洁净煤开采技术途径的探讨

探讨了如何从源头上采取一系列洁净煤开采技术，以控制矿区环境的污染。     

采动诱发逆断层滑移的理论分析及数字图像相关方法观测研究

断层是采矿工程中经常遇到的一种地质构造,研究采动诱发断层的活化规律对安全开采具有重要意义.为了研究采动诱发逆断层滑移规律,以逆断层上盘煤层上方部分岩层整体为研究对象,通过引入工作面煤壁前方支承压力经验公式和有关假定,在其水平和垂直方向上建立平衡方程,获得了断层面上剪应力和正应力公式.研究发现,二者呈线性关系.以千秋矿21221工作面为例进行理论分析,获得了断层面上剪应力和正应力随工作面与断层距离的变化规律,通过引入莫尔-库仑准则得出工作面与断层距离超过31 m才能防止断层快速滑移.以千秋矿21221工作面为原型进行相似材料模拟试验,并利用自主研发的基于粒子群优化算法和牛顿-拉斐逊迭代的数字图像相关方法计算了开采过程中断层附近的位移场以研究断层滑移规律.通过分析得出工作面与断层距离超过35 m才能防止断层快速滑移,这与上述理论分析较为一致.     

资源开采对防洪工程的影响分析

为研究河南许昌某矿资源开采对南水北调中线河南段某防洪工程的影响,本文将线性防洪构筑物及其附属涵洞按重要程度进行分析并提出不同类别的处置建议,采用概率积分法进行防洪沟压覆区域采后地表变形预测;结合预测结果从浅层水文地质、防洪工程设计流量、流速与横截面积等方面分析采后对防洪沟造成的影响.结果表明:该矿压覆资源开采会造成防洪沟的沟道变形与沉降,采取一定措施后,可保证防洪工程的安全使用;下穿公路的涵洞变形值在允许范围内;该矿在防洪沟下可进行正常开采,避免资源浪费,同时对采空区上防洪沟的施工与维护具有指导意义.     

2007-2008年的重要信号(环境)(续)

入侵物种造成了生物多样性的流失 2005年,新千年生态系统评估(MA)确定"在众多生物多样性措施中,当前的流失速度在几个方面超过了过去的水平,并且没有减缓的趋势".MA把入侵物种列为造成生物多样性流失的五个直接因素之一(其它四个因素是土地使用改变,气候变化、过度开采和污染).     

淮南煤炭开采土地破坏及其综合治理

煤炭开采会破坏和压占大量的土地资源,导致土地利用类型、功能发生较大变化,污染周围环境。淮南煤矿开采历史悠久,因采煤形成的塌陷地总面积约133km^2,采空区面积约69km^2;形成了34座矸石山,堆体占地面积约1.6km^2。塌陷水域面积不断扩大,煤矸石长期大量堆放占用土地、污染水和大气,已成为制约淮南矿区社会经济发展的重要因素。通过对淮南煤炭开采造成的土地破坏情况进行分析,提出了一些综合治理措施,以利于矿区环境、社会和经济的可持续发展。     

页岩气开采:对环境政策和环境评价实践的挑战(下)

页岩气开采的环境和社会影响一直存在着争议。通过综述近年来的相关文献,澄清了以下问题的研究现状:水力压裂过程中产生的化学物质和废水的物理、化学和毒理学性质,其进入地表水和地下水含水层的机制和途径,以及对人类健康和生态系统构成的风险。页岩气开采影响评价显然受到一系列因素的制约,如本底信息缺乏,碳氢化合物自然迁移水文地质史复杂,监测和验证水资源污染来源、时间和机制的示踪剂匮乏,决策的透明度和问责机制欠缺。文章认为,页岩气开采的社会和环境风险管控呼唤着新一代影响评价的产生,新一代的影响评价应综合战略环境评价、累积影响评价、倒推法以及协商、包容的社区参与过程,以达到综合性的风险管控。     

临近断层特厚煤层分层开采冲击地压发生机制

为了研究临近断层分层开采的冲击地压发生机制,以老虎台矿特厚煤层开采为研究背景,采用地质动力区划方法、数值模拟和现场监测方法对井田的地质动力环境、临近断层开采的围岩应力分布规律和断层滑移特征及其与冲击地压的关系进行了研究。采用地质动力区划方法,将老虎台井田断裂构造划分为5级,通过地震和矿震分布情况,确定老虎台矿地质构造活跃,处于较高的应力环境;采用FLAC3D数值模拟和锚索应力监测方法,分析断层围岩应力演化规律和断层滑移规律,在断层和开采共同作用下工作面断层侧超前支承压力急剧升高。结果表明,地质动力环境为冲击地压的发生创造了外界环境条件,断层和采动的耦合作用是冲击地压诱发的主要原因。     

采空区上覆火成岩断裂致灾机理研究

为了解释采空区影响下火成岩断裂破坏诱发地表裂缝的形成原因,通过建立两种采动影响下的火成岩断裂物理力学模型,推导出采动影响下火成岩初次断裂和周期性断裂判据。结合铁法晓南矿开采出现的地表裂缝,分析了火成岩断裂破坏机理,并对火成岩断裂破坏进行了预测。通过与现场实测地表裂缝位置加以验证,证明了所建力学模型的可靠性,并给出了后续生产中关于地表裂缝的规避性建议。     

油基岩屑无害化处理技术研究

本文介绍了页岩气井水平段钻井过程中产生的油基岩屑处理现状及水泥窑协同处置现状,探讨了采用水泥窑协同处置油基岩屑的可行性。研究表明,采用水泥窑协同处置可解决油基岩屑无害化处理后重金属含量较高、利用途径受限的问题,在钻井现场采用岩屑甩干机对油基岩屑进行预处理后,通过水泥窑系统分解炉和窑尾烟室投料点加入水泥窑进行煅烧,油基岩屑所含油类物质在水泥窑内燃烧彻底分解,岩屑煅烧后成为熟料;焚烧过程不产生废渣,水泥窑协同处置过程中产生的烟气可依托现有废气治理措施得到控制,不新增废气治理措施;油基岩屑所含重金属离子固化在熟料矿物相晶格中,通过控制投加量,可使水泥产品满足相应的标准。     

废旧煤矿区域生态环境保护方式改革与分析研究

煤炭能源长期在中国的能源结构中占据主导地位,是中国不可或缺的一次性能源。煤炭资源的开发和利用极大的促进了中国的经济发展,推进了现代化建设的路程。但同时对煤炭资源的过度开采也导致了严重的生态环境问题。尤其是对废旧矿区的处理不恰当造成了矿区周围地表塌陷,空气污染,植被破坏等一系列问题,废旧矿区周边逐渐发展成为严重受损生态系统。对中国当前废旧煤矿区域已出现的生态环境问题以及潜在的环境和安全隐患进行调查和分析,提出通过恢复植被等方法对废旧煤矿区生态环境治理方法和技术措施。