祁连山国家公园煤矿修复对地表节肢动物多样性的影响

高寒山区煤矿覆土回填和种植草本植物能够快速改善环境,强烈影响地表节肢动物多样性及其生态功能,地表节肢动物对煤矿修复的响应还会因海拔及放牧扰动强度的变化而异。选择祁连山国家公园甘肃片区中部西营河和东大河保护站煤矿修复区和毗邻草地(对照区)为研究对象,利用陷阱法调查煤矿修复区及对照区地表节肢动物的种类组成和数量变化,解析地表节肢动物群落及关键类群对煤矿修复的响应模式,确定影响地表节肢动物多样性变化的关键要素。结果表明,煤矿修复缩小了修复区和对照区地表节肢动物群落差异,但煤矿修复区和对照区地表节肢动物群落组成明显不同并存在地域差异。西营河煤矿修复显著提高了地表节肢动物活动密度,而东大河保护站煤矿修复导致地表节肢动物活动密度略有降低,地表节肢动物类群丰富度、多样性和均匀度指数变化与活动密度相反。主要地表节肢动物科对煤矿矿区修复的响应模式不同并存在区域差异,西营河保护站煤矿修复显著提高了平腹蛛科、微蛛亚科和隐翅虫科的活动密度,但显著降低了硬体盲蛛科和象甲科的活动密度;东大河保护站煤矿修复显著提高了步甲科活动密度,但降低了蚁科和狼蛛科的活动密度。pRDA排序结果表明,海拔高度和全氮含量解释了西营河保护站煤矿修复区和对照区20.8%的地表节肢动物群落变异;草本地上生物量和海拔高度解释了东大河保护站煤矿修复区和对照区24.3%的地表节肢动物群落变异。总之,高寒山区人工覆土和植被建设引起的植被和土壤环境变化强烈影响地表节肢动物多样性,地表节肢动物对煤矿修复的响应存在明显的区域差异,地表节肢动物多样性可以指示和评估煤矿修复效果。

闭坑煤矿山酸性废水治理方法:以贵州省道真县平模山闭坑煤矿为例

以贵州省道真县平模山闭坑煤矿为例,探索适宜于岩溶山区闭坑煤矿山酸性废水(ADM)治理的实用技术,为岩溶山区开展闭坑煤矿山酸性废水治理工程提供参考。综合分析矿区地表水和地下水补、径、排关系,以及酸性废水量、水质情况,采用主动处理和被动处理相结合的方法,通过清污分流工程+酸性废水净化提升工程+人工湿地净化工程+复垦工程+附属工程进行综合治理。工程竣工后取治理区域末端水样进行检测分析,治理区域末端水质pH值为6.42,硫酸根离子(SO_(4)^(2-))浓度为248 mg/L,铁离子(Fe)浓度为5.42 mg/L,锰离子(Mn)浓度为3.28 mg/L,悬浮物浓度为46.64 mg/L,研究结果表明:5个重要监测指标pH值、硫酸根离子、铁离子、锰离子、悬浮物浓度均低于《煤炭工业污染物排放标准》(GB 20426—2006)排放标准,治理效果较为显著。在有效改善矿区生态环境的同时,新增耕地面积4800 m^(2),新增植被恢复面积918 m^(2),流域保护长度9.8 km。研究结论可为岩溶山区废弃闭坑煤矿山酸性废水治理提供技术可行、经济合理的治理模式参考。

多种勘察方法在复杂山区煤矿采空区岩土工程勘察中的应用

为了在复杂山区煤矿采空区岩土工程勘察中得到更好的勘察效果,采用测氡法、高密度电阻率法、瞬变电磁法、微动探测4种勘察方法共同对研究区域开展勘察。测氡法根据采空区周围应力变化获得勘察结果;高密度电阻率法专门针对地形较为复杂的环境开展勘察工作;瞬变电磁法能够勘察出研究区域中不同深度位置的地电特征,获得工程勘察结果;微动探测勘察方法能够获得工程结构勘察结果。勘察结果表明,氡气值较高、高密度电阻率和瞬变电磁电阻值较高的区域均为复杂山区煤矿采空区,使用微动探测勘察方法的误差较小,能够获得准确的勘察结果,勘察效果总体较好,能够勘察出煤矿采空区。

