乌鲁木齐煤田灭火区混土种植基质配比试验研究

利用基质材料混合种子以改良种子生长环境成为生态修复中施工方便、生态修复效率较高的一种方法。基质组分和配比是研究中的重点,文章以乌鲁木齐煤田灭火区为研究区,选择粘合剂、保水剂、羊粪、复合肥、秸秆和铺设厚度,利用正交试验设置试验方案,通过植物指标的极差和方差分析,获取研究区生态恢复的优方案和基质对指标的影响,为乌鲁木齐煤田灭火区生态修复提供新的方法。结果表明:(1)对1个月后的盖度、高度和密度而言,E(秸秆)是植被盖度的主要影响因子,具有极显著性。B(保水剂)是高度和密度的主要影响因子,呈极显著性。(2)对4个月后的植被生物量和盖度、高度和密度而言,D(复合肥)是3个生物量指标和密度的主要影响因子。E(秸秆)是盖度和高度的主要影响因子,B(保水剂)、D(复合肥)、E(秸秆)和F(铺设厚度)对盖度和高度都具有显著影响。(3)利用综合平衡法,根据多数倾向和经济节约原则及因素对指标的重要程度,选择优方案为A3B2C5D4E4F3。

基于DS-InSAR的乌达煤田火区长时序地表形变监测与分析

煤火燃烧不仅浪费了大量煤炭资源,而且严重破坏了火区生态环境,而传统监测方法存在范围小、频率低、成本高、危险大等问题。为此,研究了一种基于分布式目标合成孔径雷达干涉测量(distributed scatterer interferometric synthetic aperture Radar,DS-InSAR)技术的煤田火区监测方法。该方法通过快速同质点识别算法(fast statistically homogeneous pixels selection,FaSHPS)选取同质点,然后利用特征值分解方法对这些同质点进行相位优化,并根据时间相干性获取最终的分布式目标,最后结合短基线集(small baseline subsets,SBAS)InSAR处理步骤解算时序地表形变。以2017年3月—2019年4月63景Sentinel-1A影像为数据源,利用本文方法获取了乌达煤田时序地表沉降,并与临时相干点合成孔径雷达干涉测量(temporarily coherent point interferometric synthetic aperture Radar,TCP-InSAR)技术监测结果进行了可靠性验证,结果表明:两者间的相关系数为0.84,监测点位密度比TCP-InSAR提高1.24倍;乌达煤田存在严重的地表形变现象,研究区域内最大形变速率为-215 mm/a;煤火区在秋冬季节地表形变变化相对较快,且具有多个形变延伸方向及发育程度不同的沉降中心。

煤田无线传感网高温采集及同步休眠控制方法

为推动煤田火区无线传感器网络朝大规模组网方向发展,以移植了开源操作系统TinyOS的片上系统CC2530为开发平台,扩展两线总线I^2C口连接纽扣电池用备用电池的外部时钟芯片PCF8563,保证节点在电池供电不足的情况下也能协调全网节点的同步休眠,且休眠时间间隔周期T在大于节点工作周期T_w的范围内可按年、月、日、小时、分钟随意设定;当节点处于工作状态时,用通用输入/输出(GPIO)口模拟高温传感芯片MAX6675的串行同步输出(SPI)工作方式,以获取特定环境下的高温数据。在不同工作环境下对节点进行测试,测量结果正确,反映了不同工作环境下的温度呈现规律。当设置不同休眠间隔时,节点间时间标准差小于1,休眠同步达到一致,一定时间内累积的时间差在同步休眠控制策略下及时得到调整,网络功能正常,具有较好的可扩展性。

ArcGIS水文分析模块在干旱区煤田灭火区生态修复中的应用研究

针对干旱区煤田灭火区生态修复中普遍存在水保措施目的性不强缺乏依据的问题,利用ArcGIS水文组件提取研究区的高程结合降水量数据对灭火区的产汇流情况进行模拟,将研究区划分为六个水土流失重点防护区,分析其差异性得出:Ⅴ、Ⅵ区汇流累积量较大,形成较分散径流较明显的沟渠,而Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区域,平均的回流累计栅格数虽小,但径流密度大,径流间距较小,易产生大面积集中的表层土壤侵蚀。针对区域不同的水文情况,得出有区别的水保措施建议。

基于AHP—模糊综合评价的煤田火区危险性评价及应用

针对煤田火区对煤矿安全生产造成的严重威胁,建立了煤田火区危险性评价指标体系,从覆岩裂隙发育程度、煤田火区管理、煤层自燃危险性、防灭火技术措施、预测预报措施和安全管理6个方面进行煤田火区危险性评价;采用AHP—模糊综合评价法对公乌素矿进行煤田火区危险性评价,评价结果为一般。该评价体系的建立,有助于促进煤矿安全资源的合理配置,优化煤矿企业安全管理。

施工组织设计在石河子南山煤田火区6火区的应用

针对现有煤田火区治理时缺乏施工组织计划,存在规划不合理、人为因素影响较大等弊端,以南山煤田火区6火区为研究对象,提出了将施工组织设计应用于该煤田火区治理的方案。以该火区的燃烧状况和灭火条件为基础,确定采用剥离、钻探、注水注浆、覆盖和植被恢复的综合治理方案。详细阐述了施工的前期准备工作、各分项工程的施工方案和方法,制定了施工进度计划、质量和安全的保障措施,确保了火区的治理成果和治理进度。通过该火区的成功治理,初步取得了煤田火区施工组织设计方面的实践经验,对指导煤田火区科学治理具有一定的参考价值。

