Impact of Reclamation in Coal Mining Subsidence Area on Urban Spatial Expansion of Huaibei City

Based on the GIS data platform,and taking the spatial analysis as the main means,this paper explored the impact of reclamation in coal mining subsidence area on urban spatial expansion of Huaibei City. The analysis took the time evolution of urban space development as the basis,took the sectors,circle rings and sub-district offices as the basic spatial units. From the aspects of urban expansion rate,expansion direction,function and construction intensity,it analyzed the impact of reclamation on the urban spatial expansion. In addition,it analyzed the correlation between the reclamation utilization of the subsidence area and the changes in spatial expansion. Finally,it summarized the characteristics of the impact.

钱营孜矿F_(22)高角度正断层防水煤柱留设宽度研究

高地应力作用下煤层采动诱发断层活化引起的承压水突涌,是深部开采矿井水害的主要形式之一,而预留断层防水煤柱依然是防止断层活化导水最主要的方法。以钱营孜煤矿F_(22)高角度正断层为典型实例,依据已有的钻探、物探和巷探资料,基于煤矿具体的水文地质和工程地质条件,以现场及室内试验数据为基础,采用有限差分数值分析方法对钱营孜矿F_(22)断层下盘靠近断层带的W3221工作面开采后防水煤柱的留设宽度进行了研究;同时根据理论公式对F_(22)断层防水煤柱的宽度进行了计算验证。结果表明:当煤柱宽度小于40 m时,断层带顶、底界面应力变化幅度及位移差会显著增加,煤层顶、底板的位移变化幅度也明显增大,断层带顶部出现塑性破坏区并且范围逐渐扩大;综合得出宽度为40 m的防水煤柱可有效防止断层活化突水。

淮北市采煤沉陷区非常规水资源开发利用研究

以淮北市采煤沉陷区为研究对象,在综合分析采煤沉陷区非常规水资源利用可行性的基础上,建立了淮北市采煤沉陷区"一河两区"的非常规水资源利用系统。运用情景分析法组合构建了18种未来可能情景,采用典型年水量均衡法计算得到了不同情景下沉陷区的供水保证率。研究结果表明,通过采煤沉陷区的调蓄,境内非常规水资源可利用量相当可观,在丰水年份可满足工业园用水要求,平、枯水年份工业园用水保证率也有很大提高。通过采煤沉陷区的非常规水资源利用,可提高淮北市的水资源利用效率,有效应对淮北市面临的水资源短缺问题,保障社会经济的可持续发展。

哈密、淮北煤变质程度与稀土元素的关系研究

以哈密矿区、淮北煤田为例 ,对煤的变质程度与稀土元素特征之间的关系进行了初步研究 ,结果表明 :哈密矿区变质程度相同的煤具有不同的稀土元素特征 .淮北煤田不同变质程度煤的稀土元素特征基本一致 ,这表明变质作用对煤的稀土元素不产生影响 ;稀土元素含量与灰分正相关 ,表明煤中稀土元素含量主要取决于煤的无机组分含量 ;稀土元素分布模式与华北晚古生代沉积的特征是一致的 ,表明煤样稀土元素分布模式是由源岩继承下来的 .

