害的威胁。为了总结西露天矿地质灾害发生规律、保障矿区及近矿城区的生产生活安全,同时为其他同类露天矿的灾害分析、安全防护提供可参考案例,从时间和空间尺度对抚顺西露天矿滑坡、地裂缝的分布规律和影响因素进行研究分析,基于DPSR模型,从驱动力响应、压力响应、状态响应三个方面提出对应的断链减灾和安全防护措施。地质灾害的时空分布特征为:滑坡灾害最早出现于1927年南帮西部,滑坡主要位置由南帮西部区域向西端帮、北帮西部、北帮中部、北帮东部方向发展,近年南帮出现大规模岩质边坡滑移变形,1970—2000年期间,滑坡灾害最为频发,2000年以后滑坡灾害频次减少,且滑坡灾害多发生在5—9月份;北帮附近地裂缝出现于1960年后,上世纪70、80年代加速发育,走向与F_(1)、F_(1A)断层走向基本一致,南帮地裂缝分布在南帮巨大滑移变形体后缘,呈弧扇型分布,于2009年出现,2012年后迅速发展。通过对灾害影响因素分析发现,滑坡与地裂缝存在同源性和互为因果性的链式关系,影响矿区地质灾害发生的主要因素为地质构造和不良工程地质环境控制、采矿活动驱动、降雨及地下水因素的诱发。

抚顺西露天矿排土场不同岩石风化土中多环芳烃污染特征

采集抚顺西露天矿区内排土场中4种典型的岩石风化土,通过分析样品中理化指标(含水率、pH值、有机质)和多环芳烃的含量,确定了茚苯(1,2,3-c,d)芘为矿区岩石风化土的特征污染物,矿区多环芳烃总量排序依次为混合堆积岩风化土(MA)>油页岩风化土(OA)>炭质泥岩或煤矸石风化土(CGA)>绿色泥岩风化土(GMA);利用内梅罗污染指数法评估了矿区风化土的生态风险。结果表明:内梅罗污染指数排序依次为MA>CGA>GMA>OSA,除OSA外,内梅罗污染指数均介于1~2之间,属于轻微污染水平。

抚顺西露天矿及周边水环境调查与评价

针对刚刚闭坑的抚顺西露天矿,开展其周边水环境的调查与评价,探清了抚顺西露天矿矿区内地表水、地下水环境质量污染的现状,阐明了矿区地理环境对周围水环境影响的程度。调查结果表明:该矿区地表水主要污染物有高锰酸性指数、COD、BOD5、DO、NH3-N、总磷等6种;地下水主要污染指标有总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、NH3-N、Fe、Mn、Na、氯化物、氟化物、耗氧量及石油类等11种,其中铁离子超标率最高,从污染物分布的空间分析,污染源主要分布在汪良舍场、西舍场、东舍场以及西露天矿的北侧和东露天矿的北侧。

基于矿城“协同”视角的城市型矿区转型策略研究——以抚顺西露天矿为例

城市型矿区是指随着独立矿区快速发展,周边逐步形成服务矿区的城市功能区域,导致矿区被城市包围,形成具有经济和社会功能与城市紧密相关,矿城空间粘连发展特征的矿区。随着矿区资源逐渐枯竭,城市型矿区在转型发展中具有独特的靠近城区的区位优势,矿城"协同"成为发展趋势。因此,如何优化城市型矿区空间结构和功能组织,实现矿区与城区生产、生活、生态、区域交通等协同发展是一大研究关键。论文以抚顺西露天矿为例,基于调研资料和已有研究成果,对西露天矿矿城空间演进过程进行了梳理,分析了西露天矿矿城空间组织特征,通过构建西露天矿矿城空间结构协同、空间功能协同、空间发展目标协同、空间区域方面协同四大协同体系,系统化地提出了城市型矿区转型发展的四大策略。

百年征程砥砺奋进 浓墨重彩谱就华章

1914年抚顺西露天矿开始实施露天开采。2014年露天开采历史已经走过了整整100年。在这100年中,抚顺西露天人开拓进取、奋力拼搏,在抗争、发展和奉献中实现了矿山由弱到强、由小到大的跨越式发展,在中国露天煤矿开采的历史画卷上留下了浓墨重彩的一笔。

抚顺西露天矿区边坡灾害多源监测预警系统及工程应用

露天矿在我国分布广泛,受自然因素及工程扰动的影响,边坡崩塌、滑坡等地质灾害较为频发。针对露天矿区面积大、服务年限长、地质条件复杂的特点,以抚顺西露天矿区为工程背景,利用多源数据信息融合构建露天矿边坡灾害多维度协同监测与预警系统。基于采场区域位置、工程地质条件以及灾害分布特征,确定气象环境、地表、边坡以及周边重要建(构)筑物等主要监测对象,并建立反映露天矿边坡整体特征、局部特征和外部环境特征的多元监测指标体系;融合GNSS,InSAR,Li DAR和裂缝计等浅表层监测、分布式光纤深部原位监测、光纤光栅建筑物监测和边坡真实孔径雷达短临监测等手段,建立露天矿边坡灾害多维度协同监测系统,实现矿区边坡浅表、深部及周边建筑物的实时监测、周期性监测和灾害短临监测;通过对抚顺西露天矿区边坡灾害演化特征分析,将边坡位移速率作为预警指标,研究提出抚顺西露天矿区边坡灾害的预警等级和阈值;在已有地理信息的基础上,采用GIS、物联网等技术构建多参数、多维度、多时序的矿区地质灾害多源监测数据库,并开发露天矿边坡灾害可视化预警平台。实践效果表明,该系统能够快速、准确辨识矿区地质灾害隐患,大范围、高精度监测预警边坡灾害,有效提升露天矿区边坡灾害预警效率,相关成果对我国露天矿区边坡灾害防范具有借鉴和指导意义。