义马矿区深部矿井地应力分布规律研究

为得到义马矿区深部矿井地应力分布规律,采用小孔径水压致裂地应力测量方法与装置,对义马矿区深部开采区域进行4个煤矿、14个测点的二维地应力测量,测试最大深度达1 011 m。基于实测数据,绘制了义马矿区深部地应力分布图;得出义马矿区深部原岩应力以垂直应力为主,属于典型的自重应力场,矿区东部、西部、中部应力场类型有较大差异;最大水平主应力最高为25.25 MPa,地应力值整体属于高应力水平;最大水平主应力集中在NNE方向,与义马矿区所在的区域板块应力场方向呈现高度的一致性;建立了地应力与埋深的关系式及平均水平主应力与垂直应力的比值关系式。

豫西义马组植物群特征及其古生态

义马组植物群银杏纲、真蕨纲极度繁盛，楔叶纲、苏铁纲和松柏纲也占有一定的数量，属典型的北方早、中侏罗世的Ｃｏｎｉｏｐｔｅｒｉｓ－Ｐｈｏｅｎｉｃｏｐｓｉｓ植物群，其时代应属中侏罗世早期，即巴柔期至巴通期早期。并对该区义马组下含煤段植物群古生态进行了初步分析。

河南义马地区页岩气储层孔隙非均质性

运用高压压汞、液氮吸附及渗透率测试等实验,利用极差、突进系数、变异系数等参数,表征煤系页岩孔渗特征及孔隙层间非均质性,分析孔隙层间非均质性主控因素。结果表明:河南义马地区上、下石盒子组泥页岩微孔与小孔较为发育,山西组大孔较为发育,分别提供了气体吸附附着面积和储存运移空间;上石盒子组孔容与孔径相对偏差最小,孔隙分布均匀,山西组比表面积相对偏差最小,表面积分布均匀;随围压增大,渗透率不断降低,且满足负指数相关关系;渗透率级差、突进系数和变异系数显示下石盒子组渗透率非均质性较弱,山西组渗透率非均质性很弱,更易于压裂开发。非均质性宏观上主要受沉积物质组成和构造改造作用影响,微观上受成岩演化影响。

河南义马煤矿矿区生态系统服务价值动态演化过程分析

基于联合国千年生态系统评估的基本理念和评价框架,从供给服务、调节服务、支持服务和文化服务4个方面对河南省义马矿区单位面积的生态功能价值进行测算,并分析了义马矿区生态系统服务价值在2005—2012年间的演化过程及敏感因素。结果表明:(1)义马矿区单项生态服务价值在2005—2008年间,废弃物处理、水源涵养、娱乐活动和控制侵蚀呈正向变化,食物生产、生物多样性、空气净化、土壤保持、气候调节呈负向变化,在2008—2012年间,仅有土壤保持功能价值为负向变化,其他均为正向变化;(2)矿区生态系统服务总价值呈现出降低—上升—缓慢下降的趋势;(3)农田和水域为义马矿区生态系统服务价值最敏感的因素,即矿区实现可持续发展的关键举措是进行土地与生态修复和水资源保护。

义马煤矿区生态环境问题及对策研究

煤炭矿区的生态破坏和环境问题已严重威胁到矿区的可持续发展,了解煤炭矿区生态环境污染的现状与原因,研究并采取有效的预防和治理措施,具有十分重要的意义。以河南省义马煤矿区为例,分析该矿区目前存在的主要生态环境问题,并提出有关治理对策。

义马矿区开采引发的环境问题及对策研究

义马矿区位于河南省西部黄土丘陵区,煤炭的开采使上覆岩层剧烈移动变形后传递到地表,破坏地表斜坡的原始平衡,造成地表出现裂缝、发生变形,加剧了当地的水土流失。针对煤矿开采对环境的破坏,提出了切实可行的农学、工程、生物治理措施。

