水利水电工程最小下泄生态基流量计算方法研析

水利水电工程对下游河道的生态环境影响较大,适宜的生态基流计算方法为快速估算工程下泄生态基流提供有效的途径。通过梳理河道生态基流的概念,提出了水利水电工程最小下泄生态基流的含义。运用生态基流空间插值方法,依据生态基流计算方法的适用性结果,确立了水利水电工程最小下泄生态基流的计算方案。通过对汉江流域进行实证分析,干流宜采用Tennant法、最小流量法,支流推荐采用Tennant法计算,由此计算出干支流控制断面的最小下泄生态基流量,基本处于多年平均流量的15%~20%。     

基于MIKE11的浑河沈抚段非汛期闸坝分区生态补水量研究

针对高度受控河流——浑河沈抚段非汛期水质差生态需水量不足导致的生态环境恶化问题,研究了非汛期浑河沈抚段闸坝分区生态补水量。采用MIKE11水动力模型对抚顺二站和沈阳三站两个水文站2014年9—12月的实测流量、水位进行模型率定;采用2015年1—4月的实测流量、水位对模型进行验证,在保证模型精准度的基础上模拟研究区域13个断面的水文情况。根据1964—2014年的水文数据,采用月保证率及Tennant法综合计算生态环境需水量。为避免上下游水量重复问题,真实反映各区段生态环境需水量差异,采用一种全新的以闸坝为分区节点的方式计算了12个区段的分区生态环境需水量。通过上下游整合计算方法计算生态环境补水量,通过调控大伙房水库泄水量在改善水质的同时满足生态环境需水量。经计算,浑河沈抚段非汛期大部分区段处于生态需水量缺少状态,12个区段的分区生态环境需水量为4.65×10~8m~3。采用大伙房水库增泄水量的方式来改善研究区域生态环境恶化情况,经计算大伙房水库补水量为2.15×10~8m~3;最小日增泄流量出现在12月,为6.17 m~3/s;最大日增泄流量出现在4月,为27.39 m~3/s。     

抽水蓄能电站生态流量相关问题研究

抽水蓄能电站多建在多年平均流量小于1m^3/s的支流上。通过对国内已有的抽水蓄能电站生态流量的需求、计算方法、保障程度、泄放措施等问题进行分析和研究,结果表明:抽水蓄能电站的水损备用库容,可以使下放生态流量的保障程度大为提高;当天然来流量小于规定下泄最小生态流量时,抽水蓄能电站依然可以在大多数情况下满足下泄生态流量的要求。     

煤矿安全技术现状

随着世界各国煤炭工业的发展,与矿井深度加大、作业集中和煤炭强化开采有关的矿井劳动条件恶化了。矿井深度、采掘规模和工作面推进速度的增大,导致沼气涌出量的增加、煤和瓦斯突出频繁、粉尘和热释放量增加、井下火灾以及由于通风网路加长和复杂化而使矿井巷道通风恶化。近10年来,英国煤矿井下工作面的平均供风量增加了3～5倍,风流速度已增至4m/s。现在,大多数工作面的供风量为5～10m~3/s,不久的将来可达15甚至25m~3/s。风路显著加长是煤矿通风面临的大向题。国外煤矿局部通风系统发展的基本特点是,广泛地推行压-抽和抽出式与捕尘装置相结合的通风方法,采用大直径风管及箱式     

淮河干流生态流量问题分析及保障措施

生态流量对维系河流生态功能具有重要意义。本文通过计算淮河干流重要控制断面生态流量满足状况的基础上,分析淮河干流生态流量存在的问题,从建立生态流量监测系统、完善生态流量泄放设施、制定生态流量调度方案、严格河道外用水管控、加强机制建设等方面提出淮河干流生态流量保障措施,为淮河流域制定生态流量保障对策提供建议。     

栖息地法确定樟溪河生态流量研究

为确定浙江省宁波市皎口水库下游樟溪河生态环境流量,利用栖息地法通过结合月光鱼栖息地适宜度分析和二维水力模型流量模拟开展研究。结果表明,考虑月光鱼在不同生长阶段对水流速度和水深的要求,建议水库在鱼的生长期内最低下泄流量不低于2.8 m3/s,并且在繁殖期内每周有1~2天下泄流量达到2 m3/s以上。另外,每年还需要在丰水期有1~2次大于9 m3/s下泄流量的"洪峰"冲刷河床,以保持有一定范围的深水区供鱼类过冬。本研究为栖息地法在南方地区中小型河流的应用提供了实例和参考。     

