资源开发中的生态环境问题

对水利、水电、农业、林业、牧业、交通、旅游、矿业等资源开发项目建设过程中造成的生态破坏进行了概括总结,并对其产生的原因进行了分析。研究认为,水电不一定是清洁能源,过度开发水资源可能引起湖库干涸、周边植被减少,过度开垦、放牧可使土地沙漠化,不当的林业生产可能导致外来物种入侵,交通建设易造成地质滑坡和水土流失,旅游开发不当将导致环境污染、生态破坏和景观破坏,矿业开发将破坏土地、导致地面塌陷、沉陷和滑坡、泥石流等灾害。

重庆市地质灾害孕灾环境分区研究

为探索重庆市地质灾害孕灾环境分布情况,以重庆市主要地质灾害为研究对象,在分析孕灾因子基础上,选取暴雨强度、地貌条件、地质岩性、年均降雨量、植被覆盖度和地质构造条件等6个因子,构建地质灾害孕灾环境分区指标体系,利用层次分析法(AHP)和专家效度相耦合方法确定各指标权重,并建立孕灾环境综合指数评价模型。在ArcGIS软件平台支持下,以1 km×1 km网格尺寸为单位精细获取各指标分析数据,计算得到各网格孕灾环境综合指数值,并根据该值进行重庆市地质灾害孕灾环境等级区划分。结果表明:重庆市地质灾害孕灾环境综合指数值在43～84之间,孕灾分区主要集中在高易发区和中易发区,其中危险区1.29×104 km2,占总面积的15.62%;高易发区4.42×104 km2,占53.68%;中易发区2.38×104 km2,占28.85%;低易发区0.15×104 km2,占1.85%。

论三峡库区地质灾害的非线性科学理论与控制

滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害在三峡库区时有发生 ,探索这些地质灾害的发生机制以及如何预测和控制这些地质灾害的发生是一个十分紧迫而又不可回避的非常现实的问题。文章在介绍三峡库区地质灾害基本情况及重庆地区范围内发生的主要地质灾害类型与特征的基础上 ,对应用于研究地质灾害的现代非线性科学理论的基本原理、地质体结构面的蠕滑与粘滑以及对地质灾害监测等问题进行了讨论 。

南川市石英砂岩资源的开发及利用

南川市石英砂矿产资源丰富,但不同矿区矿石的SiO2、Fe2O3及Al2O3的含量差异比较大,如果对各个矿区采用一种开发方式,势必影响石英砂岩的使用范围和经济价值。结合南川市的矿产资源开发利用规划,对该市石英砂岩的分布特点及赋存条件进行了分析,指出目前该市石英砂岩加工利用方面的不足。为了提高南川市石英砂岩利用的经济效益,认为有必要对南川市的石英砂岩进行分矿区、分优劣进行开采加工,对优质的石英砂岩进一步深加工,对尾矿也要充分利用。

锰矿产资源绿色开发及安全管理对策

分析并介绍了我国锰矿资源的分布及特点、开采现状、优质锰矿资源勘查潜力等战略储备,概述我国锰矿资源开采过程中引发的生态环境问题、资源利用问题,提出锰矿资源绿色开发的4个安全目标管理以及安全监管的对策,为锰矿产资源的持续开发奠定基础。

关于重庆地区煤层气资源开发利用相关问题的探讨

煤层气的开发和利用对改善煤矿安全生产、保护生态环境、缓解能源的供需矛盾等,都具有十分重要的现实意义。本文根据重庆地区煤层气赋存条件,在分析主要矿区煤层气储层煤体的微观结构、渗透率、等温吸附特性、煤层压力以及煤层的含气量等特征的基础上,指出重庆地区煤层气开采方式应以井下煤层抽放和采空区抽放为主,辅以地面钻孔抽放。针对目前各个矿区煤层气的开发利用现状,为重庆地区下一步煤层气的开发利用提出了可行的建议。

