基于大样本的露天开采植被扰动范围一般性统计规律——以神东煤炭基地为例

露天开采对植被的扰动范围对于矿区生态环境治理与修复具有重要意义。现有研究主要以单个或若干个煤矿为研究对象,所得结论仅能反映个体煤矿的特点,缺乏对区域尺度上大量露天煤矿的开采扰动一般性规律研究,难以在实践中推广使用。针对上述问题,本研究根据临近煤矿分布特点与生态扰动类型,定义了4种类型的露天煤矿区OD-NDVI曲线(Orientation Distance-Normalized Difference Vegetation Index Curve),包括“负独立型曲线”、“负密集型曲线”、“正独立型曲线”和“正密集型曲线”,并提出了基于OD-NDVI曲线的开采植被扰动距离提取方法,包括数据预处理、OD-NDVI曲线提取、曲线分类与开采扰动距离识别4个主要步骤。以神东煤炭基地106个露天煤矿为研究对象,提取所有煤矿的开采扰动距离并进行定量统计分析,揭示了研究区露天开采对植被扰动范围的一般性统计规律。结果如下:(1)采用Shapiro-Wilk统计检验方法进行显著性检验,发现神东煤炭基地露天煤矿的开采扰动距离符合正态分布(R^(2)=0.95),开采扰动距离大多在均值1 214 m附近,且68.26%的开采扰动距离分布在[939.05 m, 1 488.71 m]内(均值的1倍标准差内);(2)借助箱线图统计,揭示了露天煤矿的开采扰动距离存在有界性特点,最大值为2 025 m,最小值为600 m,仅有0.13%的开采扰动距离大于2 038.37 m(超过均值3倍标准差);(3)通过分析露天煤矿在8个方向上开采扰动距离的变异系数,发现其开采扰动距离存在显著的方向异质性,70.7%的煤矿方向开采扰动距离存在较强或中等方向异质性,仅有29.3%存在弱方向异质性;(4)通过拟合建模分析,发现开采扰动距离与实际年产煤量存在显著的对数模型关系(R^(2)=0.613),随着煤矿的年产煤量增长,其开采扰动距离呈对数增加,但在年产煤量增加至232万t后,年产煤量对扰动距离无明显影响作用。基于大样本露天煤矿的统计分析结果具有更强的普适性和精细度,有望为干旱半干旱煤矿区的分级分区治理、精准修复、生产计划优化等提供科学指导。

神东煤炭基地1:50000活鸡兔幅矿区水文地质图数据集

本数据集在1:50 000活鸡兔图幅内综合应用了遥感、地面调查、物探、钻探,以及水化学同位素等多种方法进行数据采集,共完成2期遥感数据解译800 km^2,地面调查点377个,丰水期、枯水期地下水水位统测240点次,抽水试验10组,水体样品采集共计127组,水文地质钻探累计进尺600 m。本数据集细化了工作区内第四系孔隙含水层、白垩系洛河组孔隙-裂隙含水层富水等级,填补了侏罗系安定组、直罗组水文地质信息的空白;同时,加入了与采煤相关的次生环境地质要素,并首次将浅层含水层疏干区较为准确地勾画出来,还建立了采煤影响下的地下水的循环模式,突出了矿区水文地质调查的特色。本数据集为矿区水文地质调查工作的规划、部署与总结提供常态化支持,对保障国家能源安全、生态安全具有重要的现实意义。

神东煤炭基地煤炭资源开发与区域环境协调发展

针对煤炭资源开发对区域生态环境的影响问题,调查分析了神东煤炭基地由于煤炭资源开发造成的环境现状,针对神东煤炭基地实际,提出了改进采矿方式、煤炭地下气化、塌陷土地复垦、煤矸石综合利用等矿山地质环境保护与治理对策,同时提出了解决矿产资源开发与生态环境保护的矛盾,只能走矿产资源与生态环境资源同步开发和保护之路,不能走"先开发,后治理"的老路,即实现矿产资源开发与生态环境保护协调发展。

双循环流化床气化用煤指标及煤矿初选

为推动双循环流化床超大型粉煤气化技术(KSY)产业化进程,结合KSY中试装置试验用煤指标及装置实际运行情况,对适合KSY技术落地的煤矿进行初步筛选。结果表明:煤种的煤灰熔融性、HGI、结焦性、结渣性、灰分指标可作为KSY技术用煤初选的主要指标;通过对神东煤炭基地东胜矿区原煤指标的分析,可知有72%的煤种的灰熔融性温度可达到KSY技术用煤标准;有17%的煤种的HGI能达到KSY用煤甲级优质指标;除保德北部区混煤部分煤种外,其他煤种的黏结性、结焦性都能达到KSY用煤甲级优质指标;有17%的煤种的灰分能达到KSY用煤甲级指标。