生态脆弱矿区煤层覆岩隔水特征及保水开采实验研究

对薄基岩浅埋煤层覆岩的隔水性进行了分析,采用相似材料模拟的方法,研究了薄基岩浅埋煤层覆岩的物理力学特征和上覆岩层移动破坏规律。研究表明,覆岩的矿物成分以石英、钾长石等为主,其含量高达75.4%~92.0%;岩石的单向抗压强度远大于抗拉强度,属于典型的脆性岩石。风化岩石的膨胀性增强,塑性增加,强风化带内,结构致密的粉砂岩、细粒砂岩的物理力学性质无明显变化。相似模拟实验表明:在煤柱附近和采空区中央,沿顶板方向覆岩移动表现出明显的分区性,在同一层位水平变形引起的压缩区和拉伸区交错出现;导水断裂带最大高度约为94 m,是采高的27倍。在此基础上,对薄基岩浅埋煤层保水开采的条件进行了评价,提出了保水开采的关键技术措施。     

Numerical Simulation of the Groundwater System for Mining Shallow Buried Coal Seams in the Ecologically Fragile Areas of Western China

Mine Water and the Environment - Shallow coal seams are actively excavated in western China, which can adversely affect groundwater availability. We analyzed the failure mode in the mining of a...     

西部生态脆弱区村庄下固废绿色充填开采技术应用研究

针对西部生态脆弱区村庄下压煤及高强度开采产生的固废排放处置、地表沉陷控制难题,提出了短壁连采连充式胶结充填采煤技术。阐述了该技术的技术内涵和采充工艺,分析了充填材料的组成和强度,确定了适用于工程现场的充填材料矸石(炉渣)、粉煤灰、石膏、水泥、矿井水配比为74∶2∶2∶7∶15,料浆浓度为85%,该配比下充填体单轴抗压强度可达3.1MPa左右。该技术充填系统包括矸石运输系统、泥浆制备系统、监测系统、工作面充填系统四大部分。工程应用表明：该技术开采5.25m厚的煤层充实率可达98%以上,地面最大下沉量约为180mm,可处理工业固体废弃物40万t,充填效果良好。     

白杨河矿区煤炭开采对流域生态系统的影响

为减少大规模煤矿开发对环境的影响,矿区总体规划在编制过程中需要同步开展规划环评,对矿区的布局、规模、结构、建设时序等提出优化调整建议。白杨河矿区地处新疆准噶尔盆地西北边缘绿洲区,该区域生态系统相对脆弱和敏感,其沿白杨河河谷遍布的天然林和公益林对维系区域生态系统安全有着至关重要的作用。通过矿区典型煤矿采煤沉陷影响预测,重点分析矿区煤炭开采对流域地下水系统和生态系统的影响,从而提出降低开发规模、暂不开发9个矿井等优化调整建议,为政府管理部门提供决策依据。     

西北矿区安全生产存在问题及对策研究

煤炭是我国重要的基础能源产业,而我国主要的煤炭生产基地在西北地区,因此研究西北矿区安全生产现状、存在问题及其对策措施,对确保我国能源安全具有重要意义．西北矿区普遍存在复杂的煤层开采条件、特殊的开采地表环境以及多发的各类事故灾害,所以该地区煤炭开采条件及安全生产状况较为恶劣．本文在分析该地区煤炭安全生产中存在问题、重大安全隐患及其产生原因的基础上,提出了一些具有可操作性、针对性的措施与建议,最后指出西北矿区今后应重点进行矿井通风系统优化技术、瓦斯综合高效抽采技术、易自燃煤层综合防灭火技术、坚硬煤层综放开采顶煤安全预裂技术、矿井瓦斯爆炸危险性监控和分析技术以及西北矿区“绿色开采技术”等科技攻关．     

我国西北地区煤矿开采的经济收益及能源战略分析

我国的能源和重化工产业主要集中在西北地区,在该地区采掘煤炭已具有较大的规模,而且为了保护国家能源,将地区的资源向经济效益转换,就需要大力发展煤炭产业。然而,大规模的煤炭开采必定会产生严重的负面影响,而且西北地区在自然环境方面本身就具有严重的缺陷,所以沙漠化随着煤炭产业的发展必定会越来越严重,黄河和黄土高原的生态环境也会遭受严重破坏。针对这些问题,进行了详尽的分析和探讨,并给出了相应的解决方案。     