我矿利用水流压头进行循环通风的构想和实践

我矿565米中段的涌水从0963~#回风井引下至450米中段,再由水沟排出地表。565米中段的涌水量为0.16～0.35m~3/s。流量大,落差高,造成该回风天井的风流反向,烟尘下行,严重扰乱了通风系统。为了克服反向风压,我们构想了利用水流压头进行循环通风并和主扇有机结合的方案。一、涌水水流对通风系统的影响我矿通风方式为中央进风、两翼抽出式分区通风(如图1)。两台主扇工作方式均为抽出式。单翼最大需风量为35m~3/s,满足排尘风量19m~3/s的要求。     

低瓦斯煤层高强度开采矿井瓦斯涌出特征及分源治理

为了揭示高强度开采低瓦斯煤层而导致的高瓦斯矿井的瓦斯涌出和瓦斯防治特点,以王家岭矿为例,采用现场跟踪考察和测试的方法,分析了回采工作面瓦斯涌出特征,提出了适用该矿的瓦斯治理措施,并对瓦斯治理效果进行了评价。针对该矿低瓦斯煤层高强度开采的特点,提出了"以顶板高位定向钻孔和上隅角埋管抽采卸压瓦斯相结合"的瓦斯治理模式,瓦斯治理效果的现场考察发现:顶板高位定向钻孔平均抽采纯量为1.33 m~3/min,最大为2.82 m~3/min,上隅角平均瓦斯抽采纯量为0.91 m~3/min,最大为1.30 m~3/min。     

煤矿区环境污染与洁净技术

煤炭开采在给社会带来经济效益的同时 ,也导致了矿区的环境污染和生态破坏 ,如煤炭开采引起地表塌陷 ;煤炭开采过程中的废弃物、噪声污染和破坏人类生活环境等。为了保护好生态环境 ,必须采用清洁开采技术 ,才能保持能源生产、消费和生态之间的平衡     

小水电环评中最小生态流量的确定——以某二级水电站项目为例

重庆市丰富的水资源为开发小水电提供了良好的条件,但小水电站的建设对下游生态环境造成一定影响,甚至导致坝址下游出现减脱水段。为满足下游生态环境需水量的要求,小水电站的环境影响评价中需要计算出科学合理的最小生态流量并提出保障措施。以重庆市某二级水电站为例,对小水电站环评中最小生态流量不同计算方法进行对比,计算出的生态流量单从数值上看,Tennant法枯水期最小,丰水期最大,R2-CROSS、最枯月平均流量法居于之间。     

高突危险水体上煤层开采下限及带压开采分区研究

确定开采下限,对高突危险水体上煤层的安全开采具有十分重要的意义。本文基于肥城矿区地质条件,用FLAC3D软件,对开采煤层下伏岩层移动变形规律进行了深入研究,对煤层底板三带范围进行了初步确定;同时,从不同方面对煤层底板开采破坏深度进行了理论计算。根据突水系数、导水带深度、导升带高度和经验数据,确定出正常条件下带压开采的下限(-720m)以及安全措施条件下(底板预注浆处理等)的带压开采下限(-850m)。依据开采下限,对带压开采条件进行了分析,初步形成了高突危险水体上煤层带压开采的分区分类,划分了"开采相对安全区(安全开采区、次安全开采区、条件安全开采区)、深部突水危险区、构造突水危险区",为确定安全开采技术与工艺奠定了理论基础。     

