煤炭开采对粮食安全的影响及其对策

从开采方法、土地复垦与综合治理、经济和政策等方面采取措施,可以最大限度地减小采矿对土地资源的破坏,治理好矿区土地资源,保护好耕地,实现粮食产需总量的大体平衡。“保护粮食安全”关键是抓好耕地保护,根据可持续发展原则,综合考虑矿业经济发展与矿区生态环境保护的关系,走矿业“绿色开采”的道路,研究有利于矿区耕地保护的采矿新技术,使资源开发与耕地保护协调发展,同时还应对煤矸石和粉煤灰进行充分利用、防治水体受到污染、采用先进的土地复垦技术对土地资源的浪费和破坏进行治理,把土地复垦中的经济效益、社会效益和生态效益统一起来,为粮食生产奠定基础。     

基于生态足迹法的煤炭型城市可持续发展研究——以河南义马市为例

运用可持续发展等级及生态足迹指数法对河南省义马市2007-2012年的可持续发展状况进行了定量测评.结果表明,该市的人均生态赤字远远超出了中国的平均水平,且该地区的可持续发展指数远低于0,表明该地区近年来出现了极其严重的生态赤字,处于强不可持续发展中.造成这种情况的主要原因是过度依靠煤炭资源的单一经济发展方式.因此,建议义马市着重发展非煤产业,实现产业结构的优化,为该地区可持续发展提供有力保障.     

进出口煤炭环保评估体系的构建及实例分析

为有效化解煤炭贸易技术堡垒,科学评估进出口煤炭的环保性,以华北某电厂燃煤为例,探讨了进出口煤炭环保评估体系的构建方法.选取水、大气、土壤三大环境要素为评估对象,构建了系统层、指标层和指数层的3层指标体系,初步研究了各个系统层的评价分值的计算方法及其权重值的确定方法,并根据三大环境要素的总评价分值对煤炭环保等级进行了划分.实例计算结果表明,该电厂燃煤总评价分值为2.5,环保等级为V级,即煤炭对环境的有害影响非常大.     

煤炭自燃位置的分析与查找

从分析煤炭自燃的条件出发,提出了火源点的分析原则,并应用这些原则对兴隆庄煤矿的煤炭自燃情况进行了具体分析。     

基于时间序列计算的厦门市生态足迹动态研究

目前我国快速城市化与生态环境之间的矛盾日益加剧,二者的协调健康发展备受关注。以快速城市化的厦门市为研究区,基于时间序列计算了该市1980—2010年生态足迹的动态变化。结果表明,30年间厦门市人均生态足迹从1980年的0.52 ghm~2持续增长至2010年的2.37 ghm~2,并且表现出阶段性,其中1990—2000年的增长量是1980—1990年的近3倍,2000—2010年人均生态足迹增长量约等于第一阶段(1980—1990年)和第二阶段(1990—2000年)增长量之和。在供给方面,人均生态承载力持续下降,由此导致生态赤字逐年扩大,生态环境压力逐渐加重。从组分分析看,影响人均生态足迹逐年扩大的主要组分为化石能源用地和建设用地。而生态承载力组分方面,耕地下降明显,建设用地略有上升。同时,生态足迹强度(万元GDP的生态足迹需求)在30年间持续降低,表明资源的利用效率越来越高。研究表明,厦门市工业化的发展对化石、电力等能源的巨大消耗导致生态足迹逐年增加,其产业结构需要调整。鉴于厦门市自身特点,应该在城市发展策略上由二产转向三产。此外,城市化的发展导致耕地锐减,生态承载力逐年减小,经济、城市化发展与生态环境健康矛盾显著,对其可持续发展应予以重视,在未来城市规划和建设中,应划出生态保护用地的红线,避免过度开发。     

天津市居民家庭消费的能值生态足迹动态测度与分析

运用基于能值改进的生态足迹模型,对天津市2001-2008近8年间居民家庭消费的能值生态足迹进行时间序列的测度和分析.结果表明,8年间,天津市居民家庭消费的能值生态足迹增长迅速,从2001年的0.309 hm2/人增长到2008年的0.436 hm2/人,增长了40%.从能值生态足迹构成的土地类型看,居民家庭消费的能值生态足迹中,建设用地、化石能源用地的比例较高,增长较快,到2008年时建设用地和化石能源用地的比例已达到78%.这表明天津市居民家庭消费对不可更新资源的依赖程度很大,给城市生态系统安全带来巨大压力. 从能值生态足迹构成的账户类别看,居民家庭住宅消费的能值生态足迹最高,占总能值生态足迹的60%以上,其次是生物资源消费,占总能值生态足迹的20%左右.针对天津市居民家庭消费的能值生态足迹分析结果,提出了天津市促进居民家庭可持续消费模式形成的对策措施,包括加大对可更新资源和清洁能源的利用,发展绿色建筑,倡导节约、健康的生活方式等.     