条带开采区与全采区隔离煤柱稳定性研究

根据Wilson煤柱载荷理论,推导出了条采区与全采区隔离煤柱所承受实际载荷的计算公式.根据煤柱稳定性评价原则,通过实例分析,得出在进行条带开采设计时,不仅要进行留设条带煤柱的稳定性校核,还要对条采区与全采区隔离煤柱进行稳定性评价,不能错误地把条带煤柱宽度作为隔离煤柱宽度进行设计,以保证隔离煤柱的长期稳定性.     

Hydrogeochemical Evolution of an Ordovician Limestone Aquifer Influenced by Coal Mining: A Case Study in the Hancheng Mining Area,China

Statistical analysis was used to study the hydrogeochemical evolution of an Ordovician limestone aquifer group in the Hancheng mining area. Before mining, the groundwater flowed from northwest to southeast, the water type was primarily SO₄–HCO₃, and was mainly controlled by the tectonic structure and the specific hydrogeological conditions. After 40 years of mining, two large groundwater depression cones had formed, centered on the Sangshuping and Xiangshan coal mines in the north and south zones, respectively. The groundwater dropped by ≈?20 m in the center of the depression cones due to over-exploration and mine water inrush, which changed the groundwater flow field significantly. Both the total dissolved solids and the concentrations of major ions increased 2.3- to 4.7-fold, and the water type changed to SO₄–Cl. The saturation indices (SI) of the minerals along the two simulated paths both increased, indicating that the groundwater would dissolve minerals as it flowed, which verified the groundwater flow field. Groundwater quality deteriorated due to a mixture of old acidic pit water and hypersaline water intruding from the deep district. When studied vertically, the concentrations of major ions and SI of calcite and limestone increased, due to the limited cycling of water from shallow to deep. The coincidental Ca²⁺ and Mg²⁺ increases were caused by calcite-replacing dolomitization reactions. To summarize, long-term coal mining adversely affected the area’s groundwater flow field and hydrogeochemical evolution, and effective action should be taken to prevent the Ordovician groundwater from continuing to deteriorate.     

中国煤矿区生态修复规划的方法与实例

煤炭开采引起矿区周围景观和生态环境的破坏,土地破坏、环境污染等严重影响了生态系统的正常运转,影响了矿区周围居民正常的生活.近年来,随着世界对生态环境保护工作的重视,煤矿区生态修复已成为各界普遍关注的问题之一.在介绍中国煤矿区生态环境破坏情况的基础上,阐述了煤矿区生态修复规划的原则、意义、程序和方法,并以门头沟区煤矿废弃地生态修复规划为例,具体介绍了煤矿区生态修复规划的程序及研究内容,可以对相关研究及实践有一定的指导作用.     

榆神府矿区保水采煤的实验与数值模拟研究

针对榆神府矿区开采引起的生态环境恶化、荒(沙)漠化扩展问题,提出保水采煤的开采方法,并通过相似模拟实验和数值模拟得出保水采煤开采方法的有关参数。     

我国西北矿区井筒地面预注浆施工技术研究

为解决我国西北矿区井筒地面预注浆施工难度大的问题,通过理论分析和现场试验的方法对红二煤矿副井地面预注浆技术进行研究,在井筒开凿前上部表土段采用冻结法施工,下部基岩段采用地面预注浆技术进行堵水,并采用直型钻孔和S型钻孔相结合的施工方法,实现了注浆、冻结、永久井架竖立的“三同时”平行作业.结果表明:岩帽段注浆终压值均大于1.5倍的同层位静水压力值,基岩注浆段各孔各注浆段注浆终压均超过2倍的静水压力值,全井筒平均注入量为53.9 m3/m,注浆总量19227 m3,超出设计注浆量3606 m3,压水试验测得井筒注浆段剩余涌水量为2.3 m3/h,施工总工期比设计工期提前58 d,地面预注浆既保证了工程质量,又缩短了施工工期.     

