富水沟谷区浅埋煤层导水裂隙演化特征

富水沟谷区域下浅埋煤层赋存条件特殊,采场上覆岩层导水裂隙发育演化特征复杂。为了揭示沟谷区浅埋煤层在回采扰动作用下覆岩裂隙演化规律,以朱家峁煤矿1305-2工作面过沟谷区回采阶段为工程背景,采用理论分析、物理相似模拟、数值模拟与现场效果验证的方法,建立了覆岩裂隙−渗流场概念模型,开展了覆岩结构发育与微震能量演化研究,分析了覆岩变形与塑性破坏分布特征,提出了针对沟谷区下浅埋煤层导水裂隙防治措施,并应用于现场工程实践。结果表明:开采扰动下裂隙−渗流场模型呈“梯台”结构,并依次划分为初渗区域、稳渗区域、紊渗区域3个区域;将所研究矿井的工况数据代入模型结构,计算出各个渗透区域范围,并根据计算结果对矿井的稳渗区域采取注浆措施。工作面回采至沟谷区段,覆岩裂隙域形态呈现“拱形-梯形-复合梯形”的扩展演化特征,裂隙纵向发育高度达到163 m,并与沟谷区地表贯通。随工作面推进,地表裂隙依次经历“滑移-挤压-撕裂”过程;沟谷区域位移云图呈现出滞后开采“高位梯形”破断形态,在沟底处下沉位移最大,达3.47 m。针对开采导致的裂隙大范围扩展贯通,提出在地面进行采动裂缝注浆处理,在工作面上覆岩层进行注浆封堵,实现过沟谷区开采“井上−井下”联合防治,保证安全开采。该研究结果可为浅埋煤层的过沟谷区开采、采动裂隙防治及富水区“保水采煤”提供新的科学依据。

煤矿矿区土壤重金属及多环芳烃污染治理修复技术综述

土壤重金属和有机物污染是当前许多煤矿矿区及周边地区面临的严重问题,威胁居民健康,要采取有效措施予以解决。在对煤矿矿区周边土壤重金属和多环芳烃(PAHs)来源及危害分析的基础上,发现重金属元素在自然条件下难以降解,导致其在生物体中累积,并且PAHs具有致癌性、致畸性和诱变性。通过比较物理化学修复、植物修复和生物修复等方法在治理重金属及PAHs污染土壤的优缺点,发现植物修复和生物修复对气候和环境的依赖程度高,物理修复成本和能耗较高,因此提出矿区周边土壤污染的修复技术需要进一步创新,实现多领域、多学科协作发展的观点。通过持续的技术创新和多种修复方法的联合应用,达到有效治理煤矿矿区及周边重金属和PAHs污染的目的,实现土壤的重新利用,进而实现环境保护与经济可持续发展的良性互动。

煤矿塌陷区治理方案比选与地表稳定性分析

针对当前煤矿塌陷区治理工作存在的难以选取有效方案的难题,以华北某地采煤塌陷区为研究对象,根据前期勘查资料,首先对此塌陷区建立三维仿真分析模型,基于该模型应用FLAC 3D数值模拟分析方法,确定该塌陷区塌陷问题主要由空洞所引起,且风险在进一步增加,应采用充填法进行处理。其次,基于AHP层次分析法构建该煤矿塌陷区的治理方案,并以正交实验法对充填治理方案中的主要技术参数进行选取,确定合理方案组合如下:使用废石对采空区进行填充;填充过程中增设2道隔离墙,并设置270~290 m中段隔离板。最后,将该技术方案付诸实践,并对应用效果进行现场评估,结果显示,优选后的煤矿塌陷区治理方案经济效益和生态效益均较为凸显,证明该方案具有一定的现实意义。

某高速公路煤矿采空区稳定性评价及治理设计

依托某高速公路拟建清镇北互通周围煤矿采空区治理工程,采用三维数值模型,对采空区场地和地基稳定性进行模拟、分析评价。采空区范围内分别有D匝道桥、A匝道和C匝道某段场地或地基稳定性不满足规范要求,须进行工程治理。设计采用注浆法进行处治,最大注浆深度约101.2 m。