贵州山区煤矿地表地质灾害危险性评估方法分析——以金沙县某矿1号井为例

贵州山区山高坡陡、地质条件脆弱,煤矿采空区塌陷易诱发滑坡、崩塌等地质灾害,贵州山区煤矿开展地质灾害危险性评估具有重要的现实意义。以金沙县某煤矿1号井为研究区域,考虑地层岩性、地形地貌、地质构造和人类工程活动强度4个方面因素的综合影响,通过定性分析,将地层岩性、斜坡结构、地形坡度和地下采掘强度作为评估因子,采用层次分析法构建金沙县某煤矿1号井地质灾害危险性评估指标体系对该矿地质灾害进行危险性区划,将研究区按地质灾害危险程度划分为高危险区、中危险区、低危险区3个区,鉴于贵州山区煤矿地表地质灾害主要为滑坡和崩塌,贵州山区煤矿地表地质灾害危险性评估调查单元、评估单元应为斜坡地质结构单元,所得的评估结果与实际地质灾害发育情况更为吻合。

山区煤矿地质灾害危险性评估的必要性探讨

贵州山区地质灾害发育,煤矿开采具有范围广、规模大、采掘活动剧烈且周期长等特点。以加强山区煤矿地质灾害危险性评估的针对性、指导性、可操作性、时效性从而切实保护人民群众的生命财产安全为目的,通过结合贵州山区煤矿地形地貌特点或煤矿实例,提出了针对新建矿井应分地段、分状态、分工况进行直接、间接的评估并应特别注意评估山体变形导致各地段加载后不同工况的稳定性及对周边环境的影响,针对生产矿井应注意落实到具体工作面并考虑影响范围延伸的评估方法,结果证明开展山区煤矿地质灾害危险性评估具有重要的意义,并得出了应将地质灾害危险性评估结论纳入煤矿可行性研究报告的结论。

陆相煤系聚煤环境及聚煤特征——以青海祁连山和柴北缘含煤区侏罗系为例

通过对青海祁连山和柴北缘含煤区侏罗系沉积体系的研究,系统总结了陆相地层的主要聚煤环境,即冲积扇、辫状河、曲流河、扇三角洲、曲流河三角洲和滨湖聚煤环境,其中曲流河、曲流河三角洲及滨湖为陆相地层中最有利的聚煤环境。研究显示:曲流河的岸后沼泽为重要的聚煤环境,平面上煤层呈带状产出,垂向上往往形成较厚的煤层,且横向延伸较远;曲流河三角洲平原分流河道间洼地中发育泥炭沼泽,形成的煤层成带性好,具有沿湖岸线广泛分布的特点;滨湖聚煤环境中湖岸线延深较远,煤层在平面上呈带状展布,同时由于湖平面变化的多旋回性,在垂向上可形成多套碳质泥岩与煤层的互层。这些研究成果,为研究煤系赋存规律和准确预测煤层提供了依据。

喀斯特山区燃煤型电厂周边农业土壤中重金属的污染特征及评价

以喀斯特山区燃煤型电厂周边不同方向的土壤及农作物为研究对象，探讨了火电厂周边随距电厂水平方向、垂直剖面土壤中8种重金属总量及污染分布特征，并分析了土壤中重金属元素之间及其与pH、有机质的相关性。结果表明，与贵州省土壤背景值相比，土壤样品中除了Cd和Cr之外，其它元素均有不同程度的超标现象，以Hg元素的超标最为严重；土壤中大多数重金属元素主要以残渣态为主，而Cd主要以酸可提取态和可还原态存在，容易发生环境迁移；土壤剖面中重金属含量均表现为20-50 cm土层大于0-20 cm，土壤重金属在次表层出现富集现象。相关分析表明，除了Zn以外，其它元素间的相关关系较高，pH与土壤Hg、As、Cu元素之间存在正相关关系，有机质与As、Ni之间也存在着显著正相关，电厂不同方向上的pH变化与8种重金属含量变化的差异相一致。采用内梅罗综合污染指数法进行环境污染评价，发现电厂周围土壤中的重金属含量具有方向性，不同方向上的污染程度表现为正北〉西南〉东北〉东南〉西北〉正东。对比农业土壤采样点，森林土壤中的Hg、Pb和Ni含量明显较低，推测森林植被可能对电厂重金属的沉降有一定的减缓作用；电厂周边研究区内卷心菜的Hg、Pb、Ni元素的超标最为严重，而卷心菜对Cd元素的富集能力明显高于其它重金属。