陕北生态脆弱矿区采煤引起的地表变形研究现状

在叙述陕北生态脆弱地区采煤引起的地表移动变形分布的基础上,从地表移动变形影响因素、采煤沉陷假说、地表沉陷预测、地裂缝机理及防治措施5个方面评述了该区地表移动变形的研究现状,可为生态脆弱矿区煤炭资源可持续开发提供参考。     

我国煤矿区煤层气开发利用技术进展

针对我国煤层气资源丰富但开发难度较大的实际情况,国家通过加大科技创新重视程度和投入力度,取得了一系列突破性进展,对煤矿区煤层气开发利用中的基础理论、关键技术、重大装备、集输利用、开发模式等方面取得的新进展进行了总结,同时剖析了煤矿区煤层气开发利用面临的问题,并提出了煤矿区煤层气开发利用技术的发展方向,以期为煤矿区煤层气高效开发利用提供参考.     

中国主要矿区煤的显微组分分布特征

以中国不同矿区、不同成煤时代、不同类别的４００余个煤样的显微组分鉴定结果为基础，分别研究了镜质组、惰质组和壳质组等组分的分布特征，发现不同时代、不同煤种和不同矿区煤的显微组分均有显著差异。     

煤矿塌陷区景观生态研究

基于景观生态学理论,研究塌陷区土地资源的破坏规律。以徐州市贾汪区的采煤沉陷地为研究对象,对沉陷地的图斑形状和规模分别进行了研究,研究的结果表明:同标准田块相比,沉陷地的斑块指标平均值接近优质农田,但变化幅度较大。图斑面积变化较大,面积小于500亩的图斑较多,占总地块数的65%,占总面积的27%。并以贾汪区商湖复垦项目为对象,分析了复垦前后的景观结构变化,结果表明,复垦工程实施后土地资源的可持续利用能力明显提高。     

潞安矿区水体下采煤关键技术研究

潞安矿区范围内地表河流较为发育,水体下压煤情况较为严重,对矿井的正常生产衔接造成很大影响。文章重点对水体下采煤涉及的覆岩破坏及导水裂缝带发育规律、防水安全煤岩柱留设等关键技术进行了分析研究,旨在为潞安矿区水体下采煤的安全合理性提供科学依据。研究成果对潞安矿区条件类似矿井水体下采煤具有借鉴作用。     

山东省煤矿开采区城市建设研究

山东省是重要的产煤省,因煤炭开发产生的地表沉陷,严重影响到了城市发展。本文研究山东省煤炭资源赋存特征及开采历史,参考了国内外煤矿开采区典型城市建设案例,提出煤矿开采区城市建设的保证技术措施,为煤矿开采区城市建设提供借鉴。     

矿区铁路线下采煤技术

煤炭是不可再生资源,铁路线下压煤已占有效可采煤炭储量不小的比例。采用新的可靠的开采技术,最大限度地回收煤炭资源,是难度大且十分紧迫的课题。北宿煤矿采用综合性开采技术,有效地解决了铁路下采煤问题,收到了良好的经济效益和社会效益。     

西部矿区现代煤炭开采对地下水赋存环境的影响

为有效保护和开发我国西部生态脆弱区地下水资源,针对现代煤炭开采对覆岩结构及地下水赋存环境的影响,以神东矿区超大工作面综采为例,应用现代高精度地球物理探测与分析方法,建立了以高精度四维地震多属性数据为核心的多属性数据体,描述了采前、采中、采后至稳定状态下的采动煤层覆岩变化过程,提出了采动煤层的覆岩具有开放的多层渗流结构和层状自修复趋势,为西部地区现代煤炭开采技术条件下地下水资源保护提供了理论依据。     

我国煤矿区非常规能源开发战略思考

我国煤层气、页岩气、地热等非常规能源资源丰富,利用潜力巨大,但赋存条件复杂,开发难度较大.为此,对我国煤层气、页岩气、地热资源等非常规能源的资源潜力及资源特点进行了介绍,并对开发现状及存在问题进行了分析.结合美国在非常规能源开发方面的经验启示和我国非常规能源开发利用的实际情况,对我国煤矿区非常规能源开发提出了相应的建议.