河南省焦作市煤炭资源现状及煤层煤质特征研究

焦作矿区位于河南省西北部、太行山南麓,地跨济源、焦作、新乡三市,矿区包括焦作、济源2个煤田。由于矿山的逐年开采,煤炭资源量显著减少,加之后期勘查投入的减少,导致目前对于矿区内煤炭资源现状的研究较为薄弱,现有的研究不足以支撑整个研究区的生产与开采。基于此,通过收集焦作矿区以往各类地质勘查资料、矿井采掘资料及矿井现场调查等,运用地质学、矿床学、构造地质学等,对研究区煤层煤岩特征、成煤环境、成煤规律等进行研究。研究表明,研究区石炭、二叠系含煤地层可分9个煤组,其中焦作煤田共含煤23层,煤层总厚16.04 m,其中主要可采煤层3层,可采煤层厚7.57 m。济源煤田共含煤22层,煤层总厚6.30 m,其中可采(局部可采)煤层6层,可采(局部可采)煤层厚4.61 m。其中,焦作煤田深成变质作用是煤变质的基础,区域岩浆热变质是区内煤变质程度增高的主要因素,在热变质作用的叠加作用下,煤的深成变质面貌已被改变。

焦作市城区居民共享高校公共资源的可达性研究——以地理信息系统为基础

高校拥有完善的基础设施,公共资源丰富,它具有公益属性,能为民众提供学习、休闲和娱乐的场所。一个城市高校数量有限,居民小区呈散点布局,城市交通网络便利度不一,因此不同居民点到达高校的路径存在差异。本文以焦作市城区高校、居民小区为研究对象,依托ArcGIS软件构建数据模型,通过数据分析得出焦作市城区高校分布和居民小区的关系,然后提出对策,以提高高校公共资源的可达性,使城区居民共享高校公共资源。

河南焦作地区下二叠统太原组遗迹化石及其沉积环境

河南省焦作地区下二叠统太原组发育一套陆表海碳酸盐岩以及海湾—潟湖、潮坪—沼泽和障壁岛(砂质滩、坝)相碎屑岩和煤层,其中保存有大量完好的遗迹化石,已识别出的有10个遗迹属11个遗迹种,包括Zoophycos brianeus,Zoophycos villae,Teichichnus rectus,Nereites isp.,Chondrites isp.,Rhizocorallium isp.,Thalassinoides suevicus,Ophiomorpha nodosa,Gordia marina,Taenidium satanassi和Planolites isp.等。这些遗迹化石多为全浮痕保存,少数为半浮痕表迹保存,其丰度较高。根据遗迹化石的组成与产状特征及其围岩的沉积特征,可识别出3种遗迹化石组合:(1)Zoophycos-Nereites遗迹组合,出现在水体相对较深、浪基面之下且沉积底层内氧气贫乏的远岸浅海沉积环境;(2)Zoophycos-Taenidium遗迹组合,产生于水体相对较浅的浪基面之上的近岸浅海沉积环境;(3)Ophiomorpha-Thalassinoides遗迹组合,发育于海岸带潮坪或海湾、潟湖沉积环境,遗迹化石往往保存在泥质灰岩或钙质粉砂岩和薄层细砂岩中。基于遗迹化石组合的分布特点,提出了焦作地区太原组遗迹化石的沉积环境模式。

黄河中下游焦作区段现代边滩沉积中的生物遗迹

沉积物中的生物遗迹记录是生物与环境相互作用的结果,是沉积环境、气候及生态环境的良好指示标志。文中主要研究了黄河中下游焦作区段现代边滩沉积物中的生物遗迹及其造迹者的组成与分布特点,即:(1)近岸边滩:几乎无植被,以层面上的生物觅食迹为主,其造迹生物主要有鸟类、长泥甲虫(鞘翅目长泥甲科)和隐翅虫(鞘翅目隐翅虫科)等;(2)远岸边滩:有大量植物根出现,大多数生物遗迹是层内U形、Y形和W形潜穴以及层面上的F形、Y形爬行迹和觅食迹,其主要造迹生物为蝼蛄(直翅目蝼蛄科)、蟋蟀、狼蛛和蠕虫类等;(3)泛滥平原:出现大量植物根,以层内J形、漏斗形等的生物居住迹和进食迹为主,主要造迹生物为蝼蛄、蟋蟀、田鼠、蚁狮和狼蛛等。基于沉积物粒度分析、总有机碳测定、菌落平板计数法等手段分析得知,研究区现代生物遗迹的深度随沉积物中微生物群落数量的增加及植物根长度的增长而增加,而丰度和分异度随沉积物粒度的递减及总有机碳含量的增加而增大。该成果一方面能为研究区黄河边滩上生物成因的沉积构造提供新资料,另一方面也能为地史时期河流沉积环境的研究乃至古地理、古生态环境重建提供生物遗迹学方面的科学依据。