基于ISM的煤炭供应链低碳化的影响因素分析

煤炭供应链的低碳化发展受多方面因素制约。利用解释结构模型(ISM)对煤炭供应链低碳化的影响因素进行了层级结构的划分,分析各因素之间的联系。结果表明,影响煤炭供应链低碳化的表层关键因素包括低碳意识理念、高质量的人力资源支持和信息化水平,中层间接影响因素包括低碳发展规划与标准、消费者环境偏好、供应链组织管理、政策激励引导、法规监督约束,底层根本影响因素包括低碳绿色技术、低碳生产成本、绿色能源使用水平、供应链能源效率。并结合影响因素的层级关系,提出了煤炭供应链低碳化发展的对策建议。     

基于能值改进生态足迹模型的天津市近10年生态安全趋势评价

运用基于能值改进的生态足迹模型,对天津市1998-2007年的生态足迹和生态承载力进行时间序列的测度,在此基础上对天津市生态安全的动态变化趋势进行评价.结果表明,10年间天津市人均生态足迹迅速增长,由1998年的0.588 hm2/人增长到2007年的1.063 hm2/人,人均生态赤字从1998年的0.274 hm2/人扩大到2007年的0.569 hm2/人,万元GDP生态足迹从1998年的0.409 hm2/人下降到2007年的0.235 hm2/人,这说明天津市在近10年的发展中,生产生活强度大幅度增加,资源消费已远超过承载力水平,但资源利用效率提高较快.天津市生态压力指数不断增加,已从稍不安全状态发展到很不安全状态,总体上天津市社会经济的不可持续度在增加.     

煤与煤层气协调开采的含义及关键问题定量分析

首先介绍人们对煤层气(煤矿瓦斯)的能源价值及其温室效应的认识过程;接着从我国煤与煤层气两种资源开采过程中的一些矛盾引出协调开采问题;然后从采气对采煤的影响和采煤对采气的影响两方面深入探讨煤与煤层气协调开采的含义,即对煤矿区煤层气与煤炭资源统一编制开发利用方案,在追求地面井抽采综合经济效益的同时尽可能减小对后续煤炭资源安全开采的不利影响,在充分利用井巷工程进行井下抽采的同时尽可能提高抽采量、抽采浓度,在保障安全和资源回收率的前提下使煤层气地面井抽采、井下抽采与煤炭资源开采的综合经济效益最大化;最后,对煤层气抽采的几个关键问题做定量分析,包括平行钻孔煤层气抽采率的理论计算,根据回采工作面瓦斯浓度不超限与煤巷掘进过程中不发生煤与瓦斯突出的条件反求预抽煤层气允许的残余含量等,其结果可用于煤与煤层气协调开采设计、评估等定量计算。     

生态移民背景下的干旱半干旱地区碳源碳汇测算——以内蒙古阿拉善盟孪井滩示范区为例

生态移民是改善我国西部干旱半干旱地区脆弱环境、解决生态难民出路、实施扶贫开发的重要举措。为了解生态移民背景下干旱半干旱地区碳平衡的变化,在内蒙古孪井滩扬水灌区开发及移民行动调研的基础上,分析了移民行动对孪井滩示范区和移民原驻地碳汇和碳源的影响。结果表明:1)随着人口增加和社会经济发展水平的提升,示范区碳源总量从1992年的6 603.55 t增长为2011年的213 978.88 t;2)随着土地覆盖情况的变化和生态环境的改善,碳汇总量从1992年的247 889.07 t增长到2011年的1 000 691.12 t;3)随着生态移民行动的实施,移民原驻地碳汇量大幅度增加。生态移民工程的实施,解决了生态难民的出路,推进了区域大生态环境的改善,增强了区域碳汇功能。     

