湖矿区分布式生态系统运行机理研究

为实现湖矿区煤炭资源开采的同时保护生态环境,构建了湖矿区分布式生态系统的开采模式,并对该系统的运行机理进行了研究。湖矿区生态系统由生物运行系统、生态水处理及利用系统、土地资源生态开发及利用系统、有机肥料加工系统、能源集成利用系统、固废资源生态利用系统等6个子系统构成,这些子系统既有各自功能又相互作用,形成生命周期机理、代谢机理、平衡机理、组合机理、共享机理和协同机理,这些机理作为湖矿区分布式生态系统的理论依据,通过分布式6大子系统之间资源的循环利用,从而实现湖矿区资源的有效开发、生态可持续发展和经济效应提升,可为其他水下煤炭的开采利用和生态建设提供借鉴。     

矿区资源循环绿色体系构建

为发展矿区资源循环利用联动体系、构建层级产业集成模式、实现绿色生态矿山建设,基于代谢、集成和生态学理论,建成了符合矿区资源流动规律和经济规律的层级绿色循环体系。结果表明,把握资源间关系,合理对资源集成规划,能减少废弃资源的利用成本,并加大资源利用效率; 提高资源循环再利用意识,对促进矿区产业联动、提高矿区生态质量、增加产业收入有较大帮助。     

矿区生态产业链集成及其优化分析

运用生态经济理论与方法,通过对矿区资源现状的分析,进行了矿区生态产业链集成路径与模式研究,认为矿区生态产业链集成路径应围绕3类资源,在3个层面展开,即以煤炭资源为物质基础,生态产业链纵向集成;以煤炭资源开发利用产生的副产品以及共伴生资源为物质基础,生态产业链横向集成;以非煤产业和塌陷土地资源为物质基础,生态产业链混合集成。矿区生态产业链集成模式分为两大类：① 自主集成模式;② 合作集成模式。在合作集成模式下,根据矿区生态产业链3种不同的集成路径,又可分为资本运营型、战略联盟型、产业集群型3种基本方式。运用规模经济原理,在对集成产业单元资源流入和流出量分析的基础上,通过设定环保控制指标、综合效益控制指标和流入流出资源量控制指标,构建了集成产业单元评价模型,给出了分析评价的优化方法。     

平朔矿区生态重建及生态产业链构建

利用平朔矿区1985-2005年土地复垦与生态重建的长期实验数据积累,采用系统回顾法、趋势外推法、空间分析技术、层次分析法、景观生态学、恢复生态学、农业生态工程等技术和方法,从平朔矿区重建生态系统现状评价入手,构建矿区生态资源数据库,并选择矿区复垦土地利用现状、复垦土地质量和重建生态系统生物多样性指标作为评价基础资料,对其复垦土地适宜性、生态环境质量、生态承载力、生态健康进行科学分析与评价,研究生态脆弱矿区重建生态系统的土地开发利用调控机理与控制对策。     

构建可持续发展的矿区生态产业共生体系

从矿区可持续发展的角度出发，分析了煤炭企业资源开发利用中的优势和生态产业共生体系的构建可能性，对矿区生态产业共生体系进行了设计。     

生态矿区模式构建研究

以科学发展观为指导,以分析矿区发展的时段型特征为突破口,以煤矿为主体在煤矿生产区发展循环经济模式,以土地使用权人为主体在采煤沉陷区实现沉陷土地持续利用,发展生态农业,改变农业的生产方式,以村庄搬迁为契机加快矿区新农村建设,改变农民的生活方式,构建生态矿区模式,实现矿区经济增长方式的转变。     

煤炭矿区能源集成利用体系研究

利用集成理论, 结合相关的能源法律法规及政策, 对煤炭矿区能源与耗能领域集成体系进行研究, 并运用技术及管理集成, 实现集成体系良性运行和持续改善。通过煤炭矿区能源集成体系的研究, 有助于实现矿区能源优势互补, 优化能源及耗能领域配置, 缓解能源供给压力, 减少能源浪费, 提高能源的利用效率。其研究成果不仅丰富完善能源优化配置理论及方法, 还为我国能源结构调整提供了新的思路。     

生态环境保护在焦作矿区的应用

矿区建设既要注重生态元素的整合,又要注重对生态环境的保护。焦作矿区在矿区建设中成功地应用了保水开采、循环用水、资源再生、矸石回填、矸石利用及余热回收等新技术,使矿区循环经济和低碳运营模式得以构建,为矿区可持续发展注入新的活力。     