西南喀斯特山地采煤沉陷区土地整治关键技术研究——以重庆松藻矿区为例

煤矿的井工开采引起地表沉陷破坏等一系列问题,对人类的生产生活产生很多不利影响.本文以重庆松藻矿区3个典型区域的采煤沉陷区土地整治为例,采用三区划分法对采煤沉陷区进行预测,探讨了采煤沉陷区预测及土地整治关键技术问题,以期为喀斯特山地采煤沉陷区土地整治技术提供参考和借鉴.结果表明:(1)赶水沉陷区涉及稳定、非稳定和未来影响三类,安稳沉陷区涉及非稳定和未来影响两类,打通沉陷区涉及稳定和非稳定两类;(2)水源破坏是松藻矿区较突出的问题之一,而相应的水利工程技术成为松藻矿区沉陷区整治的重点,同时也是沉陷区整治是否有效的重要评定标准之一;(3)沉陷区土地整治工程规划关键技术为:土地平整工程主要规划布局在未来影响区内;水利工程的规划布局要尽量避开易于发生拉裂和垮塌的断层附近.沉陷区土地整治工程设计关键技术在于:在土地平整技术上,土地平整设计更强调耕作田块的稳定性,防止田面沉降;在水利工程技术上,非稳定区和未来影响区的工程设计C20砼浇筑厚度应大于稳定区;对于道路工程设计,非稳定区和未来影响区生产路主要采取预制钢筋砼板方式,而稳定区内生产路路面采用C20砼浇筑.科学地分析预测采煤沉陷区对合理制定土地整治技术及土地整治的有效开展具有重要的指导意义和实践意义.

我国煤矿区水环境现状及矿井水处理利用研究进展

煤炭长期占据我国能源消费结构的主体地位,因煤矿建设、开采、洗选、加工、废旧煤窑和矿井关闭等引发矿区一系列水环境问题尤为突出。国家大力支持“煤炭革命”,煤炭安全绿色开采成为新时代的主题,环保部门越发重视煤矿区的水环境问题。分析研究了我国煤矿矿区现阶段的水环境现状,针对不同矿区、不同矿井水类型,从矿井水污染模式和类型、含水岩组结构破坏、水资源流失、矿区土壤重金属富集和废弃矿井水位回升诱发的环境地质问题出发,总结我国煤矿区水环境研究现状、技术水平和未来发展趋势,并以矿井水处理为重点,分析归纳了洁净矿井水(物理法)、含悬浮物矿井水(混凝和超磁分离法)、高矿化度矿井水(蒸馏、离子交换和膜分离法)、酸性矿井水(物理、化学和生物法)、特殊组分矿井水(絮凝沉淀和离子交换法)和矿井水回灌(深层回灌)的水质特点、处理工艺和优缺点,并指明了未来的研究方向。根据煤矿区矿井水资源化利用现状,提出矿井水用于工农业生产、生活和特殊组分的矿井水资源化利用的优势和局限,针对特殊组分的矿井水提出了矿井水资源化利用的技术体系和理论框架,为进一步丰富和完善矿区水资源利用提供技术支撑。最后,针对矿井水资源化利用过程中的问题提出了“阻断、减量和保护”三原则,并对未来我国煤矿区环境现状和矿井水处理利用进行了展望。

宁夏石嘴山采煤塌陷区地质环境治理模式研究

构建采煤塌陷区地质环境治理模式是矿山地质环境研究的热点问题。通过资料收集、野外调查、对比研究等工作,力图总结干旱缺水少土的宁夏石嘴山惠农采煤塌陷区地质环境综合治理模式,丰富矿山地质环境治理理论,为类似矿山地质环境治理提供借鉴。通过采煤塌陷区挖高垫低、研石清运等地貌重构,沙土、研石、有机质参混等土壤改良,修建滴水灌溉网植树绿化修复生态等。其矿区地质环境治理是在干旱-半干旱地区缺土少水情况下实施的,是集先破坏后治理的补课式的集中根治、地质灾害治理、生态修复及矿业遗迹再利用的多元化治理经费投入的综合治理模式,其成功的采煤塌陷区治理为我国类似矿山地质环境治理提供了成功经验。