中国天然气水合物气的成因类型

基于中国祁连山冻土带、南海北部珠江口盆地、台西南盆地的陆坡等天然气水合物样品资料,进行了天然气水合物气的成因类型分析。研究结果表明,祁连山木里地区中侏罗统江仓组发现的天然气水合物气主要是油型气,为自生自储型,δ^(13)C_1值为-52.7‰^-35.8‰,δ^(13)C_2值为-42.3‰^-29.4‰;还发现了少量煤成气,气源岩可能主要为中侏罗统木里组含煤地层,δ^(13)C_1值为-35.7‰^-31.3‰,δ^(13)C_2值为-27.5‰^-25.7‰。南海珠江口盆地与台西南盆地天然气水合物气主要是CO_2还原型生物气,δ^(13)C_1值为-74.3‰^-56.7‰,δD1值为-226‰^-180‰;还发现热成因气遗迹,δ^(13)C_1值为-54.1‰^-46.2‰。综合国内外20个地区(盆地)相关天然气水合物气地球化学资料,提出世界天然气水合物热成因气既有油型气也有煤成气,以油型气为主,在中国祁连山和加拿大温哥华岛附近识别出了少量煤成气,煤成气δ^(13)C_1值重即大于等于-45‰,δ^(13)C_2值大于-28‰;油型气δ^(13)C_1值为-53‰^-35‰,δ^(13)C_2值小于-28.5‰。世界天然气水合物气主要是生物成因气,并以CO_2还原型生物气为主,仅在俄罗斯贝加尔湖盆地发现乙酸发酵型生物气。CO_2还原型生物气δD1值重即大于等于-226‰,乙酸发酵型生物气δD1值轻即小于-294‰。世界天然气水合物的生物气δ^(13)C_1值最重的为-56.7‰,最轻的为-95.5‰,其中-75‰^-60‰是高频段。世界天然气水合物气δ^(13)C_1值最重为-31.3‰,最轻的为-95.5‰;δD_1值最重的为-115‰,最轻的为-305‰。

山区煤矿矿山地质环境多层次灰色综合评价

以山区煤矿矿山地质环境为研究对象,从地质环境条件、矿山开发程度、资源损毁、地质环境问题和环境污染问题等5个方面构建一个3层次的矿山地质环境综合指标评价体系,运用灰色系统理论,建立了山区矿山地质环境多层次灰色综合评价模型,并结合实例进行计算,得出矿山地质环境综合评价值。评价结果与实际情况基本相符,表明该模型能有效地利用评价指标的信息,所给出的综合评价值能够对受评矿山地质环境进行定性或定量的评判,为政府和企业进行矿山地质环境恢复治理及矿产资源合理利用提供科学依据。

采动影响下山区地表裂隙发育通用离散单元法模拟研究

贵州响水煤矿3#煤层12309回采工作面停采后,离工作面较近地表未发现裂隙,远离工作面地表反而出现明显裂隙,针对这一现象,运用UDEC软件对12309采面进行了仿真数值模拟实验,通过模拟实验得到:采深172 m的开切眼前后出现两组裂隙,裂隙呈"V"字形;停采线处,水平离层裂隙和竖向破断裂隙贯通至地表冲沟;变坡面裂隙发育,稳定性差,会发生滑坡。

基于土壤理化性状的北京市门头沟区废弃煤矿工程恢复效果分析

为了验证北京市门头沟区煤矿的土壤理化性状的改善状况,对门头沟煤矿未被干扰区域、修复区域、被破坏区域的土壤理化性状进行测定,并采用数学统计方法对其分析。结果表明:门头沟煤矿11个土壤理化性状在3种区域之间存在差异显著性,修复区域与未被干扰区域和被破坏区域的土壤理化综合效应均存在极显著差异,单因子假设检验发现该矿区土壤修复的限制因子,证实门头沟煤矿废弃地单靠自然力无法完成生态恢复。工程恢复手段显著加快了土壤修复速度,土壤有机质、碱解氮、有效磷、全氮含量是该矿区下一步恢复的重点目标。

西南山区采煤塌陷地生态服务价值分析——以重庆市松藻矿区为例

为研究煤炭地下开采对土地生态服务功能价值的影响,基于千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment,MA)理论框架,采用机会成本法、影子工程法等方法,以典型西南山区采煤塌陷区——重庆松藻矿区1999年、2004年、2008年土地利用数据为基础,对西南山区采煤塌陷地生态系统服务价值变化进行了分析,评估的生态系统服务类型包括食物生产、气候调节、空气净化、水源涵养、控制侵蚀、废弃物处理、营养物质循环。结果表明:耕地的单位面积生态服务价值量最高,塌陷地的单位面积生态服务价值量较小,仅为耕地的47%;1999—2008年松藻矿区采煤塌陷地生态系统服务损失价值量不断增大,平均损失价值量占生态系统服务总价值量的10%;矿区生态系统服务价值降低的主要原因是采煤活动对土地资源的直接破坏,其次是采煤导致的土地利用类型之间的转换。土地复垦和生态恢复是解决矿区土地退化问题,实现矿区可持续发展的重要途径。