锰尾矿资源循环利用分析与环境评价

通过分析我国锰资源分布及锰矿产业发展现状,预测未来10年我国锰尾矿排放量。通过分析评价重庆市秀山、城口锰尾矿对区域生态环境的影响,提出锰尾矿循环利用途径及可产生的效益,归纳出锰资源可持续发展的三点建议。

滑坡实时监测预警系统的实验室实现

用传感器对滑坡实施监测是一种有效的监测预警手段,但由于受一些因素的限制,在实验室进行滑坡监测技术有效性的研究方面仍有一定的难度。本文以振弦式传感器为例,提出了传感器辅助机械工装以完成传感器在实验室实现滑坡监测数据模拟采集的设计思路,并通过对模拟数据进行多次测量演算了传感器及其辅助装置的可靠性。同时,为便于对监测数据进行及时有效的管理和分析,还采用VC++语言所编制的管理程序对获取的监测数据实施有效的管理和分析。结果表明,对给定信号的监测效果好,响应快,误差小,能较好地模拟滑坡现场监测。

矿产资源可持续发展的环境评价体系

基于矿产资源开采对生态环境影响的演化规律,采用层次分析法,将矿产资源可持续发展的环境评价指标体系进行分层,从环境保护、植被资源和经济效应三个方面构建了矿产资源开发的环境可持续发展评价体系。并将该体系应用于实际,数值化了评价体系的各个指标,确定了具体的指标权重和综合可持续能力,对矿产资源开发的环境可持续现状进行了系统的实证研究,对矿产资源开发的可持续能力进行了评价和分析,探讨了矿产资源开发中环境可持续发展的基本思路和实施对策。

211工程"建设与资源环境学科发展

探讨"211工程"重点建设学科———"西南能矿资源开发利用及三峡库区环境保护"在西部大开发建设中的重要性;总结本学科在"九五"期间取得的建设成果;阐述"211工程"建设在带动本学科向综合性发展、推动本学科的校内外产学研合作和本学科的基地建设、加强本学科的队伍建设和人才培养、促进本学科的科学研究、提高本学科的办学水平和办学效益以及促进地方经济和社会发展等方面的积极作用。

煤与瓦斯突出过程模拟实验室瓦斯通风安全数值模拟

煤与瓦斯突出模拟实验台能模拟多种不同实验条件下的煤与瓦斯突出过程,但每次突出的大量瓦斯气体所带来的安全隐患不容小视。为定量分析瓦斯气体在煤与瓦斯突出发生后的运移富集规律及其潜在危险程度,采用计算流体力学软件Fluent模拟了煤与瓦斯突出后的瓦斯运移富集状态,并依据数值计算结果提出了相应的安全对策措施。数值计算结果与实验现场测得的瓦斯浓度的对比分析发现,两者具有较好的一致性,为实验室的安全建设提供了科学依据。

循环加、卸载条件下岩石类材料变形特性的实验研究

从不同位移速率、不同载荷水平和不同岩石孔隙性(如坚硬致密的细粒砂岩和软弱多孔的混凝土加气砖等)3个角度对岩石类材料在循环加、卸载条件下所形成的封闭塑性滞回环的演化规律进行探讨。通过对其实验结果的分析发现:(1)岩石类材料在循环加、卸载条件下的卸载曲线与加载曲线不重合,确实将形成一封闭的塑性滞回环;(2)循环加、卸载条件下,加载曲线段的位移变化量在第1次循环期间变化较大,但从第2次循环开始,其位移变化量的变化并不明显,而卸载曲线段的位移变化量在整个循环加、卸载过程中的变化似乎都不明显;(3)一般而言,位移速率越大纵向载荷–纵向位移曲线的斜率就越大,载荷水平越高第1次循环中载荷卸载至零时所残余的位移量也越大;(4)从第2次循环开始,在每次循环加、卸载完成之后,加载曲线段的起点与卸载曲线段的终点几乎是重合的,即从第2次循环实验开始几乎不再产生新的残余位移量;(5)针对具有不同孔隙性的岩石,在不同位移速率和不同载荷水平时其循环加、卸载条件下的变形响应程度将有所不同。