矿区土地复垦与生态重建效益演变与配置研究

从资源经济、生态经济角度,讨论和分析了矿区生态系统演变、生态重建目标、生态系统类型、生态重建措施及矿产资源综合利用对矿区生态系统"三大效益"配置的影响;并以平朔安太堡露天煤矿1985-2015年土地复垦与生态重建过程中的"土地资源利用结构"动态演变为实例,初步揭示矿区生态重建过程中"三大效益"有序配置和高度统一问题。     

以资源循环利用方式促进矿区循环经济的发展

论文从理论和实践两个方面证明和阐述了资源循环利用是矿区发展循环经济的有效途径,进而从矿区生态背景调查与分析入手,提出纵向主导产业链设计和横向耦合共生产业链构建的方法,最终形成矿区资源循环利用产业网状体系,从而达到既提高经济效益又从根本上改善生态环境的“双赢”目的。     

矿区水资源集成利用途径设计

在对矿区水资源情况进行分析的基础上, 结合矿区实际情况, 利用系统、集成等原理设计了矿区水资源处理、水资源利用、水资源携带能量利用等集成系统, 规划了水资源的具体利用领域, 为科学合理开发利用矿区水资源开创了一条可行之路, 也为矿区节能减排工作开展寻求了新的道路。     

冀中能源低碳生态矿山建设的研究与实践

基于煤矿开采对生态环境的扰动影响,提出了低碳生态矿山的概念,探讨了低碳生态矿山建设模式及评价指标体系。依靠技术创新,实现了充填采煤、保水开采、瓦斯抽采与利用、地热源利用和循环经济等绿色开采与低碳生态矿山建设的目的。提高了矿井安全保障和集约高效程度,而且提高了资源回收与“三废”开发利用率,达到减少能源消耗和保护生态环境的目的。为低碳生态矿山建设与实现提供了有效技术途径。     

永福县矿产资源开发存在的问题与矿业经济可持续发展对策

永福县矿产资源丰富,矿业经济在国民经济中占有较大比例。但矿产资源开发利用方式粗放,矿山规模小,资源综合利用水平不高,矿山环境问题严峻。本文从永福县的实际出发,对该县矿业经济的可持续发展进行探讨,提出了实行矿产资源开采总量调控,合理布局、分区开采,优化资源产业结构,建立矿山环境保护及恢复治理补偿机制,发展循环经济的建议,从而实现矿业经济与生态农业、生态旅游业相协调的可持续发展。     

煤矿开采对水资源的影响分析与防治对策研究

煤炭开采对水循环、水资源量及水环境影响较大。矿坑大量排水改变了地下水的运移规律,损害了矿区生态环境。在采煤过程中,最大限度地减小含水层结构破坏程度,控制地下水位下降幅度,是矿井建设面临的难题。以三交河煤矿煤炭开采为例,通过分析各煤层及其覆（伏）岩结构特征,计算导水裂隙带发育高度和采煤破坏的水资源量,认为上组煤开采对上覆含水岩组破坏较大,造成矿区水位超常下降,甚至疏干;下组煤开采对奥灰水影响较小。针对分析结果,提出了实施保水采煤以减少对覆岩含水层的破坏、加强对水资源的综合利用等应对措施。     

“水量平衡分析”的露天煤矿水资源综合利用途径

为有效解决我国北方矿区煤-水资源逆向分布和矿井水回用率低等问题，以神华某露天煤矿为例，基于“水量平衡分析”的方法，提出了水资源综合利用途径。通过分析矿区水资源利用现状与存在的问题，重点探讨矿坑污水处理厂水量变化规律，重构矿区水量平衡图，最终确定矿区水资源综合利用途径。结果表明：1）近三年矿坑涌水量、污水厂处理水量和回用水量均逐年降低，水资源利用率低；2）基于矿区污水处理厂处理水量变化分析，发现该矿区2016年到2018年的矿坑污水量主要受季节的影响较大；3）该矿区水资源在不同季节的回用方向和回用量也不同；4）综合考虑了时间和空间因素，确定了水资源综合利用技术，结合矿区实际用水需求，重构了水量平衡图，将采暖季与非采暖季的矿坑水资源利用率提高到89.9%与70.1%，促进了矿区的可持续发展，最终可实现煤-水资源的和谐共生。     

