高原高寒矿区生态修复中的煤炭资源保护技术

【目的】木里煤田地处青藏高原东部高寒地区,长期的煤炭开采对当地生态环境造成了一系列问题,其中主要问题之一是露天采区存在大量已扰动的煤炭资源,因此需研究生态修复与资源保护的协同,探索如何在矿区生态恢复过程中实现煤炭资源的科学、有效保护方法。【方法】以木里煤田聚乎更矿区为例,在分析露天采区煤炭资源破坏特征的基础上,从地质机理分析的角度出发,按照生态地质层构建方法,采用人工方式构建残留煤层顶板及上部保护层,并充分利用矿区地质环境条件,兼顾资源集约利用、经济性、与景观协调性的原则,因地制宜,分区分类施策,将煤炭资源保护有机融合于矿区生态修复过程中,建立了两种煤系矿产资源保护技术,分别为:人造冻土层煤层顶板生态地质层构建技术和“以水代填”煤炭资源保护技术,其中人造冻土层煤层顶板生态地质层构建技术可进一步分为边帮煤层保护技术、采坑底部煤层顶板模拟冻土层技术和自燃煤层治理保护技术。【结果和结论】通过探坑实地测量验证,治理完成18个月后,人工构建的煤炭资源保护层已逐步恢复并初步形成冻土层,热融季消融深度为1.8~2.3 m,形成了新的煤层保护层。“以水代填”兼顾了经济性的同时,实现了煤层保护与景观协调性的统一,取得了良好的应用效果。探索形成了高寒矿区煤炭资源保护与生态修复协同的新思路,为类似地区露天煤矿生态修复治理提供参考。

高原寒冷区地球电化学方法寻找隐伏金矿对比试验

为了解高原寒冷景观区隐伏金矿地电化学异常特征,选取辛曲矿区和扎家同哪矿区进行对比试验。结果表明,两个矿区的地电提取Au含量均较低,且多为难以连片的狭窄异常,但矿体的分布基本限定在地电化学综合异常范围内。两个矿区有不同的异常特征:产出较陡的辛曲金矿异常多呈狭窄的单峰,峰值与矿体头部相对应;而产出较缓的扎家同哪金矿,异常呈多峰异常形态,在矿头对应部位有异常峰,且异常沿矿体倾斜方向呈阶梯式变弱,表明在高原寒冷景观区地球电化学方法对隐伏金矿体赋存范围和产出形态均有指示作用。结合地电化学异常成因机制、成矿地质条件,初步构建了高原寒冷景观条件下破碎带型金矿地电化学找矿模型。

西藏高原地区玉龙铜矿建设的不利因素和应对措施

通过分析西藏玉龙铜矿湿法炼铜试验厂建设工程实施过程中的遇到的各种困难和所采取的解决办法,总结高原地区矿山工程实施及管理方面的经验。与内地相比,西藏高原地区矿山建设存在与人相关的和与工程外部建设条件相关的两类具挑战性因素。解决好这两类问题,是玉龙铜矿大规模开发建设成功的前提。

高原严寒地区高铁隧道渗漏水及冻害整治

结合兰新客专甘青段祁连山隧道渗漏水及冻害整治实例,详细分析了该隧道渗漏水及冻害产生的原因,经过大量的实践和尝试,总结出了一套完整的高原严寒地区高铁隧道渗漏水及冻害整治技术。即采用"截水、堵水、排水、防水、保温、加热、维护"等系统性综合整治的新理念、新技术,并应用于祁连山隧道群的渗漏水和冻害整治中,取得了较好的效果。

祁连山木里矿区冻土资源分布特征及其环境效应

祁连山冻土资源广泛发育,冻土类型受地貌、地下水、岩性、地表植被等条件的影响复杂多变。近年来,在全球气候趋于变暖和人类活动的综合影响下,祁连山冻土资源面临着稳定性降低,多样性遭受破坏等问题,由此导致植被面积减退、水土流失加剧等。因此,保护祁连山地区冻土资源,建立长期动态监测体系迫在眉睫。本文利用以往钻孔测温及热红外遥感影像资料,对祁连山木里矿区冻土资源的特征、类型、分布、生态环境效应,以及人类活动对其产生的影响进行了探讨,以期对祁连山地区冻土资源保护提供参考资料。

