黄土区大型露天煤矿复垦排土场植被恢复立地类型划分——以安太堡露天煤矿为例

露天开采对土地破坏严重,立地条件复杂。只有综合环境因素与植被生态习性,针对不同的立地类型进行植被配置与管护才能达到对矿区生态修复的目的。为此以安太堡露天煤矿西排土场为研究对象,选定58个样点,在样点10m×10m范围内对海拔、坡向、坡位、坡度、坡型、覆土基质、覆土厚度、土壤容重、土壤含水量、有机质含量、全氮含量、植被类型组合、归一化植被指数(NDVI)、地面非均匀沉降、河流动能指数、地形起伏度,共18个立地因子进行调查。分析排土场立地条件及特征,运用SPSS聚类分析法对样点进行立地类型划分。最终划分为平台、边坡2个立地小区;平台小区化分为9个立地类型组、13个立地类型,边坡小区化分为9个立地类型组、20个立地类型。研究结果可以为排土场立地改良、植被恢复与维护及生态系统恢复提供依据。

西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全保障技术

"西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全保障技术"项目(2017YFC0504400)是国家重点研发计划项目,贯彻包括《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》(2015)、《全国造林绿化规划纲要(2011—2020年)》以及国家"十三五规划"—煤炭清洁高效工程等关于矿区生态修复的各项国家相关政策,加强项目实施与创新发展战略、"一带一路"战略的密切结合。项目从基础理论研究、关键技术研发、工程示范等多个层面出发,明确西北干旱荒漠区煤炭基地生态退化机制,研发水土资源保护与高效利用、沙尘防控、植被恢复关键技术,并进行煤炭基地生态恢复工程示范,旨在为西北干旱荒漠区煤炭基地生态恢复与生态保障提供技术支撑。

高位钻场煤层注水防尘技术

针对松软、低透气性、底板起伏大煤层注水防尘效果差的问题,提出了高位钻场煤层注水防尘技术方案.根据11 071工作面煤层实际特点,确定了合理的钻场间距.每个钻场设计了20个钻孔,分为主要钻孔和辅助钻孔,其中主要钻孔湿润工作面前方大部分煤体,辅助钻孔主要湿润高位钻场周围煤体.此外,根据理论分析、计算及实践经验,确定了钻孔技术参数和注水工艺参数.通过分析现场测定注水前后粉尘浓度的数据表明:实施高位钻场煤层注水技术后,工作面各工序产生的粉尘量大幅降低,工作面及平巷的劳动环境显著改善.该成果对松软低透煤层注水防尘具有一定的参考价值和指导意义.

露天煤矿生产中产生的粉尘对周边植物和土壤的影响

随着我国的经济社会的快速的发展,由于对环境资源不合理的开发,致使严重突发性的环境问题时有发生。本文针对露天煤矿开采中产生的粉尘已经影响矿区周围生态环境的问题,分析总结了大量的国内外对露天煤矿影响作用的相关研究,主要从植物和土壤两个方面揭示了煤矿粉尘对周边生态环境的影响。

井下煤尘产生机理分析

煤尘严重污染井下空气,特别是呼吸性粉尘,严重危害工人身体健康。而且高浓度的煤尘遇到点火源还有爆炸危险,造成重大伤亡事故,是威胁井下安全生产的主要灾害之一。煤矿井下作业大部分都会产生煤尘,采掘工作面和转载点会造成大量的煤尘飞扬,导致煤尘浓度增大,是井下煤尘的主要来源。分析了采掘工作面和转载点处煤尘产生的机理,指出煤尘产生的主要来源和影响因素,提出减少煤尘的技术措施,为设计高效除尘工艺提供理论依据。

井下粉尘分布规律实测研究

为研究井下粉尘分布规律,以某矿为研究对象,采用理论分析与现场实测相结合的方法,分析各尘源产尘特点及致因,运用校准采样器对井下综采工作面、掘进头、主运巷转载处、辅运大巷进行统筹性现场实测.研究结果表明:割煤机与掘进机司机处为最主要尘源,割煤机司机处总尘、呼尘增幅超过322.06%、266.82%,沉降区间为0~30 m;掘进机司机处总尘、呼尘浓度大于280.62 mg/m^(3)、82.66 mg/m^(3),沉降区间超过30 m;掘进头整体可视度不足8m,应为重点防治对象;主运巷转载机处总尘、呼尘增幅超过144.80%、128.50%,沉降区间为0~15m;辅运大巷平稳区域内呼尘占比为59.50%,主运巷转载荡尘和辅运大巷地面扬尘是新鲜风流携尘主要致因.井下沿风流从副斜井井口、绕道口深入至各工作面的空间内,粉尘浓度整体呈现“递增-激增-递减-平稳-回落”的运移规律.研究结论可为制定粉尘防控策略提供依据.