黄土高原脆弱生态采煤区生态产业开发水资源优化利用方案研究——以平朔矿区为例

发展生态产业工程是实现黄土高原脆弱生态采煤区社会经济与生态环境可持续发展的重要途径。本文以平朔矿区为例分析了黄土高原脆弱生态采煤区生态产业工程有限水资源的优化利用方案，包括设施种植、畜牧养殖、沼气工程和植物园工程，并基于水资源优化利用方案进行了水资源的供求平衡分析。研究发现：平朔矿区在节水条件下发展生态产业工程水资源有一定的盈余，可为今后发展完善过程中适当调整规模以及实现可持续发展提供一定的保障。     

再论霍州老矿区保水开采可行性及水资源利用——以团柏矿为例

霍州矿区煤炭开采引起的岩溶水害与生态环境问题是山西煤炭资源与环境矛盾的缩影。从团柏井田水文地质条件分析入手,针对性地提出了保水开采技术方案,即先期对采空区涌水通过查通道、堵通道方式进行局部治理,大幅减小矿井涌水量,后期通过帷幕注浆截流的方式,截断开采涌水对郭庄泉奥灰水的袭夺通道,达到保水采煤的目标。最后对矿井现有排水的综合利用提出了见解,是对未来霍州老矿区实现煤炭资源绿色开采之路的一次思考和探索。     

榆神府矿区含水层富水特征及保水采煤途径

榆神府矿区地处毛乌素沙漠与黄土高原的接壤地带,生态环境脆弱,水资源匮乏,区内各主要含水层分布与富水性不均,含水层富水性及矿井涌水对煤矿生产影响差异较大,因此矿井水资源的综合利用与含水层的有效保护对煤矿生产与地区生态建设意义重大。通过分析萨拉乌苏组、烧变岩、风化基岩层等各主要含水层的形成、分布及富水特征,结合矿井首采煤层上覆基岩厚度与矿井目前涌水量情况,将区内生产矿井及待规划区域从"水资源保护与矿井水利用"角度划分为水量贫乏型、水量较丰富型、水量丰富型及地表水体型4种类型,并根据不同类型的分布特征进行了分区。在此基础上,针对不同的水资源保护与矿井水利用类型,分别提出了采空区存储净化、工业利用、农业灌溉、湿地建设和人工湖泊等具体的水资源保护与矿井水利用途径和措施。讨论了"保水采煤"的科学内涵,认为"保水采煤"的基本措施应当包括保护浅部主要含水层和矿井水资源利用两部分,即将"保水"与"用水"相结合,拓展了"保水采煤"的科学含义;建议在矿井规划时,应综合考虑开采损害影响与环境自身修复能力,在满足能源开采经济利益的同时,保证生态环境不发生质的破坏;提出了利用经济效益"反哺"当地生态和"绿色经济"建设的一点猜想,为矿区未来的规划建设提供了一定的参考意义。     

安徽省矿业科技进展、不足与展望——基于近10 年来矿业领域科技奖项数据

政府类科学技术奖是评价科学技术发展水平的重要指标之一,以2009—2019 年安徽省科学技术奖在 矿业领域获奖项目为数据来源,对其获奖的特点进行了统计、分析,认为矿业科技进步与其行业发展息息相关且有 滞后效应,企业为矿业类科研创新的主体,高校及科研机构创新能力不断加强。总结分析了近10 年来安徽省矿业 领域在各个方向的科研创新成果,认为在矿山开采及矿山安全方向成果突出,特别是在深部资源开采及瓦斯、水害 防治方面取得了巨大进步。在矿山环境保护及恢复治理方向发展较为迅速,在沉陷区生态损伤评价、水环境治理 及土地恢复利用方面成果显著。通过对矿业领域科技进展进行总结,认为其发展仍存在诸多问题：矿产资源开发 自动化水平低,现代安全监测技术应用有待加强;资源回收率低,废弃矿山资源回收能力有待提升;资源环境协调 发展面临挑战。同时指出,未来矿业领域的主要创新方向为：以少人化、无人化为目标,涉及生产、运营、决策全体 系智慧矿山建设研究;针对深部资源、低品位资源及伴生资源的选矿、采矿、冶炼技术的研究,提高矿产资源的开发 利用水平;开展矿山全生命周期的矿山环境破坏防治及环境恢复治理研究,实现矿山减损、无损开采;加强关闭矿 井资源及空间开发利用研究,实现关闭矿井资源及空间的可持续开发利用。上述分析可为矿山产业政策制定与决 策及矿业领域未来科研方向提供重要的数据支撑及参考。