煤田火区灭火砂土注浆材料用悬砂剂的制备和应用研究

针对砂土颗粒为主的煤田火区,研究了注浆施工使用到的悬砂剂的材料组成、配比及制作工艺,同时对其施工应用进行了研究,解决了砂土颗粒、水和悬砂剂混合后形成的泥浆在长距离管道或钻孔内输送过程中沉淀堵塞管道的问题,有助于泥浆顺利到达填充空间,从而起到密闭裂隙、降温灭火、安全高效防止火区复燃的目的。通过大量的室内试验,研究了不同的原料制备的悬砂剂对砂土颗粒的悬浮效果,并在乌鲁木齐大泉湖煤田火区开展了应用试验,试验结果表明,采用钠基土、植物胶、纤维素、聚丙烯酸钠等主要材料和一些辅助材料制备的悬砂剂具有较好的悬浮性,采用二次加入的加工工艺配制的泥浆浆液具有较好的泵送性。该悬砂剂也可以用于矿山的采空区、巷道和塌陷坑等需填充治理的领域。

基于CFD对五盘区煤窑密布煤层群漏风流场研究

鉴于山西汾西矿业(集团)有限责任公司柳湾煤矿周边小煤窑开采破坏十分严重,火灾频发,对现有煤层群的开采造成严重干扰的问题,针对五盘区漏风情况,采用理论分析、数学建模、现场实测与计算模拟等方法研究五盘区漏风量、漏风流场及漏风情况随探火巷压力变化而变化等情况,得出五盘区整体漏风情况与烟气可能溢出的位置,指导现场准确判定火源位置与发展状况。

新疆准南煤田某煤矿火烧区的水文地质特征

火烧区的富水性和透水性是威胁煤矿安全生产的重大隐患。本文以新疆准南煤田某煤矿为例,采用地面调查、瞬变电磁勘探、地质钻探和抽水试验等方法相互验证,对火烧区范围内烧变岩的岩性特征以及导水性、富水性等水文地质特征进行了分析研究,并针对性地提出相关防治水措施的建议。

综合电磁法探测在煤田老窑采空区及其火区中的应用

随着社会的发展,当前的我国正面临着非常严重的环境问题,而在众多环境挑战中,煤田老窑采空区和煤田火区所导致的环境问题和能源问题非常突出。其原因主要是因为我国是以煤炭为主要能源的国家,所以,探明煤田老窑采空区和煤田火区是环境地质中的一项主要任务。对于煤层进行常规探测主要是采用磁法和自然电位法,但是对于和煤层自燃相关的采空区与地温中心的探测存在较高的难度。因此,本文介绍了高分辨地电阻率法在煤田老窑采空区以及火区中的应用。

磁法在新疆火烧区勘探中的应用

简要介绍了磁法应用于勘探火烧区范围的电磁学理论基础和地球物理前提,以一次实际的磁法勘探为例,绘制磁测曲线和磁异常剖面,通过数据分析并参照当地地质情况圈定异常区域,最后结合实际勘探经验探讨了磁法应用于煤矿火烧区圈定的优势和局限性。

大垂距双层采空区流场平衡控制技术

为了解决大垂距火区下综放面均压通风防治上部火区有害气体下泄时将采空区瓦斯压入火区引发次生灾害的问题,采用理论研究的方法,对大垂距双层采空区流场平衡的控制条件进行分析,确定了双层采空区流场平衡的安全调节区间。在同忻煤矿西8101工作面进行应用,结果表明:当连接双层采空区的U型水柱计压差满足(350+0.016l,538+0.016l),l∈(85,1 600)时,工作面上隅角CO体积分数在回采期间始终保持在24×10-6以下,有效地保障工作面的安全回采。

高分辨地电阻率法在煤田火区空洞勘探中的运用分析

煤田火区空洞勘探是煤田火区环境治理中重要环节。本文针对新疆昌吉硫磺沟煤田火区勘探问题,引入了高分辨地电阻率法,用于解决常规勘探方法难以解决的问题。首先介绍了高分辨地电阻的勘探原理、工程设计以及野外工程布置情况,针对各项资料处理问题予以解释,证实了该方法的可行性与有效性。

宁夏汝箕沟煤田火区动态监测方法研究

针对宁夏汝箕沟煤田火区复杂的地形条件,采用遥感、物探、化探、钻探四种技术对煤田火区进行动态监测分析,目的是得出适合汝箕沟煤田特殊条件的煤火监测方法.试验表明:综合应用这四种监测技术,能够达到相互印证,消除各种方法在煤火监测中资料处理时的多解性和局限性,能够准确地反映出煤田火灾的实际情况,符合国家颁布的《煤田火灾灭火规范》,并在技术上有所突破.该成果引起了中外煤田灭火专家的广泛关注,在中国北方煤田火灾监测中广泛推广,为国家节约了大量的煤田火区勘探和监测费用.