基于无人机与植被指数的排土场DEM模型构建关键技术

露天煤矿排土场具有地形复杂、堆存松散、异质性强等特点,长期存在整体非均匀沉降、边坡失稳变形、蠕动等地质环境问题。因此,掌握排土场精确地形数据是保证其地质稳定性的基础,然而传统地形测量技术难以满足高精度需求;无人机低空摄影测量所获地形数据虽分辨率高,但受地表植被影响导致垂直精度不足。针对这一问题,提出基于可见光植被指数-植被高度回归模型的地形数据获取方法,即利用回归模型对无人机摄影测量获取的地表高程值进行修正以提高垂直精度。以宝日希勒露天煤矿外排土场北坡为研究对象,利用无人机摄影测量技术获取研究区初始地形和正射影像数据,再基于可见光建立植被指数-植被高度回归模型对初始高程值进行优化。实验表明:可见光植被指数与植被高度具有较好的相关关系,基于不同波段建立的植被指数对植被高度的估算精度存在较大差异,其中利用红绿蓝3个波段建立的植被指数EXG模型(R 2=0.952)和RGBVI模型(R 2=0.95)具有较高的拟合精度。结合可见光植被指数-植被高度修正模型可提高无人机摄影测量获取的地形数据精度,研究区检查点均方根误差由0.111 m减小到0.045 m。与传统GPS RTK地形测量技术相比,此方法在地形复杂处精度更高,在中小尺度上获取高精度地形数据具有较大优势。

黄土区大型露天矿排土场水力侵蚀计算与防治

以黄土区安太堡露天矿未复垦排土场为对象,研究未复垦排土场平台水力侵蚀(沟蚀)状况,通过实地外业采样和内业数据处理,结合数据统计分析平台,计算出了研究区内的沟蚀量分布情况,并分析了平台汇水面、土壤容重、坡度与沟蚀模数的关系,估算研究区水力侵蚀造成的直接经济损失,提出排土场平台复垦和水土流失防治措施。结果表明:(1)研究区水力侵蚀严重,总体沟蚀模数相当于自然地貌土壤侵蚀模数的6.8倍,其中平台汇水面对沟蚀模数的影响巨大;(2)排土场平台表层土壤压实,40cm以内土层压实最为严重,深层土壤土质较疏松;(3)排土场平台坡度和坡长在一定程度上可以反映出土壤侵蚀的高低,在水土流失防治措施中应予考虑。在平台复垦和土壤侵蚀防治中应采用减少平台汇水面积、增大地表水入渗能力和提高植被覆盖度的措施为主,本研究成果可为排土场复垦和水土流失防治提供参考。

综掘工作面机载水气两相喷雾装置的应用

根据综掘工作面掘进现场情况,设计了机载水气两相喷雾装置,该装置无需高压供水系统,仅通过使用水气同轴雾化喷嘴形成的细微汽雾可达到高效除尘的效果。因此,该装置有效的解决了综掘工作面空间狭小不宜安装复杂机械设备的问题。实验结果表明,该装置形成的水气幕可有效防止粉尘的扩散,有效避免了司机处以及巷道的污染,极大改善了综掘工作面的工作环境。

焦炉地面除尘系统优化改造

针对柳钢焦化厂四焦车间除尘地面站在投用之初存在的问题,展开了原因分析,并拟订出了整改措施。

煤粉炉煤渣形态的控制和煤灰的清理

煤粉燃烧产生的煤渣及煤灰使得用于低碳钢丝热处理的粉煤炉清理十分不便 ,直接影响煤粉炉的使用质量。对煤渣、煤灰的形成过程进行观察、分析 ,提出解决清理煤渣和煤灰的方法。认为合理安排热处理生产工艺 ,可以很好地控制煤渣的形态 。