焦作地区浅层地下水中“三氮”污染特征及机制研究

通过研究焦作地区浅层地下水中"三氮"污染量、污染分布特征,分析研究了污染源、水文地质条件对地下水"三氮"的形成、迁移、转化、分布规律的影响。结果表明:硝酸盐氮、氨氮、亚硝酸盐氮的污染分布分别呈现面状、条带状和点状分布;农业上含氮化肥和农药的过量使用是浅层地下水"三氮"污染的主要原因,工业污水直接排入含水层是污染中心浓度极高的重要原因;包气带的碱性氧化环境是硝酸盐氮广泛分布的重要条件,大沙河侧漏补给是氨氮呈现条状分布的主要因素。

焦作矿区地下水中氢氧同位素分析

为确定焦作矿区地下水来源,系统采取并测定了各种水体(泉水、地表水、第四系水、砂岩水、太灰水和奥灰水)的氢氧同位素(δ18O,δ2H,3H)和常规水化学离子,得到了矿区浅层孔隙水和深层裂隙水δD-δ18O组成关系,对比分析地下水、地表水和泉水的δ18O,δ2H,3H及Cl-,TDS特征。结果表明:矿区深层地下水主要接受山区岩溶水的侧向补给,补给高程及区域为海拔400～800 m的碳酸盐岩裸露区;当地降水为浅层地下水的主要补给来源;西部矿区地下水的70%来源于丹河水的泄漏;煤矿区地下水D漂移特征明显,形成机理是地下水与烃基和H2S交换作用的结果。

焦作地区浅层地下水铬(Ⅵ)污染机理及迁移预测

通过对焦作地区浅层地下水中铬(Ⅵ)污染物分布特征进行调查,分析了研究区浅层地下水中铬(Ⅵ)的污染机理,并运用Visual MODFLOW建立地下水流模型及溶质运移模型,模拟预测了浅层地下水中铬(Ⅵ)的迁移规律。结果表明:研究区浅层地下水铬(Ⅵ)污染严重,污染源是位于老君庙西南方向的焦作某电厂堆灰场,主要原因是露天堆放的粉煤灰中的铬(Ⅵ)污染物在长期淋滤作用下下渗污染含水层。气候条件、包气带岩性、地下水化学环境以及人为因素等也间接使浅层地下水铬(Ⅵ)浓度升高;模拟结果显示在未来的五年时间内,受地形和地下水动力场的影响,浅层地下水中铬(Ⅵ)的迁移方向与地下径流方向一致,沿大沙河水流方向上扩散速度更快,污染区域面积逐渐增大。

焦作——济源地区晚中生代古地热场特征及成因

用各种地质温度计和地质压力计确定了研究区晚中生代古地热场的基本特征,并由此得出了该古地热场具有异常、瞬时两大特点的初步结论。进而讨论了异常地热场的形成机理。

焦作矿区煤层气开发的水文地质条件分析

水文地质条件对煤层气的富集高产起着重要的控制作用。在系统研究焦作矿区水文地质特征的基础上，分析了水文地质条件对煤层气赋存、渗流、运移及煤层气生产的影响。焦作矿区水文地质条件，整体上有利于煤层气的赋存，但局部地下水强径流带，煤层气以水流为载体被逸散；岩溶裂隙发育区，煤系埋藏较浅而且又接近地表水体的区域，断裂发育且有可能成为导水通道的区域，地表水可能进入煤层，不利于煤层气的开采。煤层气勘探开发选择井位时，在其他条件相同情况下，煤层气井应选择在离断层较远的稍深部位。煤层气生产应合理处理可能造成的环境地质问题。

焦作太极拳开展现状及对策研究

采用问卷调查法、文献资料法、访谈法、数理统计法等,对焦作太极拳活动开展现状进行调研。研究表明焦作太极拳活动的管理与运行机制初步形成,但不健全;活动的显著特征以陈式太极拳为主,参加人数众多,分布范围广泛,涉及职业全面,年龄跨度大,形式多样,练习者水平较高;对陈式太极拳的研究不够深入,太极拳显形人文景观建设缺失,太极拳产业研发薄弱。