高原高寒矿区生态地质层修复中冻土层构建与应用

冻土层在高寒地区的生态平衡中起着重要作用,但冻土层的修复与保护在高原高寒矿区生态环境治理中经常被忽略,鲜有研究。以木里矿区聚乎更区生态环境综合整治实践为例,通过对原始冻土层的平面分布、垂向分布、地层结构、地温变化等特征的分析,针对破坏的土壤层、地表层、冻土层、煤层顶板岩层等不同研究对象的生态地质层剖面,按照模拟季节性冻土、多年冻土差异变化特征及其生态地质功能的思路,在利用构建人造冻土层和回填层二元结构冻土生态地质层剖面模型的基础上,提出了以冻土概况调查、剖面模型建立、搭接融合、确定回填时间、设计表层保水、布设截排水沟、地貌重塑为流程的人工构建冻土层的修复技术,以实现人造冻土层在物质结构、地下含隔水层结构及水力联系、水源涵养等方面的功能基本达到原始冻土层的水平,同时提供更多对冻土保存有利的条件。采用探坑、钻孔岩心取样和孔内长期地温监测等不同方法手段在以往矿区渣山区和新回填修复采坑内对比实验,证实了原渣山压覆区域多年冻土顶界在稳定抬升,采坑内新回填区已经开始形成新的冻土层;通过对比渣山区自然恢复冻土层和采坑内人工修复冻层形成的时间和厚度,表明人造冻土层构建更有助于该区冻土快速恢复。

严寒地区煤矿地面生产系统采暖方案研究

分析了北方严寒地区煤矿地面生产系统火灾隐患和消防水系统稳定运行的重要性。结合现场调研分析了北方严寒地区煤矿地面生产系统采暖的现状和消防系统面临的风险,重点针对输煤系统、筛分破碎系统、储煤系统等的隔热和采暖方案进行了分析论证,并提出配置具有温度调节、故障诊断、节能分析等功能的智能供热管理系统,通过强化现场的硬件设施和管理的软件系统来确保采暖系统的稳定运行,进而保证消防系统稳定运行。

高寒高海拔地下矿山绿色开采技术研究进展

近年来,高寒高海拔矿山建设项目日渐增多,在助力当地经济快速发展的同时,也带来了诸如破坏当地生态环境等系列问题,亟需发展一套适合高寒高海拔矿山资源开发特点的绿色开采技术。笔者结合多年高原矿山开采技术研究经验,认为应从智能采矿方法、尾矿充填、强化通风、安全监控与信息化等方面建立高寒高海拔矿山的绿色开采框架,其中采矿方法应遵循机械化、自动化、智能化的发展方向,降低工人在高原缺氧环境下的作业强度,提高劳动效率。充填工艺需解决低温环境充填料浆输送困难及充填体强度发展缓慢等问题,应发展全尾砂膏体充填技术,提高尾砂利用率,降低地表大量堆存尾砂对自然环境的影响。鉴于高原矿山氧含量不足、通风网络复杂等特点,提出分区增压补氧及按需分时调控的通风思路,并重点对工作面进行除烟降尘强化通风,改善工人的作业环境。为动态监控地表沉降位移及井下作业安全风险,需开展区域及局域地压调控技术研究,并建立高反认知及安全培训体系,持续保障高原地下矿山大规模安全开采。以上形成的高寒高海拔地下矿山绿色开采新成果,探索了高寒高海拔地下矿山绿色开采新路径,具有可行性及很强的创新性,可为其他高原矿山提供技术参考。

严寒地区矿山法隧道防水设计与施工控制要点研究

隧道工程因施工过程中隐蔽性项目多、质量控制检查困难,易造成衬砌施工质量缺陷,尤其是在高寒地区,这些质量缺陷将导致混凝土结构受冻融破坏,危及行车安全与隧道使用寿命。通过收集严寒地区隧道案例资料,以统计分析的方式对隧道质量病害的表现形式及形成原因进行总结分类,提出严寒地区隧道二衬设计及开挖初支、防排水系统、模板排气、回填注浆、裂缝处理等施工质量控制要点,为类似工程提供借鉴。

严寒地区被动房用电能耗评估

通过现场调查和数据挖掘方法,对严寒地区代表性城市--哈尔滨市的首个被动房住宅66户居民的日用电量数据进行采集与统计分析。结果表明,被动房整体日用电量在300~600 kW·h范围,7月日用电量最高,过渡季节相对较低。各月非工作日与工作日周内平均用电量差异较小,但波动幅度明显大于工作日。约70%的住户月用电量在200~300 kW·h范围,约45%的住户用电水平较高,平均月用电量约为400~500 kW·h。住户的用电情况受住宅使用面积、套型以及家中人员数量、年龄、职业、在家时间段和节能意识的影响,具有较强的主观性和复杂性。