淮南采煤沉陷区积水来源的氢氧稳定同位素证据

淮南是我国东部重要的能源基地,由于长期地下采煤,地表形成大面积的采煤沉陷区并积水,造成严重地质灾害。针对于此,部分学者提出利用采煤沉陷区建立"平原水库"解决周边地区干旱年份农田缺水问题的设想。然而,一方面,由于煤层上覆几百米厚的新生代沉积,采煤塌陷形成的沉陷裂隙是否沟通了不同含水层之间的水力联系,并因此改变了这个地区的地下水系统,成为区域水资源评价需要了解的一个重要科学问题;另一方面,建立"平原水库"需要有稳定的补给水源,采煤形成的沉陷裂隙如果沟通了地下不同深度含水层的水力联系,是否使地下水成为塌陷区除降雨外的重要补给来源,这就成为评价"平原水库"水资源潜力的重要参考依据。氢氧稳定同位素是示踪天然水体水来源的重要手段,笔者在淮南矿区采集了旱季和雨季的浅层地下水、河水、雨水、沉陷区的积水等不同水体的水样23件,分析了其氢氧稳定同位素组成并与深层地下水进行对比。结果表明:雨季和旱季,该地区采煤沉陷区积水的氢氧稳定同位素组成都非常接近大气降水的氢氧稳定同位素组成,而与深层地下水的氢氧稳定同位素组成相差较大,说明采煤沉陷区的积水来源主要是大气降水补给。采煤沉陷区的沉陷裂隙贯穿了整个新生代地层,使地表水发生下渗与在深部与深层地下水发生不同程度的混合,而深层地下水尚不是"平原水库"的稳定补给源。

淮北矿区祁东井田中生代岩浆侵入作用对煤层瓦斯赋存的影响

结合淮北矿区祁东井田地质背景,分析了中生代岩浆侵入特征及其对煤层、煤质和瓦斯赋存的影响。研究发现,从上部32号煤层到下部9号煤层,岩浆侵入范围和强度逐渐增大,煤的变质程度逐渐升高,9号煤层煤样镜质组最大反射率高达3.7%;化学性质发生差异,挥发分减少,碳含量增高,氢含量略有降低,H/C原子比下降,认为叠加在深成变质作用基础上的岩浆热变质作用是造成这些现象的主要原因。祁东井田岩浆岩主要以岩床形式顺煤层上部侵入,同一煤层局部瓦斯含量高异常部位与岩浆侵入部位一致,认为这与岩浆侵入引起煤的二次生烃导致煤生气量增大和吸附性增强,及岩浆岩成为煤层直接顶板对瓦斯的圈闭作用有关。

采煤沉陷区农田-水域生态系统变化前后服务价值评估

两淮矿区煤炭大规模的井工开采导致了广泛的土地沉陷和积水,农业生态系统向水域生态系统转变,生态系统结构和功能发生重大变化,采矿前后生态系统服务价值对比研究有助于深入理解采矿活动对区域生态系统扰动影响。该研究参照农田生态系统和水生态系统服务价值评估方法并选取合理的指标体系,对两淮典型矿区农田生态系统向水域生态系统转变前后的生态服务价值进行了定量估算和比较。研究结果表明:由于水生态系统服务功能的多样化,使得其服务功能单位面积总价值均高于此前的农田生态系统,淮南3个研究水域生态系统的服务价值从原来的农田生态系统的53 845元/(hm2·a)增加至95 203~133 089元/(hm2·a)的范围,而淮北2个研究水域生态系统的服务价值则从47 624元/(hm2·a)增加至82 948~93 204元/(hm2·a)的范围;由于大量储水空间的形成,农田生态系统原有的产品提供价值主要转变为供水价值,占总服务价值的45%左右;同时水域水分调节功能和水质净化功能也显著增强,二者在淮南水域占到总服务价值的48%左右,在淮北水域则为40%左右;由于水域生态系统初级生产力显著下降,使得其初级产品提供能力和气体调节能力弱化80%~90%,但生物多样性服务价值显著增加。

淮北矿区煤与瓦斯突出的瓦斯地质规律分析

介绍了淮北矿区煤与瓦斯突出的主要特征,在此基础上对淮北矿区煤与瓦斯突出进行了瓦斯地质规律分析,指出了影响煤与瓦斯突出的主要因素,为矿区防治煤与瓦斯突出提供理论指导。

淮北市水资源现状分析与可持续利用

淮北市是以地下水作为主要供水水源的城市。多年的超量开采,已造成水位持续下降,供需矛盾日益突出,水资源已成为束缚城市经济可持续发展的重要瓶颈。本文在分析淮北市自然条件和水资源利用现状的基础上,提出了合理使用地下水,充分利用矿区塌陷地表水,开展雨水利用新途径,工业循环节约用水和依法治水等综合举措,对实现淮北市水资源可持续开发利用进行了可行性探讨。