利用二维活断层探测资料构建焦作地区浅层三维构造模型

运用专业地震解释及构造建模软件,综合利用焦作地区地震数据、钻孔数据、地质信息对活断层二维浅层地震剖面进行层位与断层解释,同时对断层平面组合与空间展布规律进行研究,实现地质资料与地震数据的有机结合,构建近地表Q 3地层底界面、Q地层底界面、N地层底界面分布模型和第四纪断层模型。以第四纪断层模型为基本骨架,以近地表地层分布为主要分层,模拟Q-Q 3地质体、N-Q地质体的构造形态和断层发育情况,系统反映近地表N地层底界面至Q 3地层底界面的空间结构特征。

焦作矿区岩溶裂隙网络渗流特征及研究方法

焦作矿区属典型的华北型石炭二叠纪岩溶煤田，矿井水害严重．煤层底板之下的３层岩溶含水层是由孔隙介质和裂隙介质组成的双重结构含水体，是矿井主要充水水源．占主导地位的裂隙介质包括微裂隙、小裂隙、大裂隙和巨裂隙，不同规模的裂隙对岩溶水渗流起到不同作用．对巨型和大型裂隙网络建立非连续介质裂隙网络三维渗流模型，而对小裂隙和微裂隙连同孔隙建立连续介质的渗透张量模型，两类模型耦合成双重介质三维裂隙网络渗流模型，可以很好地刻画矿区岩溶水渗流和突水特征．

焦作矿区深部煤层赋存及煤岩煤质特征

分析了焦作矿区构造特征和底层分布,说明焦作矿区属典型的华北石炭-二叠系含煤地层,内断层非常发育,多为北东向、近东西向和北西向的正断层。通过对矿区地质分层及目标煤层赋存情况的研究,说明焦作矿区主煤层山西组二1煤层厚度大,分布稳定,属结构简单型煤层;地层自上而下分别为第四系、第三系、上二叠统上石盒子组、下二叠统下石盒子组、山西组及上石炭统太原组。最后对二1煤层煤岩煤质特征进行了分析,结果表明:山西组二1煤属高变质程度无烟煤,宏观煤岩特征为灰黑色,似金属光泽,半暗型,以暗煤为主,亮煤次之,棕色条纹,质轻、污手,块煤为参差状断口,煤芯呈块状、粉状及颗粒状,粒径0.1～1.0 cm。

焦作矿区岩溶水Cl^-污染原因初探

焦作裂隙岩溶水系统是我国北方岩溶区发育比较典型的系统之一 ,岩溶水资源丰富 ,水质优良 ,是城市供水的主要水源。据近几年水质监测 ,岩溶水Cl- 逐年增加 ,水质变咸。在对焦作矿区地质、水文地质条件、岩溶水补给来源、地表污染源和污染途径分析的基础上 ,建立了二维非稳定溶质运移数值模拟模型 ,模拟了岩溶水Cl- 时空分布 ,证实岩溶水Cl- 升高是人为污染所致 。

焦作地区浅层地下水水质评价

利用焦作地区88个监测孔水质指标检测结果,采用模糊综合评价法对焦作地区浅层地下水中硝酸盐氮、溶解性总固体、硫酸盐、硬度、六价铬、氟化物、镍离子、氨氮、氯化物共9个指标进行评价。通过建立因子集、评价集、隶属度集、模糊权向量矩阵,进行模糊综合运算最终确定研究区浅层地下水水质的级别。评价结果表明,研究区浅层地下水质很差,污染率高达81.82%,其中,劣Ⅴ类水质高达26.14%,主要分布于北部的大家作、小尚、北敬村以及南部的任庄、小王庄、南李村一带,与工业污染源、农业污染源和生活污染源分布具有一致性。