隧道开挖施工的爆破振动监测与控制技术

以万松岭隧道工程开挖为研究对象,对隧道工程开挖施工爆破地震波的振动监测方法及控制技术进行了研究。通过对爆破振动监测结果的回归分析,建立了隧道工程开挖爆破振动传播的数学模型;确立了其传播衰减规律。结合工程实际,提出了修正后的爆破地震波衰减经验数学公式;经对比分析,所得爆破地震波衰减规律公式预测的质点振动速度具有较高的精度。同时,结合该隧道工程开挖爆破施工,从选择合理爆破时差、最大装药量、微差起爆、掘进进尺、预裂爆破等5个方面提出了爆破振动控制技术措施使该隧道开挖施工爆破中的地面振动速度值控制在了安全范围以内,从而确保了施工段地面建筑群的安全和该隧道工程开挖爆破作业的安全。其研究对指导隧道工程开挖爆破施工和保证地面建筑物安全起到了重要作用。

两种含瓦斯煤样变形特性与抗压强度的实验分析

介绍型煤煤样和原煤煤样的制作过程,设计含瓦斯煤样的三轴实验方法和步骤。利用自行研制的三轴蠕变瓦斯渗流装置和材料实验机组成含瓦斯煤样三轴压缩实验装置,对型煤煤样和原煤煤样进行含瓦斯三轴实验,获得大量不同围压和不同瓦斯压力条件下的实验数据;根据实验结果系统地研究含瓦斯煤样两种煤样在三轴应力条件下的变形特性和抗压强度。研究结果表明,围压和瓦斯压力对含瓦斯煤样的变形特性和抗压强度都有一定程度的影响;型煤煤样和原煤煤样的变形特性和抗压强度具有规律上的共性,但是其力学参数存在显著差异;弹性模量和泊松比在含瓦斯煤样的变形过程中不是定值,而是动态变化的,且2种煤样的弹性模量差别很大,泊松比也不相等;相同载荷条件下型煤煤样的变形比原煤煤样的要大得多,其形状改变也比原煤煤样的大。研究结果对进一步认识含瓦斯煤样的力学性质具有一定的意义。

单轴压缩下岩石声发射定位实验的影响因素分析

应用声发射及其定位技术,在单轴压缩载荷作用下,采用实验方法观察重庆细砂岩试样破裂失稳过程中其内部微裂纹孕育、发展的三维空间演化模式,研究岩石声发射定位实验的影响因素。实验结果表明:(1)端部摩擦对岩石破裂过程中的声发射特征影响显著,采用1∶1(质量比)硬脂酸和凡士林的混合物作为减摩剂进行AE定位实验,在试样初始压密阶段基本没有AE事件,取得较好的效果。(2)重庆细砂岩的AE定位事件主要分布在中部,呈散漫分布,两端没有明显的条带丛集现象,中部没有得到声发射定位事件的"空白区",通过与相关成果的对比,说明岩石的种类、构造和均匀程度是AE定位实验的主要影响因素之一。(3)加载方式和加载的控制方式会直接影响岩石试样破坏的进程和程度,从而影响AE事件。(4)通过重庆细砂岩试样疲劳荷载AE定位实验说明加载历史对AE时间序列及AE事件均有影响。以上实验和分析结果可以为岩石声发射定位实验的方案设计提供参考。

三轴应力条件下温度对原煤渗流特性影响的实验研究

利用自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,测定煤样在不同有效应力、不同瓦斯压力、不同温度条件下的渗透率,探讨不同有效应力和不同瓦斯压力条件下,煤样渗透率与温度的关系。在实验研究的基础上为消除试件个体差异的影响,客观地反映温度对渗透率影响程度的大小,定义温度敏感性系数,进而研究温度对渗透率的影响程度与温度的关系。研究结果表明:(1)当有效应力和瓦斯压力保持恒定时,随着温度的升高,煤样渗透率会逐渐降低,温度敏感性系数逐渐降低,即温度越高,温度对渗透率的影响程度越小;(2)在相同温度条件下,有效应力、瓦斯压力越大,温度敏感性系数越低,温度对渗透率的影响程度越小。