淮北某采煤塌陷复垦区土质分析与复垦适宜性评价

通过对采煤塌陷区不同用途土壤的有机质、pH、钙、镁、氮、磷、钾、速效钾含量进行的分析研究,探讨了塌陷区复垦地的肥力状况,为塌陷区复垦土地农业利用提供了技术参考和理论依据。结果表明:经过一定复垦作用后,土壤肥力有所上升,但仍然达不到土壤质量标准,采煤塌陷复垦区的有机质含量严重缺少,氮极缺,磷、速效钾、钾含量丰富,土壤中的钙镁含量经过复垦后都有一定程度的改善,采煤塌陷区土壤受污染比较严重,在复垦过程中应注意增施有机肥和氮肥。我们也不要盲目的复垦,在复垦过程中要考虑到经济效益、社会效益、环境效益三者的结合。

祁南矿区8煤储层孔裂隙性试验分析研究

借助压汞试验分析,研究了祁南矿区煤田煤储层孔、裂隙系统发育情况,发现该区煤储层孔、裂隙系统具有:①微裂隙非常发育,多以宽度小于5μm,且长度小于300μm的裂隙为主体;②孔隙度较小,且孔隙类型中吸附孔(0~100nm)远比渗流孔(大于100nm)发育;③吸附孔多为连通性较差的一端封闭的平行板毛细孔。这种两极、双峰分布的孔隙裂隙系统结构有利于煤层气的聚集,但对煤层气的开采不利。

安徽两淮矿区采煤沉陷区综合治理现状与展望

安徽两淮矿区是全国重要的煤炭生产基地,大规模的煤炭资源开采不可避免的造成地表沉陷。通过对两淮采煤沉陷区的现状调查,客观的分析了采煤沉陷引出来的一系列社会危害;介绍了两淮矿区针对采煤沉陷区综合治理的先进模式;并对两淮矿区未来的沉陷区治理提出了几点建议,对推动两淮矿区采煤沉陷区的综合治理和生态修复具有一定的指导意义。

淮北市采煤沉陷区湿地水文过程演变分析

以淮北市北部肖濉新河流域采煤沉陷区形成的湿地为研究对象,分析了气候变化、煤炭开采和下垫面改变共同作用下,湿地水文过程的演变趋势。受气候变化的影响,降雨量呈增加趋势,变化率为18mm/10a,蒸发量呈下降趋势,20世纪90年代以前下降趋势明显,变化率为53mm/10a,90年代之后趋势不明显,变化率仅为4.7mm/10a。受城市化和沉陷区范围增加的影响,稳沉后沉陷区汇水量将增加530万m3/a。受煤炭终采的影响,沉陷区湿地疏干水呈减少趋势,稳沉后将减少1 000万m3/a。由此可得出沉陷区湿地水资源在稳沉后呈现减少趋势,减少量为462万m3/a,为淮北煤炭沉陷区湿地修复提供支撑。

基于“双行裂隙”模型的两淮矿区高承压厚松散层突水机理

两淮矿区高承压厚松散含水层覆盖下煤炭储量巨大,在提高上限开采过程中常发生松散层突水事故,采用传统"上三带"理论难以合理解释此类事故发生的机理。本文在分析两淮矿区高承压松散层水文工程地质条件的基础上,建立近高承压松散层开采"双行裂隙"模型,采用室内实验、数值模拟、理论分析和工程应用检验等方法,研究"双行裂隙"发育规律,揭示两淮矿区高承压厚松散层突水致灾机理,结果显示:祁东煤矿松散层第四含水层(简称四含)水压与裂采比呈线性关系;在水压作用下,覆岩"上行裂隙"发育高度增大;利用裂隙受力分析推导的基岩风化带原生裂隙扩展渗透深度计算公式,表明高承压松散含水层对风化裂隙产生劈裂作用,是"下行裂隙"形成的主要因素。"双行裂隙"的综合作用使工作面更易发生松散层水突水事故,研究成果为近松散层煤层开采安全煤(岩)柱的合理留设提供科学依据。