贵州西部煤矿区不同类型河流沉积物重金属含量及生态风险评价

通过对典型煤矿区的河流表层沉积物进行调查与采样分析,探讨不同类型河流沉积物重金属质量比的变化及对水生态环境的影响。结果表明,受矸石堆场排水、矿井排水和洗煤排水的影响,煤矿区污染河流的沉积物可分为砂质沉积物、黄色泥质沉积物和黑色泥质沉积物。黄色泥质沉积物中Fe、Cd、Hg的平均质量比分别是黑色泥质沉积物的4.46倍、2.19倍、1.59倍,是砂质沉积物的2.36倍、2.43倍、1.59倍;而黄色泥质沉积物中Cr的平均质量比分别是黑色泥质沉积物和砂质沉积物的1.20倍和8.5%;黄色泥质沉积物中Pb、As的平均质量比分别是黑色泥质沉积物的22.62%和45.85%,是砂质沉积物的47.21%和88.84%。3种沉积物之间Fe和Pb的平均质量比差异较大,其次为Cd和As,再次为Hg、Zn、Mn。通过对沉积物重金属进行潜在生态风险指数(RI)分析、覆水释放与隆线溞生物毒性试验,发现3种沉积物重金属都具有很强的生态风险,其强度从大到小表现为黄色泥质沉积物、黑色泥质沉积物、砂质沉积物。     

基于GIS的淮南煤矿废弃地土壤重金属污染生态风险评价

为了解淮南大通煤矿重金属污染特征及其生态风险,以该废弃地土壤为研究对象,通过测定土壤重金属元素质量比,评价其潜在生态风险,结合CIS技术分析其空间变化趋势.结果表明:1)淮南大通煤矿废弃地土壤重金属汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、铜(Cu)超出土壤背景值1.99 ～ 27.2倍,其中以Hg和Cd污染最为严重.2)大通煤矿废弃地地表土Hg的单因子风险等级均在强以上,Cd的风险等级为极强和很强,其面积比例为98.79％、1.21％.底层土Hg的单因子风险等级以极强和很强为主,占区域面积比例分别为60.33％、21.86％,Cd的风险等级均为极强.Hg和Cd是煤矿废弃地最主要的综合生态风险贡献因子,主要风险区为煤矸石堆斜坡、塌陷区、化工厂滤池等地;Cr、Pb和Cu单因子风险均为轻微等级.3)大通煤矿废弃地地表土和底层土综合生态风险均为很强和强两个等级,表层土面积比例分别为88.05％和11.95％,底层土面积比例分别为97.81％和2.19％;底层土的风险指数值更大,表层土以原化工厂与煤矸石堆斜坡为中心高值区,底层土的高值中心位于煤矿塌陷区.     

煤矿区农田土壤多环芳烃生态风险评估方法比较

调查了迁安煤矿区农田土壤中优先控制的16种多环芳烃(PAHs)质量比,通过同一尺度对生态效应低中值、风险商值法(RQ)、有机碳归一化法及苯并(a)芘毒性等效当量4种常用评估方法的评估结果进行了比较,并尝试将商值法(RQ)与苯并(a)芘毒性等效当量(TEQBaP)相结合对该矿区土壤进行风险评估.结果表明,煤矿区农田土壤中16种PAHs总量为118.10～1 042.31 μg/kg,并以2～4环为主.4种生态风险方法评估结果与衡量尺度比较表明,生态效应低中值、RQ两种方法对PAHs处于低水平的地区适用性欠佳;有机碳归一化法及苯并(a)芘毒性等效当量两种方法能较好地表征该地区PAHs的生态风险水平,但不能对不同污染水平下的生态风险程度予以分级.RQ-TEQ复合法评估结果显示,11％土壤样品存在重度生态风险,11％处于中度风险,45％存在轻度生态风险,22％处于警戒线范畴,11％不存在生态风险.与单一方法相比,复合方法评估结果分级明确,与衡量尺度吻合较好,较适用于该煤矿区PAHs的生态风险评估.     

井下采煤影响矿区坡面形态及侵蚀的数值模拟分析

针对井下采煤产生的大范围岩移必然最终改变原有地表形态并影响坡面侵蚀特征及规律这一特殊性,从井下与地表相结合的新视角,结合彬长矿区水土流失特征和典型煤矿采矿条件,以采厚、地表坡面坡度等因素为变量,构建了20个不同类型的数值模型,通过数值模拟方法研究并揭示井下采煤对地表坡面形态及侵蚀的影响规律。结果表明,第一,地表坡面坡度会随采厚增加而呈现增大的趋势,且自然坡度越大,坡度变化量越大;相同采厚条件下,坡度增大率与坡面自然坡度整体上呈负相关。第二,地表坡面坡长会随采厚增加而呈现减小的趋势,且自然坡度越小,坡长变化量越大;随采厚增加,地表坡面坡长减小率与自然坡度呈先正相关后负相关的关系,自然坡度为26.57°是拐点。第三,采厚的增加会提高地表坡面产流产沙的强度,加剧坡面侵蚀,这种效应在坡度较小的坡面更加显著;井下采煤引起地表坡面坡度的增大是产生这一规律的主因。     