利用粉煤灰处理神木煤田大柳塔矿矿井废水研究

为了在神木煤田寻找一种经济有效的矿井水资源化方法,作者利用大柳塔当地粉煤灰作为处理剂,对大柳塔矿矿井废水进行了处理研究,通过试验和比较确定了投加混合的处理方法,获得了利用大柳塔热电厂粉煤灰处理大柳塔矿井废水的重要参数:粉煤灰最佳投加量应为1g/L左右,搅拌时间为20～30min,搅拌速度50r/min,沉淀时间40～60min。

采煤塌陷区环境整治与矿区可持续发展

我国每年采煤塌陷土地约为 2万公顷 ,严重破坏了矿区的生态环境。结合我国塌陷土地整治的基本状况 ,探讨了环境整治对矿区可持续发展的意义。

煤矿区土地复垦条件分区研究

为划分复垦类型区从而因地制宜地开展复垦工作，将复垦条件归结为复垦区自然条件和开采对土地的破坏程度，指出了开展煤矿区土地复垦条件分区的意义，讨论了分区的原则和影响土地复垦分区的几个重要因素．将全国土地复垦条件分为６个大区、１２个小区，并分别介绍了６个大区的煤炭开采特点。

覆盖紫花苜蓿对采煤沉陷区植物生长和土壤化学生物性状的影响

以神东矿区采煤沉陷地种植的复垦植物(野樱桃、文冠果、欧李和山杏)为试材,采用野外原位监测方法,研究覆盖紫花苜蓿和未覆盖处理(对照,CK)对植物生长及土壤化学和生物性状的影响。结果表明:覆盖紫花苜蓿处理的野樱桃、文冠果、欧李和山杏苗木地上部干质量比未覆盖处理显著增加31.7%~54.6%,根干质量增加25.6%~41.0%;同样地,植物成活率和叶色值分别增加到85%和32.0以上,显著高于对照;覆盖处理的土壤碱解氮、有机质、速效磷、速效钾含量增幅较对照分别达到12.5%~17.9%、14.0%~17.8%、14.0%~23.2%、13.6%~28.4%,差异显著;土壤酸性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶和硝酸还原酶活性分别比对照显著提高36.4%~41.6%、21.8%~51.2%、33.6%~44.7%、20.5%~39.9%。因此,覆盖紫花苜蓿有利于改善神东采煤沉陷区复垦植物生长、提高土壤化学和生物学性状水平,为矿区生态恢复提供依据。

利用粉煤灰输送与贮存系统处置粘胶纤维污水场污泥的研究

通过对粘胶纤维污水场的中和脱锌污泥、二沉池剩余污泥和煤灰水混合体的沉降性能实验，证实其固液分离性能良好；吸附与渗透实验取得了粉煤灰、亚粘土对锌、汞的吸附等温线和地下水影响预测所需的参数；并分析了灰泥混合流体对电厂原输灰系统和环境的影响。研究结果表明：利用粉煤灰输送与贮存系统处置粘胶纤维污水场污泥的处理工艺在技术上可行，操作简单、运行可靠、投资少，每年可节省污泥处理费用４０．５万元。外排污染物达到国家排放标准。

我国采煤沉陷区治理技术现状及发展趋势

采煤沉陷使矿区生态和地质环境遭到严重破坏,制约了矿区经济、生态和社会的可持续发展,对我国煤炭资源开采、采煤沉陷现状及采煤沉陷区治理技术及应用进行了研究及论述。结合煤炭发展需求,深入分析了我国采煤沉陷区治理技术的未来发展趋势,对我国采煤沉陷区的治理技术的应用和研究具有重要的意义。