淮北煤矿塌陷区湿地生态环境营建及旅游产品开发

煤矿塌陷区生态环境治理一直是一个关系国计民生的难题。近年来,淮北市对煤矿塌陷区形成的大面积湿地进行大力整治,经过近20年努力,建成我国第一个煤矿塌陷区国家级城市湿地公园,将昔日荒凉的废弃地变成了生态旅游天堂。对淮北煤矿塌陷区生态环境营建进行分析总结,对其生态旅游产品开发提出了建议。

淮北涡阳矿区花沟西井田岩浆侵入及其对煤层的影响

利用煤田地质勘查成果,研究了淮北煤田涡阳矿区花沟西井田岩浆活动特征及其对煤层的影响。花沟西井田岩浆侵入活动主要为中性深成侵入,岩浆侵入至煤系后,具有显著地选择层位和顺层侵入的特点。岩浆侵入活动对井田范围内煤层尤其是主要可采煤层82煤影响显著,不仅表现在对煤层的吞蚀和挤压造成的煤厚变化,同时因岩浆穿插于煤层之中造成煤层结构的复杂化,降低煤层的质量。

淮北煤炭矿区工业旅游资源开发研究

煤炭在当今的社会、经济生活中占据着重要地位,但由于过量开采、经济发展方式及市场需求的转变,使得矿区的发展出现了很多问题。安徽省淮北市是皖北平原上的一个典型的煤炭资源性城市,其煤炭与煤炭产业结构具有煤炭型城市主导产业的典型特点。淮北矿区产业结构一直存在着产业结构单一、产业链短小、产业发展环境薄弱的问题。再加上煤炭的不可再生性,实施煤炭产业转型,开发矿区工业旅游资源成为全市经济和社会发展的必然选择。

基于预置筛管护孔的松软低透煤层高效抽采瓦斯技术研究

淮北矿区突出煤层瓦斯压力大、含量高,煤质松软,渗透性低,密集顺层钻孔瓦斯抽采得到了广泛应用。分析了松软突出煤层钻孔失效的原因,针对性地提出了预置筛管护孔构建人工导流通道以延长有效抽采时间、利用钻机力学反馈确定合理封孔深度以提高抽采浓度、应用密集顺层钻孔促进有限增透以加快瓦斯流动的措施。实践表明,顺层钻孔护孔-封孔-增透技术体系下的顺层钻孔瓦斯抽采活跃期达200 d以上,抽采有效期达280 d以上,抽采6个月瓦斯浓度仍能保持在30%以上,顺层钻孔瓦斯抽采的数量和质量大幅度提高。

略谈淮北市矿区生态总体规划

为了恢复和重建淮北市矿区的生态系统，拟利用生态学和生态经济学原理对矿区进行生态总体规划．该规划主要包括生态农业、生态工业、生态林业、生态旅游业、固废综合利用业及污染防治业等几个方面．规划时充分考虑矿区内各塌陷地的特征，因地制宜、突出特色，最终使淮北市矿区实现生态良性循环，能量流动、物质循环和信息流畅通．

复杂污染源下采煤沉陷区土壤重金属分布及行为特征

采用数理统计学、克里金插值等方法研究安徽淮北采煤沉陷区土壤中Cu、Zn、Cd、Cr、Ni、Pb、As和Hg等元素空间分布及其行为特征。结果表明:土壤中Zn平均值是农用地土壤污染风险筛选值的1.1倍,其他元素未超过筛选值。Cu富集在工业园区南部,Zn、As富集在两河交汇处、工业园区南部,Cd、Pb和Hg富集在沉陷区西部,Cr、Ni富集在沉陷区东部、西部;土壤剖面上Cu最大值出现在80 cm处,Ni最大值在40 cm处,其他元素最大值均在20 cm处。土壤中元素迁移程度为Cu最高,Zn、Cr、Hg和As最低;土壤中Cd活化率较高,达到27.1%,易被植物吸收富集。