应用电CT成像探测煤矿采空区及其稳定性计算

采用电阻率层析成像二维测量的方法,对河南省义马市义马煤业(集团)2×50MW跃进电厂采空区和斜风井巷道进行了勘探,获取了采空区、影响区以及斜风井巷道的准确位置。说明,电阻率层析成像二维测量的方法在采空区和斜风井巷道的探测中是行之有效的;煤矿采空区和斜风井巷道内在没有水体存在时,电阻率层析成像二维测量成果图中反映的一般都是高阻异常封闭圈。如果有水体存在,其异常则表现为低阻异常封闭圈。同时,根据该区的地质构造、地层结构、地面建筑等有关参数资料,分析和计算了斜风井巷道的稳定性和安全性。结果表明:主控楼受斜风井巷道的影响较大,是不稳定的,也是不安全的,必须采取妥善的加固措施;主厂房不受斜风井巷道的影响,是稳定的,可以不采取加固措施。

义马地区上古生界页岩气储层特征及有利目标层优选

以钻孔编录为基础查明义马地区上古生界富有机质泥页岩分布特征,利用X衍射、扫描电镜分析、孔渗测试、等温吸附实验等手段,从矿物组成、孔隙结构特征、渗透性和含气性方面展开上古生界页岩气储层特征分析,评价富有机质泥页岩层段生烃条件并优选页岩气有利目标层。研究表明:研究区发育5套富有机质泥页岩层段,平均厚度为7.88~24.80 m,上古生界富有机质泥页岩脆性系数集中分布在40%~60%,纳米-微米级裂缝和粒间-粒内微小孔发育,孔隙度平均2.2%,埋深在1 800 m以浅的富有机质泥页岩渗透率大于0.1×10^(-3)μm^2,吸附气含量为1.15~1.84 m^3/t。优选埋深在600~1 800 m的山2段和山1—太1段为页岩气有利目标层。

基于遥感绿色指数的矿区生态环境质量评价研究——以义马矿区为例

矿区的开采活动对区域的生态环境质量具有很大影响。为了更加客观准确地评价矿区生态环境质量,构建了一种适用于研究矿区生态环境质量的遥感绿色指数(RSGI)模型,并初次将模型应用于义马矿区的生态环境质量评价。基于1991年、2011年、2021年的Landsat遥感影像,利用ENVI5.3软件对遥感影像进行监督分类、计算遥感绿色指数,从时间和空间上对义马矿区近30年生态环境质量进行评价;并运用皮尔逊相关系数分析了矿区生态环境质量与矿区各生态要素之间的相关性。结果表明:①1991—2021年总体的生态环境质量以优为主,绿色空间面积均达到80%以上;②1991年、2011年和2021年义马矿区RSGI数值分别为0.90、0.91和0.89,其生态环境质量呈现先增长后缓慢下降,总体上处于下降趋势;③1991—2021年间,生态环境质量变化明显的是城镇以及矿区,大部分城镇和矿区生态环境质量呈现下降趋势,说明义马矿区生态环境质量的变化与矿业开发活动密切相关;④遥感绿色指数高的地方,其耕地、林地、草地所占面积比重比较大,建筑物和不透水表面面积占比较小,遥感绿色指数与各指标之间有显著的相关性。研究结果为义马矿区生态环境修复与绿色矿山建设提供重要的科学依据。

矿区生态系统服务价值测算——以河南义马为例

由于人们长期对矿区矿产资源进行大肆不合理开采,很多矿区的自然生态系统几乎到了崩溃的边缘。本文将矿区生态服务划分为供给、调节、支持和文化服务等4个方面,并构建了矿区生态系统服务价值评估框架。以河南义马矿区为典型代表,对该矿区的自然生态系统服务进行了定量价值测算。测算结果表明,2009年、2011年、2013年义马矿区的自然生态系统服务价值分别为0.6210×108元/年、0.7230×108元/年、0.8644×108元/年,虽逐年增加,但价值量很低。