我国采煤沉陷区建筑利用关键技术及展望

采煤沉陷区建筑利用是解决资源城市转型发展用地和沉陷区村庄搬迁选址土地资源短缺难题的重要途径。系统进行采煤沉陷区情况调研、城镇建设建筑利用需求分析和工程发展历程回顾总结。归纳采煤沉陷区建筑利用关键技术,首先凝练提出采空区精准勘察的多种物探勘察、钻探勘察、钻孔彩色电视和三维激光扫描等技术,并给出了5种物探方法适用条件;通过整体分析评价技术中采动空间和采动时间稳定性问题,并基于场地稳定性、地基稳定性评价判据提出了工程建设5种(不适宜作地基的区域、暂不适宜作地基的区域、要求井下采空区处理的区域、可作地基的区域和推荐作地基的区域)适宜性分类;总结列出采空区加固治理与地面建筑抗变形结构设计的井上下措施及其关键技术;最后,针对采煤沉陷区城镇建设中建筑利用技术难题和不足,提出加强采煤沉陷区城镇建设和建筑利用的空间整体规划统筹引领作用,提升采空区精准勘探和地基加固治理技术装备水平,拓展移动期后采空区残余移动变形时空规律研究,加强采空区与建筑结构变形协同作用机理和效果优化研究,加强建设场地和建(构)筑物监测监控技术装备研发等今后研究发展方向,为推动采煤沉陷区城镇化建设科学研究与工程实践发展提供借鉴和参考。

陕北煤矿区农田土壤重金属污染现状及修复研究

为了研究煤炭开采过程对周边农田土壤的重金属污染影响,对神木大柳塔煤矿区周边农田土壤和玉米幼苗进行采样,测定分析35个典型采样点和空白对照的重金属含量。结果表明:煤矿区农田土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg、As等重金属平均含量均高于对照区,说明煤矿开采过程对农田带来了重金属污染。Zn、Cu、Pb、Cr、Hg等重金属元素在土壤中的含量与玉米中的含量显示出正相关性,表明土壤中的重金属含量直接影响着植物对重金属的吸收,并有针对性地提出了土壤重金属污染的防治和修复措施,以期为矿区污染治理提供科学依据。

煤矿塌陷区人工湿地处理污水的可行性研究

通过与煤炭矿区传统污水处理方式进行比较,对人工湿地污水处理在技术上和经济上的可行性进行了分析,探讨了依据循环经济理念,利用塌陷区构建人工湿地的方法进行污水处理的优势。

采煤塌陷区环境恢复治理措施研究

采煤塌陷区是影响地区生态环境、制约社会经济发展的重要因素。主要以某采煤塌陷区为案例,在详细分析塌陷区基本情况的基础上,介绍了塌陷区的主要特征。研究了当前阶段比较常见的采煤塌陷区生态功能重构模式,结合实际情况该塌陷区采用的是农林渔配制模式。将采煤塌陷区划分成为4个单元,基于理论方法分别对这些单元适宜的复垦方向进行了评价并确定了复垦方向,从土方回填技术、生物性复垦技术、农田水利设计层面详细分析了恢复治理措施。上述恢复治理措施取得了较好的效益,为地区生态环境和经济发展注入了新的动力。

浅埋深上覆采空区封闭工作面火区治理技术

阐述了1W301工作面CO异常情况,分析了工作面CO异常产生的原因。在地面利用测氡法探测采空区高温区域,在井下采用钻探法通过测温和气样标志气体分析判断高温区域。设计采用堵漏风、注浆(胶)、注氮、注液态CO_2等综合防灭火措施对不同位置的高温区域进行火区治理,为制定封闭火区治理方案提供了一种新思路。

煤矿区环境治理的空间信息技术支持研究

煤矿区环境治理是实现矿区可持续发展的重要保证,本文在对煤矿区环境污染治理及其常规技术手段进行分析的基础上,指出借助于现代空间信息技术作为煤矿区环境污染治理的技术支持具有明显的优越性,可以从宏观尺度上实时、动态、综合对矿区环境进行监测、分析进而提供决策支持。在对以全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为主体的空间信息技术及其发展进行介绍的基础上,对其作为煤矿区环境污染治理技术支持的方法、技术路线及关键技术等进行了研究,并介绍了有关的应用实例。

采空区架空送电线路塔基稳定性评价

采空区架空送电线路岩土工程勘测历来是电力勘测的难点 ,尤其是急倾斜厚煤层采空区更需慎重对待。某 50 0kV架空送电线路S号塔 ,由于距离较远的采空区塌陷导致地表引张变形而引起塔基裂缝 ,塔材变形。对塔基稳定性进行评价 ,提出处理方案。