基于RS和GIS的矿区生态指标提取与安全评价--以焦作矿区为例

为了快速、高效地对煤矿区生态安全状况进行评价,借助遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、空间景观格局分析等技术,在压力-状态-响应(PSR)模型的基础上拓展构建压力-状态-响应-格局(PSRP)模型,对焦作矿区33年(1993-2026年)的生态安全状况进行评价与动态变化模拟分析。以遥感卫星影像数据为主要数据源,选取矿区1993年、2004年、2018年遥感数据及社会、经济统计数据,提取用于生态安全评价的建筑用地指数、归一化植被指数、生态弹性度、绿度指数、生物丰富度、湿度指数、破碎度指数、城市扩展强度、干度指数、人口密度、多样性指数、分维度12个关键技术指标,利用层次分析法(AHP)确定指标在生态安全评价的目标层、准则层、指标层3个层次体系,并进一步计算12个指标的权重,从而对生态安全进行评价,最后利用CA-Markov模型模拟获取2026年结果数据,对焦作矿区生态安全状况趋势评价分析和动态变化监测进行研究。结果表明:①利用遥感技术能有效提取用于生态安全评价的绝大多数指标,并且有较好的提取精度,基础指标土地利用/覆盖分类提取结果精度为92%以上;②CA-Markov模型可以进行土地利用/覆盖变化趋势模拟与预测,在该试验选择的3期数据集中预测精度达到83%;③20多年来焦作市裸地和建筑景观变化幅度最大,水体、植被景观变化相对较小,不同的地物覆盖类型均受到人类生产生活的影响;④1993-2018年间,焦作市生态安全状态总体情况先是大幅下降,然后达到平缓稳定状态,其中1993-2004年间生态状态呈现下降趋势,2004-2018年间焦作市的生态状况总体上没有显著的变化;⑤针对典型矿区,1993年,整个矿区还是处于稳定和安全的状态,到2004年,由于矿产资源大量的开采,部分地区由1993年的稳定状态转为临界状态,2018年以来,由于矿区的陆续关闭,矿区的生态安全状况相比于2004年没有太大的变化,模型预测表明到2026年焦作市及其矿区生态指数将呈现出轻微下降趋势,典型矿区与焦作区域表现出一致的生态安全等级分布状况和变化趋势。研究结果可为维护矿区及其周边生态环境的原生平衡、引导矿区资源的合理开采与利用提供技术支持。

焦作矿区含水岩组间水力联系特征

焦作矿区水文地质条件复杂,矿井水害严重,探明矿区含水层组间的水力联系特征,可为水害防治提供科学依据。根据焦作矿区已有的地质、水文地质资料,从当地构造、矿区的水化学和同位素特征三个角度进行分析,发现矿区内奥陶系含水层与石炭系含水层之间有较强的水力联系,且石炭系含水层的主要补给来源为奥陶系含水层;二叠砂岩含水层除了与石炭系含水层存在微弱的水力联系外,与其他含水层无密切联系;第四系含水层的主要补给来源为地表水;地表水及第四系含水层可通过断裂通道补给下部的奥陶及石炭系含水层。

Landsat卫星遥感影像在焦作市建成区扩展变化监测中的应用

以1988年、1992年及2001年3个时相的Landsat TM/ETM+遥感影像为数据源,分别提取了3个年份的焦作市建成区范围和面积,并叠加分析得到了1988-2001年间建城区的空间扩展情况.研究结果表明,1992年后焦作市进入快速发展阶段,城市大幅度向南部高新区扩展;由于焦作市受到北部太行山限制和东西两翼煤矿区的影响,建城区在空间扩展方向上形成其特殊的形态:整体发展趋势呈现以向南为主、向东西适度发展的"T"字形格局.

焦作市煤矿塌陷地生物复垦技术研究

焦作市煤矿区是一个有着近百年历史的老矿区。长期以来 ,地下采煤引起的大面积土地塌陷以及矸石山压占土地对本地区土地资源造成较大的破坏。为了改善矿区环境 ,针对焦作矿区的特殊情况 ,笔者提出以下几种生物复垦措施对复垦地土壤进行改良 :酸碱中和法、绿肥法、施用化肥和农家肥、微生物法。试验结果表明 :生物复垦技术是改善新土壤层的养分状况 ,增加有机质和保肥能力的最有效方式。采用生物复垦措施后 ,新土壤层的土壤结构明显地得到改善 ,土壤容重明显降低 ,理化特性得到改善 ;试种的作物产量与工程复垦后土壤的相比明显增加 。

焦作市旅游景区空间结构及优化策略研究

以A级景区(点)为例,通过平均径路长指数、紧密度指数、地理集中指数等方法分析焦作A级景区交通通达度以及景区集中度.结果表明:焦作A级旅游景区网络通达度较好,平均最短径路长为1.52 km,但有进一步提升的空间;焦作A级旅游景区紧密度指数C为0.73、地理集中指数G为47.38,表明景区在整体分布比较均匀的情况下,在各市县区域中的分布呈现一定的集中性;在探讨影响焦作旅游景区空间结构的主要因素前提下,提出焦作市旅游景区空间结构优化整合的策略.