罗克休泡沫防灭火技术在义马矿区的应用

阐述了浩珂伟博公司生产的罗克休泡沫防灭火技术的机理和特征。介绍了该技术在义马矿区的应用,其效果良好,值得推广应用。

地质累积指数法在义马矿区土壤重金属及氟污染评价中的应用

利用多目标地球化学调查方法,在野外调查、大面积系统性采集土壤样品、测成分析、数理统计、查清矿区土壤环境背景值的基础上,应用地质累积指数法对义马矿区成土过程相同的义马和陕渑煤田土壤中Cr、As、Hg、Pb、Cd和F的污染进行评价,并与采用国家《土壤环境质量标准》为基准的标准对比评价结果进行对比研究.结果表明:矿区土壤中As、Cr、Pb环境质量较好,无污染土占95%以上,Hg、Cd污染相对较重,其原因与含Hg、Cd的农药和化肥使用积累有关,矿区土壤未受F污染状态;总体来看,矿区土壤处于无污染和轻污染级,土壤的污染基本与煤矿的开采无关.

基于PSR模型的矿区生态安全评价研究——以河南义马矿区为例

运用压力—状态—响应模型构建了矿区生态安全评价指标体系,并采用层次分析法确定各个指标的权重,同时以河南义马矿区为典型代表,运用综合指数法来评价义马矿区2007年-2013年的生态安全状况。评价结果表明:虽然义马矿区的生态安全指数呈逐年增长的趋势但仍处于重度不安全的风险状态,需要引起该地区的高度重视。

化学凝胶防火技术在义马矿区的应用

化学凝胶防火可密实充填破碎煤体的缝隙,堵住漏风供氧通道,其中的水分以较长时间缓慢浸润破碎煤体,惰化其氧化性,延长其自然发火期,从而达到长期安全防火的目的。阐述了化学凝胶的防火原理、技术特点,并介绍了化学凝胶在义马矿区的试验应用情况、应用效果以及进行的技术改进。

义马煤田复杂地质赋存条件下冲击地压诱因研究

从义马煤田强冲击倾向性、高地应力水平、F_(16)逆冲断层和上覆巨厚坚硬砾岩顶板的复杂地质赋存环境等多因素多角度入手,研究义马矿区冲击地压的主要诱因、机制和特征。结果显示,义马煤田强冲击倾向性和高地应力环境是其频繁发生冲击地压的主要内因;F_(16)逆冲断层赋存条件下水平构造应力的极不均匀分布,使得高应力环境中断层面及附近区域产生应力集中和能量激增,而且F_(16)逆断层斜切穿过巨厚砾岩顶板,使得两者赋存极不稳定,是冲击地压发生的主要外因。冲击地压发生前,F_(16)断层和巨厚顶板积聚的变形能,在电磁辐射强度和支架阻力的监测结果中均显示为步调一致的增大–减小–再增大–再减小的循环变化过程,而突降的现象可作为冲击失稳的前兆信息。

时空融合模型研究义马矿区植被动态演变

针对义马矿区植被覆盖的动态演变,以及时空融合模型在小区域矿区应用的适宜性问题,该文采用灵活的时空数据融合方法(FSDAF),结合像元二分模型,构建义马矿区2002—2022年生长季的植被覆盖度(FVC)数据,并对植被的动态演变特征展开详细分析。结果表明:21 a来研究区FVC整体无明显上升和下降趋势,由2002年的0.5226变化为2022年的0.5252,但波动起伏较大,2002—2008年呈增长趋势,2008—2013年呈下降趋势,2013—2016年呈上升趋势,2016—2022年呈下降趋势;21 a来义马矿区改善的面积占比为52.95%,集中于陕渑煤田和义马煤田的周围区域,退化的面积占比为47.05%,集中于陕渑煤田的北侧、宜洛煤田的南侧和东南侧,整体呈现“西部改善,东部退化”的局面;矿区内受地形的影响最大,气象影响最小,高程的q值为0.2458,气温的q值为0.0926;基于FSDAF模型构建长时序FVC数据,能够较好地弥补矿区植被生长旺季中缺失月份的FVC信息。