黄河流域煤炭富集区生态开采模式初探

黄河流域是我国煤炭资源的主要富集地和主体能源产出区,单一的煤炭资源开发在带动地域经济发展的同时,也逐渐凸显出煤炭行业直接面临的资源衰竭、安全事故多发、伴生资源破坏严重、生态环境恶化、后续产业发展乏力等严重问题。在充分调研分析黄河流域煤炭富集区煤炭资源分布特点、煤炭开发相关危害特征、邻近区域生态环境现状的基础上,围绕目前业界已开展的绿色开采现状进行了总结分析,同时深入剖析黄河流域煤炭开发领域技术现状、煤矿采动损害特征,以生态文明建设为核心理念、绿色及循环发展为主线,提出了以煤矿全生命周期为绿色开采时序边界、采复一体化动态生态保护和修复为技术引线、煤矿突出重大灾害源头主动减灾和安全应急防控事先预置的生态开采模式,并就相关技术外延与内涵进行了定性总结,同时在充分借鉴国内外循环发展模式和典型实验案例的基础上,基于我国煤炭工业发展方向和技术现状,提出了黄河流域煤炭资源开发“六位一体”发展模式,将煤炭资源全生命周期开发、生态开采技术、安全生产建设、采复一体保护、伴生资源开发利用、转型发展全面融入到以新发展理念为指引的循环发展模式中,旨在为黄河流域煤炭资源富集区绿色高质量发展探寻一种新路径,对资源富集城市特别是资源枯竭城市的转型与循环发展模式提供参考和借鉴。

砂质页岩顶板水-岩作用下的力学参数与微观结构变化研究

在煤矿采掘活动中,软岩控制问题历来是业界技术难点之一,以某矿煤层顶板砂质页岩为例,从现场采样物相成分分析、不同环境条件下水-岩相互作用实验研究、实验过程中微观结构演变分析及其整体强度劣化机理等方面开展实验试样的物理力学性能参数与微细观结构研究,旨在揭示其不同条件下的物理力学变化特征、微观结构演变规律及整体强度的劣化机制。研究表明:随着浸泡-风干循环次数的增加,实验试样抗压强度逐步降低,不同干湿循环作用周期时,试样强度存在逐渐“变软”的趋势,其弹性模量的劣化规律与其强度劣化规律一致,试样微观结构形态的裂纹、孔隙也逐步发育,具体形状分布也由原来的不规则边界向整体成型结构发展,不同粒径颗粒间的紧密结构也渐变成酥松、多孔结构,整体强度劣化程度显著。相关研究成果可为此类岩体水-岩作用机理分析提供较好的参考。

黄河流域浅埋深煤层开采冒落沉陷特征及治理复垦技术研究

为深入研究分析浅埋深煤层开采覆岩冒落破坏特征、顶板来压强度及其与后续地表移动和塌陷的内生机制,以黄河流域鄂尔多斯薛家湾宝通煤矿浅埋煤层工作面为研究背景,通过对现场顶板灾害来压特征实测分析、覆岩破坏与地表沉降发育机理相似模拟实验研究以及概率积分计算和物探补勘等方法,全面地揭示了浅埋煤层开采顶板来压显现强度高、顶板来压周期不明显,顶板冒落充分及采空区地表沉降滞后、塌陷范围显著的特征,同时建立了土地破坏分级指标,实现了不同等级土地破坏面积划分,并对特殊悬空区域提出了治理工程技术方案和开采沉陷影响区的工程复垦技术方案,对相似矿井的相关研究具有较好的借鉴意义。