布尔台矿回采工作面瓦斯涌出主控因素及治理措施

为了探究布尔台煤矿回采工作面瓦斯涌出主控因素及其治理措施，以42201回采工作面为例，采用单元法现场实测了工作面瓦斯涌出情况，并分析了其受开采强度、风量、煤层瓦斯含量、工作面来压变化、气候条件等相关参数的影响规律。研究结果表明:布尔台煤矿42201回采工作面的主要瓦斯涌出来源为煤壁和落煤瓦斯涌出；矿山压力显现和来压时，工作面绝对瓦斯涌出量有较为明显的异常变化；开采强度的变化趋势和上隅角瓦斯浓度异常变化的趋势是一致的；对比发现，地面大气压力对工作面瓦斯涌出的影响程度远小于开采强度。针对布尔台煤矿的特点，提出了“顶板定向长钻孔分段水力压裂强制放顶和联巷插管或煤柱大直径钻孔桥接采空区的瓦斯抽采相结合”的瓦斯治理措施。现场应用发现:42201工作面最高来压强度由59.1 MPa降低至48.0 MPa，上隅角瓦斯抽采量为2.70~3.79 m3/min，平均为3.25 m3/min，占总的瓦斯涌出量的比例为62.65%~69.16%。     

低渗煤层高压水射流割缝强化瓦斯抽采技术研究

为了解决低渗高突煤层瓦斯治理工程量大、效率低难题,提出在煤层中利用高压水射流切割缝槽依靠煤岩自身重力自动卸压强化瓦斯抽采技术。为了确定超高压水射流割缝工艺参数,采用FLAC3D数值模拟方法分析了不同缝槽间距、宽度条件下缝槽周围煤体塑性破坏特征和应力演化规律,得出高压水射流割缝合理缝槽间距为3 m,合理缝槽宽度为100 mm,现场实践表明:高压水射流割缝增大了煤层暴露面积、煤体扰动体积,高负压抽采支管瓦斯流量和浓度显著提升,瓦斯抽采纯量在0.7~1.1 m3/min范围内波动,瓦斯浓度在50%以上,对该矿其他工作面瓦斯治理具有一定借鉴意义。     

7.0 m采高综采面回采巷道变形破坏规律研究

针对神东矿区大柳塔煤矿采用7.0 m采高综采面回采5-2煤三盘区时回采巷道出现不同程度的变形破坏现象,采用现场实测的方法对52304及52303工作面回风顺槽之间的区段煤柱进行了巷道变形及应力变化规律的监测,并运用FLAC3D数值模拟软件对不同埋深条件下两工作面之间区段煤柱的应力分布规律进行了模拟,最后总结分析了回采巷道变形破坏的机理,并得出采空区段煤柱的失稳是造成回采巷道变形破坏的根本原因。从而为巷道的合理布置及相应控制对策的提出提供基础数据,以保证矿井安全高效的生产。     

煤矿开采对地下水流场影响的数值模拟——以神府矿区大柳塔井田为例

煤矿开采过程中的矿坑排水对地下水流场和地下水资源利用具有强烈影响.本文通过建立平面二维地下水渗流模型,模拟煤矿开采后地下水流场的变化.模型识别校验后,对煤矿开采后地下水流场的变化趋势进行了预测.预测结果表明,随着采煤范围扩大,矿坑排水量增加,地下水循环途径被改变,充水含水层被疏干,导致泉水断流.     

大型露天煤矿绿色开采评价体系研究

为解决露天煤矿开采给环境带来的诸多不利影响,以露天煤矿绿色开采为理念,从固体环境、水体环境、气体环境和生态环境4个方面构建了露天煤矿绿色开采评价体系。通过数学方法和数学模型对影响露天煤矿的基本指标进行量化处理和权重分配,得出露天煤矿开采"绿色度"指标值。建立了露天煤矿绿色开采评价标准,并利用所建立的评价指标体系和评价模型对黑岱沟露天煤矿进行了应用研究。     

绿色开采条件下露天煤矿土地动态演化规律研究

以白音华三号露天煤矿为例,研究了基于绿色开采条件下的露天煤矿土地动态演化规律。根据绿色开采中土地占用面积最优化及破坏土地尽早恢复的原则,建立了白音华三号露天煤矿地质模型、采矿模型等,研究了采场形态与采矿时间的动态变化关系;建立了内排土场排土模型,充分利用内排空间是减小运输成本与征地费用的重要途径,优化了内排土场发展过程边坡形态及排土容量;通过合理规划采、排计划,达到了绿色开采原则指导下的边开采边恢复土地的目的,既解决了露天矿合理征地问题,又解决了露天开采带来的生态恢复问题。     