山区急倾斜煤层开采上覆岩层弯曲挠度预计

为了研究山区急倾斜煤层开采上覆岩层的弯曲变形规律,建立了上覆岩层弯曲变形的力学模型,运用弹性力学中的薄板弯曲理论,推导了上覆岩层弯曲挠度的预计公式,利用此公式对上覆岩层的弯曲挠度进行了计算。研究结果表明:(1)由于山区急倾斜煤层覆岩的线性荷载的作用,岩板的弯曲挠度曲线不再具有对称性,岩板弯曲挠度的最大值偏向于岩板倾斜的下山方向;(2)岩板弯曲挠度随着采深的增大而增大,岩板弯曲挠度最大值出现的位置逐渐由下山方向向采空区中点移动,但是最大挠度出现的位置不会越过采空区中点而位于倾斜岩板的上山方向;(3)岩板弯曲挠度随着山地倾角的增大而增大,岩板挠度最大值出现的位置距离采空区中点越来越远;(4)岩板弯曲挠度随着煤层倾角的增大而减小,岩板弯曲挠度最大值出现的位置距离采空区中点越来越远。

基岩裸露山区倾斜煤层开采地表沉陷规律研究

为掌握松藻煤矿采动地表移动变形规律及开采沉陷参数,该矿在2316工作面上方建立了地表移动观测站。通过系统分析观测站实测资料,研究得到了基岩裸露山区倾斜煤层开采地表移动变形规律及特点,并求取了相应的动态地表移动参数、岩移角参数,以及概率积分法地表沉陷预计参数,为松藻煤矿适中街区建筑群下采煤的实施提供了科学依据。

煤层采空区铁路工程地质综合勘察技术研究

研究目的:在高速铁路、客运专线和铁路路网配套建设中,线路经过地段往往难以绕避一些时间久远、分布无规律且地面痕迹不明显的小煤窑等古老采空区。此类采空区对铁路建筑物的危害极大,如何准确地查明其空间位置、塌落、回填和充水情况、残留的有害气体成分和分布情况等,一直是困扰铁路工程地质勘察的一大难题。本文以赣龙复线铁路小密隧道出口段为工程实例,采用综合勘察技术查明采空区复杂的工程地质条件,取得合理的岩土参数,为采空区加固处理设计提供可靠依据。研究结论:(1)采用地质调绘、综合物探、结合必要的地质钻探、综合测试,并通过综合分析、研究等综合勘察技术可准确查明采空区复杂的工程地质条件,取得合理的岩土参数;(2)小密隧道施工已近四年,经施工验证,采空区地质勘察成果与实际地质条件相当吻合;(3)提出了铁路工程采空区综合勘察存在的问题和相关建议;(4)本研究结论可为类似采空区工程地质勘察提供一定的指导和参考。

煤与瓦斯突出矿井运输巷过断层技术分析

贵州水城地区山区煤矿绝大多数为煤与瓦斯突出矿井,当采掘工程遇到断层等地质构造时容易发生煤与瓦斯突出事故。文章以格目底矿业有限公司米箩煤矿为工程背景,从揭露断层消突技术、断层探放水、过断层巷道支护设计等方面分析了山区煤与瓦斯突出煤矿中厚煤层开采条件下过断层的施工技术,并应用这套技术在米箩煤矿取得了较好的安全效果,提高了工作面煤巷掘进速度,促成首采面提前投产,产生了良好的经济效益。

龙门山中段煤-磷矿区矿山地质环境综合评价

矿山地质环境综合评价作为环境地质研究的一个主要手段,在矿山环境保护中的作用愈来愈重要。本文采用数学综合评判的半定量方法对龙门山中段煤-磷矿区地质环境进行了综合评估,划分出矿山地质环境不良区、矿山地质环境一般区和矿山地质环境较好区,分别讨论了各区主要地质环境问题,并提出了相应的对策和建议,为该区矿山地质环境保护和治理提供重要科学依据。

新疆东天山两侧新建运煤通道方案研究

大型矿区煤炭外运需要设置合理的运输径路,须考虑多元化融资的影响以及市场需求,既要便于沿线煤炭外运,又要适应多途径的灵活销售。本文结合新疆煤炭的外运需求,从运量、工程投资、建设融资难度、与既有路网的衔接等方面对新疆东天山两侧新建运煤通道方案加以比选,推荐东天山东侧设置运煤通道方案。

山区地面受护建筑物的损害分析

针对阳泉矿区马家坡新村房屋破坏情况 ,应用山区开采沉陷预计系统 ,选取 2个工作面、 4条预计线进行预计 ,指出目前规程有关山区保护煤柱设计中不考虑地形变化 ,而单纯减小移动角并不完全正确。

土石山区露天煤矿外排土场生态重建研究

矿区废弃地的生态重建是人类环境可持续发展的重要措施,以神华集团水泉露天煤矿外排土场人工重塑地貌为例,分析其土地破坏的类型和程度,探讨矿区生态重建的树种选择、种植技术和措施,为土石山区植被恢复提供依据。