循环加、卸载孔隙水压力对砂岩变形特性影响实验研究

利用MTS815岩石力学实验系统对饱和砂岩进行三轴等围压情况下的循环加、卸载孔隙水压力实验。结果表明:压密阶段的加、卸载曲线中出现了很多"Z"状的波动,这些小波的出现没有规律性,初始残余变形比较大,还没有形成明显的滞回曲线。在弹性耦合阶段稳定滞回曲线加载时,应变呈上凹"Z"状波动,在到达上限值前出现拐点,应变达最大值;卸载时,应变呈下凸"Z"状波动,在到达下限值前出现拐点,应变达最小值,该阶段形成稳定的滞回曲线,表现形式由疏变密,稳定滞回曲线包含弹性变形向塑性变形演化。在孔隙水压力的不同上限值和不同幅值区间的耗散能构成不对称"X"形。在加载段,随着孔隙水压力增大,耗散能逐渐减小;卸载段,随着孔隙水压力减小,耗散能逐渐减小。"X"形的交点出现的位置和夹角与不同上限值和不同幅值区间有关。在循环加、卸载孔隙水压力作用下,残余应变与循环次数的关系符合乘幂负指数关系。

非均布荷载条件下煤与瓦斯突出模拟实验

使用大型煤与瓦斯突出模拟实验装置,模拟不同集中应力区应力水平条件下的型煤试件的煤与瓦斯突出,探索集中应力区应力水平对煤与瓦斯突出特性的影响规律。通过对实验结果的分析,认为应力集中区应力水平的变化对煤与瓦斯突出有着重要的影响作用,具体表现在:随着集中应力区应力值的增加,煤与瓦斯突出的强度增加,抛出的煤体被破碎的效果也更为明显,而且突出后煤体的温度降低量也越大;另外,集中应力区应力水平对突出孔洞与煤层的夹角也有一定的影响作用。

煤层钻孔孔口除尘装置的设计与实验研究

针对煤矿瓦斯抽放干式钻孔施工过程中产生大量粉尘的问题,提出利用射流泵技术除尘的新思路,即运用有压水流从喷嘴以一定速度喷出引起负压场卷吸煤尘进入除尘器,并与水流混合后排出,进而达到除尘效果。为使除尘效果最优,研究了孔口除尘器的结构组成和工作原理,并设计了水射流除尘器的结构和尺寸;运用均匀设计法对影响水射流除尘器吸气量的相关参数进行研究,实验优化了水射流除尘器的运行参数和结构参数。通过模拟煤矿瓦斯抽放钻孔施工现场打钻情况对孔口除尘装置的除尘效率进行实验,结果表明,孔口除尘装置除尘效率达到95%以上,能够显著降低煤矿干式钻孔过程中产生的粉尘污染。

地电场作用下煤中甲烷气体渗流性质的实验研究

针对地球物理场中地电场对煤层瓦斯渗流性质的影响,在实验室采用三轴渗流实验装置和电场实施装置,研究了电场作用下煤中甲烷气体的渗流性质。实验结果表明:(1) 加电场后,甲烷气体渗流速度比无电场时要大,并且渗流速度随甲烷气体压力梯度增大成线性增加;(2) 加电场后,煤中甲烷气体渗流量随电压(电场强度)升高近似成线性增大;(3) 煤化程度越高的煤导电性越好,且甲烷气体在煤中的电动效应越明显;(4) 同时,加电场后,煤的等效渗透系数可表达成)1(eEkkb+=。此项实验研究探索为电场作用下的煤层中瓦斯渗流及运移规律的进一步研究奠定基础。