基于状态Petri网的矿区生态环境脆弱度动态评价方法

采用状态Petri网模型对矿区生态环境脆弱度进行动态评价,给出了状态Petri网中累积值、加权值、不变值和虚拟值4种不同状态值的计算及表示方法,提出了基于状态Petri网的矿区生态环境脆弱度计算方法。库所的累积值用于计算采矿过程中环境指标的总变化量。加权值主要用于脆弱度的计算。具有不变值的库所在相应的变迁被激发前后状态值均保持不变。没有实际意义的虚拟值在状态Petri网中仅起到逻辑或过渡作用。网结构描述了矿区生态环境脆弱度的组成结构,网系统的运行反映了生态环境脆弱化的状态变化过程,并且将脆弱度的计算融入了状态Petri网的运行中。在案例研究中,绘制了4种修复方案下脆弱度的变化情况曲线,表明该评价方法可以对矿区生态环境脆弱度进行动态评价。状态Petri网模型能将矿区生态环境脆弱化过程,以及人工修复和自然修复过程直观形象地展现出来,为预测矿区生态环境脆弱度的变化情况及制定相应的修复方案提供参考。该模型适用于矿山长期开采对生态环境造成破坏过程的建模及计算,而且对矿山的开采过程也不需要作特别的假设限制。     

煤炭企业铁路路外安全之探讨

煤炭企业铁路多处于乡村以及山区丘陵地带,路外事故多发。总结目前共性问题,统计事故规律,是减少事故的重要方法。本文通过定性分析,先建立了树、网状模型,然后通过定量分析,计算出各因素权重比例,最后,采用结点管理的方法,提出了减少路外事故的重要途径为:建立健全路外安全管理机构及激励机制、采用科学的路外安全管理办法、强化教育提高人们安全意识。     

安全高效矿井设计探讨

矿井设计阶段要准确掌握矿井的开采条件,针对存在的危险有害因素在工程上采取必要的措施。优化矿井的开采巷道,合理选择开采工艺、通风系统等,促进矿井生产高效,为安全高效矿井建设奠定条件。     

近距煤层无煤柱协调开采布局研究与应用*

为了解决老母矿近距煤层的开采难题,通过理论分析并利用FLAC 3D数值模拟软件进行模拟,分析出煤层前后推进150 m是最合理的步距,侧向采动支撑压力在15~50 m内存在影响。基于这些理论数据,确定回采巷道的合理位置,进而确定以内错距离范围为30~60 m的内错式布置方式布置巷道和无煤柱协调开采布局,并进行井下工程应用。最后把无煤柱协调开采布局与双巷掘进开采布局对比,得出无煤柱协调开采布局的先进性和优势,研究结果可为同类条件下的工程应用提供借鉴。     

近距离煤层上行开采巷道优化布置及煤层卸压效果试验分析

为解决近距离煤层上行开采上煤层出现台阶状下沉问题,以西曲煤矿南三盘区近距离煤层群为研究背景,结合其煤层地质条件,采用理论计算对南三盘区近距离煤层群上行开采进行可行性判定,并建立数值和相似模拟模型,模拟留煤柱和错层位巷道布置开采,对上行开采煤层垮落形式和卸压效果进行试验分析。试验结果表明:煤层上行开采过程会导致上层煤位于垮落带内;采用留煤柱巷道布置上煤层出现台阶状下沉现象,错层位巷道布置上煤层连续下沉不会出现台阶状下沉;错层位巷道布置上行开采,上煤层卸压效果良好,无应力集中现象。研究结论可为类似条件上行开采和岩层控制提供参考。     

基于文本挖掘的煤矿安全隐患分析

为充分有效利用煤矿安全隐患数据,揭示安全隐患数据中隐藏的重要信息和潜在规律,用于指导安全管理实践,在对安全隐患数据进行预处理的基础上,利用词云和词频统计方法展现安全隐患概况,运用文本挖掘技术和社会网络分析方法研究煤矿安全隐患信息的关联关系和分布规律。结果表明,将文本挖掘技术和社会网络分析方法应用于文本型安全隐患数据分析具有可行性,有助于煤矿企业提高对安全隐患数据的认知并制定合理的安全隐患治理措施。