露天煤矿粉尘浓度现场监测系统研究

粉尘污染对作业人员的健康安全、设备的正常运行都会造成严重的影响,甚至还能引发安全事故。为了针对性的高效性的对粉尘治理,首先必须掌握粉尘浓度的分布及运移规律,因此开展了露天煤矿粉尘浓度现场监测方案的研究,选定对人体健康的威胁最大的PM_(2.5)和PM_(10)作为重要的监测对象,重点监测露天矿周边、主要粉尘源周边、矿坑内并且远离粉尘源等位置的粉尘浓度,从精度和成本等方面考虑,采用1台β射线粉尘浓度监测仪和若干台激光粉尘浓度监测仪相结合的方式,现场实时监测煤矿粉尘的浓度。该研究对于煤矿粉尘的分布状况和运动规律有积极效果,同时对露天矿除尘降尘具有实际的指导意义。

柴家沟井42222工作面粉尘运移规律实测研究

综采工作面粉尘运移规律研究是综采工作面粉尘防治技术的重要依据,本文采用现场实测的方法对采煤机在顺风和逆风两种工作状态下的粉尘浓度分布规律进行了研究。研究表明:采煤机无论是在顺风还是逆风状态割煤时,粉尘浓度都是在采煤机下风侧的滚筒后10 m处位置达到最大,采煤机下风侧滚筒处为主要尘源。研究成果为柴家沟井42222综采工作面粉尘防治技术的选择提供了理论基础。

海州露天煤矿排土场植被恢复物种组成特征

为揭示海州露天煤矿排土场植被恢复物种组成特征,选取刺槐林地、榆树林地、灌木林地(紫穗槐)、混交林地(刺槐×榆树)、荒草地、耕地(玉米地)6种复垦植被为研究对象,对植被类型恢复特征进行研究.结果表明:在混交林中,榆树与刺槐混交比例为1∶0.67.四个林地的树高最大值为6.14m,最小值为2.31m,变异系数的最大值为9.52%,最小值3.34%,属于弱变异性;胸径最大值为6.53cm,最小值为4.02cm,变异系数最大值为15.29%,最小值为3.68%;树冠冠幅最大值为3.92m,最小值为1.56m,变异系数最大值为17.28%,最小值为1.03%.混交林内榆树的重要值为49.14%,刺槐的重要值为50.86%,刺槐林中榆树的重要值为27.73%,刺槐重要值为72.27%.除了耕地以外的其他样地的植被覆盖度均在95%以上,其中刺槐林植被覆盖度最高,为99%,榆树林地的植被覆盖度最低,为96%.

露天煤矿不同作业区可吸入性粉尘浓度评估

所有主要的露天采矿活动都会产生粉尘,在露天煤矿产生粉尘的主要业务有钻孔,爆破,装载,卸载,和运输。灰尘不仅降低了矿区周围环境空气质量,还会对人产生严重的健康危害。因此,评估不同区域粉尘的产生量对提高人体健康水平至关重要。文章研究分析了煤矿区特定地点的可吸入粉尘量数据,地点涵盖了各种采矿活动包括表土转运,堆场,装煤,钻井,输煤。结果表明,钻井作业会产生较高浓度的粉尘,因此,钻工会有较高的呼吸类疾病致病风险。

基于AERMOD模型的锡林浩特地区露天煤矿粉尘排放的模拟分析

本研究是对AERMOD大气扩散模型在草原地区使用情况进行验证。本文以内蒙古典型草原区一大型露天煤矿及周围为研究区,通过使用"反推法"得到粉尘的源强,分别模拟得到该区的七月期间平均浓度、七月最大日浓度、七月最大小时值浓度三个尺度的数据。通过对该研究区中粉尘含量七月的平均模拟值与实测值比较,两者相差较小,在误差允许范围内。通过本研究证明,AERMOD扩散模型能够用于草原区的粉尘扩散研究,并且能够直观的反映草原地区开矿所产生的粉尘的分布情况。该研究能为政府部门制定相关标准提供一些意见。