浅埋房式采空区覆岩结构及对下位煤层开采的影响

房式采空区留设大量不同尺寸煤柱,采场覆岩结构复杂。为了研究霍洛湾矿浅埋2-2煤层房式采空区覆岩结构特征及其对下位3~(-1)煤层开采的影响,应用理论分析、数值计算、相似材料模拟等方法,确定了2-2煤层房式采空区覆岩结构类型,揭示了不同类型覆岩结构应力场分布特征及其对3~(-1)煤层矿压显现的影响特征。结果表明:2-2煤层房式采空区覆岩结构分为房柱稳定覆岩结构、房柱失稳覆岩结构、20 m煤柱覆岩结构、50 m煤柱覆岩结构4类;在房柱稳定、房柱失稳覆岩结构下3~(-1)煤层处于卸压状态,垂直应力降低8%~14.3%,在20 m煤柱、50 m煤柱覆岩结构下3~(-1)煤层处于应力集中状态,垂直应力增加5%~32%;揭示了3~(-1)煤层开采时不同覆岩结构下工作面超前支承力分布特征,在20 m煤柱、50 m煤柱、房柱稳定及房柱失稳4类覆岩结构下超前支承应力集中系数分别为4.10、3.85、2.76、3.62;不同类型覆岩结构下3~(-1)煤采场覆岩运动特征稍有差异,房柱稳定、房柱失稳覆岩结构下3~(-1)煤层工作面来压步距为12~14m,20 m煤柱、50 m煤柱覆岩结构下来压步距为10~11 m;相似模拟表明,3~(-1)煤层过20 m和50 m大煤柱时,煤体发生弹射现象,预计实际开采时工作面可能发生动载矿压等动力灾害。     

胶结充填体水化放热规律及其影响研究

为了研究充填采矿法中胶结充填体的水化放热作用，现场实测充填体温度，并对充填体散热的影响及治理进行了研究。研究结果表明:充填采矿法的采掘作业面均依靠局扇供风，因此通风效果直接影响作业面热环境，充填作业完成后3 d内放热量达到最大，此时充填体周围采场气温达28℃以上，应依据降温风速（0.5~1.0 m/s）的要求重新计算需风量；运用Ventsim预测采深为1 456 m时在3种风速下的采场热环境，当独头风量为3 m3/s时属于一级热害矿井，当风量增至6 m3/s和9 m3/s时热害降至一级标准以下，热环境明显改善，且入风为21.4℃、风量为6 m3/s时采场气温会降至27.2℃，因此加大采场有效风量和风速是改善深部热环境的有效措施；充填水化热与采场气温呈正相关，因此应合理安排作业计划，避免在放热量大的充填体周围作业，如需作业应加强通风，人员上岗应进行职业健康检查，合理安排岗位并及时发放降暑饮品，以免出现紧急情况或危险。     

腾晖煤业采空区顶板超长定向钻孔模拟与应用研究

基于采动裂隙椭抛带理论提出顶板超长定向钻孔治理技术,通过理论推导、数值模拟、现场应用相结合的方法对腾晖煤业2-100放顶煤工作面顶板超长定向钻孔的合理距离及合理层位进行研究。研究结果表明:1~5号顶板超长定向钻孔内错回风巷的合理距离为20~40 m;钻孔的合理终孔层位依次为60,60,60,61和63 m。顶板初次垮落后,顶板超长定向钻孔开始发挥作用,单孔的瓦斯抽采纯量随着工作面推进开始呈周期性变化,当顶板岩层发生周期性垮落时,钻孔瓦斯抽采纯量开始急剧升高;抽采纯量达到的最大值分别为13.88 ,13.92 ,13.96,14.24 和14.32 m3/min;顶板超长定向钻孔抽采期间,上隅角瓦斯浓度与回风流瓦斯浓度呈周期性变化趋势,上隅角瓦斯浓度为0.32%~0.8%,整个过程中上隅角瓦斯浓度均在可控范围内。顶板超长定向钻孔治理技术可有效解决放顶煤工作面采空区的瓦斯治理难题。