煤矿矸石山自燃爆炸机理初步分析与研究

就煤矿矸石山自燃机理、爆炸机理进行了分析研究,给出了煤矿矸石山自燃爆炸发生必要条件和外部影响因素.     

煤矸石作无土栽培基质的可行性研究

煤矸石是我国煤炭工业主要的废弃物之一,一方面占用大量农田和土地,另一方面也成为固、液和气三害俱全的污染源,造成了一系列生态环境问题。为了加强对煤矸石利用以使其资源化,试验在分析煤矸石的理化性质的基础上,采用复合脱硫剂对煤矸石进行脱硫处理,探讨了脱硫煤矸石基质对小白菜的生长、产量和品质的影响。结果表明:煤矸石的容重小、孔隙度大、气水比适中,无重金属污染。当加入复合脱硫剂处理时,其对全硫和有效硫的脱除率分别为86.12%和89.16%。脱硫煤矸石基质栽培小白菜产量、维生素C和可溶性糖含量分别为4.51kg/m2、45.76mg/100g、60.2mg/kg,均高于土壤栽培,分别为土壤栽培的1.11、1.24、1.23倍,与炉渣栽培相接近,NO3-含量却低于土壤。     

煤矸石的环境危害与综合利用途径

本文主要介绍了我国煤矸石的现状,分析了煤矸石对自然环境的危害。探讨了利用煤矸石的有效途径。     

瓷土矿尾矿沙山的生态治理

以江西省星子县大排岭瓷土矿尾矿沙山的初始生态恢复进程为研究对象,在样地调查的基础上,通过分析人工恢复林地、未治理迹地与自然恢复地中定居的植物物种数量、群落组成与结构来研究当地尾矿沙山生态恢复进程.结果显示,自然恢复地的生物多样性及群落组成与结构效果优于未治理迹地与人工恢复林地的生物多样性及群落组成与结构.自然恢复地植物物种中牡荆等3种植物在尾矿沙山的定居和扩散形成了具有一定组成与结构的植物群落类型,且这种群落类型稳定并符合植被演替的自然规律.这3种先锋植物可以在同类矿山尾矿沙山的植被重建与恢复中推广.      

滕南煤田煤矸石对土壤的影响分析

通过对山东滕南煤田地区的土壤、煤矸石及部分农作物的灰份进行化学分析，从理论上探讨了其促进植物增产的机理；并认为该煤田3煤层的矸石含有与该地区土壤类似的化学组成，但其所含植物生长需要的主要元素普遍高于土壤中的含量，即煤矸石中含有较丰富的植物生长所需的矿物肥料。     

煤矸石在新型动态循环淋溶装置中的淋溶特性

采用新型循环淋溶装置对煤矸石进行连续240h的淋溶实验,研究了煤矸石中重金属在淋溶过程中的溶出规律,通过向淋溶液中添加聚丙烯酰胺（CPAM）考察了固体颗粒物的沉降特性.结果表明： 随着淋溶反应时间延长,煤矸石中碱金属Na元素溶于水,形成碱性溶液,这两种因素导致淋溶反应初期淋溶液pH值升高.As、Zn离子浓度在淋溶时间为1~24h时呈上升趋势,而在24~72h,离子浓度呈下降趋势.淋溶液中Cr、Pb、Ba离子浓度在120h内均呈现上升趋势,而在120~240h,对于Cr离子来说,淋溶液的碱性环境促使Cr离子溶出率增大,但取样次数的增多也对Cr离子的浓度降低起到促进作用;淋溶液稀释和Ba离子的沉淀化合物形成,导致淋溶液中Ba离子浓度降低.120~240h,淋溶液中有机物被微生物的生化作用分解以及取样后外加塌陷区水体对淋溶液中COD和BOD起到稀释作用,使COD和BOD降低.在淋溶反应24h内,淋溶液中TON和NH₃-N出现波浪式变化,淋溶时间大于24h时,TON和NH₃-N总体呈升高趋势.随着淋溶时间延长,淋溶液中的固体颗粒物沉降速度逐渐变慢,延长了沉降时间.煤矸石中一些含氮化合物溶解于水中,使淋溶液中电离出 NH₄⁺离子,形成碱性环境.     

重庆市煤矸山周边农产品镉健康风险评价及土壤环境基准值推导

以重庆市煤矸山周边农用地土壤和农产品（玉米和水稻）为研究对象,测定土壤和农产品（玉米和水稻）中Cd含量,评估摄入农产品（玉米和水稻）对人体的潜在健康风险,并基于物种敏感性分布法（SSD）推导土壤环境基准值.结果表明,重庆煤矸山周边旱地土壤Cd含量超风险筛选值的点位占55.8%,水田土壤Cd含量超风险筛选值的点位占31.6%,土壤Cd以较高生态危害和高生态危害为主,分别占47.4%和36.8%.玉米Cd含量超标点位占4.4%,水稻Cd含量均未超标.健康风险评价表明因食用玉米和水稻摄入Cd的非致癌健康风险可忽略,食用玉米摄入Cd存在可耐受致癌健康风险,食用水稻摄入Cd存在不可耐受致癌健康风险,且玉米和水稻Cd含量敏感度最高.SSD推导出煤矸山周边旱地土壤在pH≤5.5、5.57.5时Cd的环境基准值分别为0.491、0.382、0.376和0.588 mg ·kg^-1,水田土壤Cd的环境基准值为0.807 mg ·kg^-1.水田土壤和旱地土壤pH≤7.5时,现行土壤标准（GB 15618-2018）相对偏严;旱地土壤pH>7.5时,现行土壤标准（GB 15618-2018）相对偏宽松.应加强煤矸山周边土壤Cd污染防治和农产品安全利用研究,并对土壤Cd环境基准值进行适当调整.     

扬子型铜矿床矿物稀土元素地球化学

本文较系统研究了扬子型铜矿床中有代表性的菱铁矿、胶黄铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿及部分脉石矿物的稀土元素组成及特征，总结了展状矿石中和矽卡岩矿石中矿物稀土元素组成的特点及二者之间存在的明显差别，从一个方面探索扬子型铜矿床的成因。     

煤矸石自燃过程中多环芳烃含量的变化研究

采用室内模拟实验的方法,综合分析了煤矸石堆积自燃过程中多环芳烃(PAHs)含量的变化规律。研究发现,煤矸石自燃过程中,PAHs的生成与散失同时存在。较低的温度(60℃)对多环芳烃的生成具有一定的促进作用;500℃之后,PAHs全部散失或者降解为小分子物质,含量几乎为0。单个PAH的含量变化与总含量基本一致,仅是某一个PAH在不同温度下在总含量中所占的比例不同。自燃过程中高环的PAHs可能生成低环的PAHs使其含量增加。     

煤矸石山自然发火数学模型在红阳三矿新矸石山自燃防治中的应用

煤矿矸石山自燃现象普遍存在 ,对环境污染及危害极大 ,防治矸石山自燃是矿区环境修复的重点研究内容。笔者利用宏观的连续介质研究方法 ,以多孔介质流体动力学理论为指导 ,建立了煤矿矸石山自然发火数学模型 ,从数学上揭示了矸石山自燃的动态演变过程。通过分析矸石山内的渗流场明确了自然发火的影响因素及内在联系 ,针对红阳三矿新矸石山的自燃预防问题 ,提出了碾压、覆盖和边界注浆相结合的综合防治施工方案。该技术在红阳三矿新矸石山的现场应用表明 ,治理方案科学、经济、合理 ,实施效果良好。研究结果对预防矸石山自燃具有理论指导意义与实际应用价值。