陕北榆神府矿区煤炭资源开发主要水工环问题及防治对策

分析了榆神府矿区煤炭资源开发所面临的主要水文、工程、环境地质问题。以水文工程地质条件研究为基础 ,给出了榆神府矿区土地沙漠化、水土流失和水环境受开采影响的预期结果。并提出了实现保水采煤的水工环技术方案和工程措施建议。     

榆神府矿区地面塌陷特征及环境问题

在遥感解译的基础上,实地调查了神木县煤矿开采区地面塌陷现状,阐述了地面塌陷分布、发育特征及发育规模。共发现大面积地面塌陷30处。地面塌陷规模以中型为主,稳定性以较差为主,险情等级以小型为主,均为高强度采煤造成。单个塌陷区最大面积27.67 km2,煤炭开采强度与塌陷发育程度关系密切。论述了石圪台村、榆神路煤矿、蛇疙瘩村、榆家梁煤矿、后柳塔村、沙沟茆村等典型村镇地面塌陷特征。地面塌陷导致的地质环境问题日益突出,截至2015年4月30日,已经导致了48次1.5~3.3级的塌陷地震,诱发区域性地下水水位下降、井泉干涸与河流断流、水域面积萎缩,并进而产生一系列生态环境问题。      

浅谈绿色开采鄂尔多斯煤炭资源

鄂尔多斯的煤炭资源经过多年的开采,给国家经济建设作出了巨大贡献,同时也对生态环境产生了较大影响。本文针对鄂尔多斯地区主要生态环境问题,根据目前煤炭开采技术现状,提出适合鄂尔多斯地区的保水开采技术途径,将矿井水、瓦斯、矸石进行资源化利用。从而实现煤炭开采与生态环境协调发展,促进鄂尔多斯地区煤炭资源合理开发利用。     

生态脆弱区烧变岩研究现状及方向

烧变岩是地质历史时期煤层自燃形成的一种特殊类型的岩体。烧变岩的研究有益于对煤层形成以来所经历的构造运动、古气候和古地理的研究。同时,它也是重要的水文地质勘查对象。50年来,烧变岩的研究多集中于其勘查方法,尤其是较多的论述了其磁性特征与物探确定烧变岩体边界问题。近年来,研究了其水文地质特征。笔者论述了烧变岩的研究现状,提出了烧变岩是一种特殊类型的岩体,空隙、裂隙发育,具有形成富水区的有利条件,是陕北煤炭开发区良好的供水水源。提出了应加强烧变岩内部结构、非均质性特征和空间分布形态的研究,系统开展烧变岩水文地质勘查,评价烧变岩地下水资源,为合理开发利用烧变岩奠定基础。     

累托石/聚丙烯酸(钠)-丙稀酰胺吸水保水复合材料的制备及性能

采用焙烧-磁选法、酸洗提纯法、煅烧法均能有效减少湖北钟祥累托石粘土中的黄铁矿.实验用累托石粘土中黄铁矿含量为4.37%, 硫含量为2.32%.采用焙烧磁选法, 温度300℃、时间2.0h、二次磁选后, 累托石粘土中硫含量降为0.52%;酸洗法, 酸液浓度60%、时间1.0h、温度60℃时, 硫含量为0.57%;煅烧法, 当温度550℃、时间为0.5h时, 硫含量为0.78%.研究发现所得粘土矿物对聚合复合法制备累托石/聚丙稀酰胺-丙烯酸(钠) 吸水保水复合材料的阻聚作用不明显, 且不影响后续聚合反应最高硫含量约为0.78%.在65~70℃反应条件下, 含煅烧累托石粘土20%、丙烯酰胺15%、引发剂0.25%、交联剂0.08%, 丙烯酸中和度为80%的吸水保水复合材料的吸去离子水倍率为870, 吸自来水倍率为250, 吸生理盐水倍率为68.累托石粘土添加量在0%~30%之间时, 吸水保水复合材料的吸液倍率比不含累托石的吸水树脂高.吸水保水复合材料吸液倍率从870g/g降到84g/g时, 凝胶强度从49g/cm2上升到235g/cm2.      

浅埋煤层开采隔水层位移规律相似模拟研究

以陕北榆树湾井田为地质原型,采用柔性隔水层物理相似模拟试验,初步得出了该井田顶板岩层及粘土隔水层在开采影响下的破坏规律,发现顶板基岩关键层仍然是隔水层稳定性控制的关键,指出隔水层下沉梯度T_S为控制隔水层导水裂隙出现的指标。      

覆岩中断层活化突水的力学分析及其应用

据资料统计,国内煤矿的突水淹井事故80%以上是由断层引起的,大多数是原始地质条件下的非导水断层在采动影响下活化发生突水。出于安全生产和保水采煤的需要,对采场覆岩中断层因工作面的推进而活化突水进行力学分析,研究防止断层活化突水和保水采煤的开采方法。由摩尔-库仑破坏准则得出断层的活化准则,推导出断层活化的临界倾角、断层活化时的临界开采深度和间隔式开采断层活化时工作面临界推进距离。结果表明,断层的破坏形式与断层倾角有很大关系,随着断层倾角的增大,断层的破坏形式依次表现为,随着工作面的推进断层和覆岩一同破坏、剪切破坏和拉破坏。断层倾角越大,越容易活化。以大柳塔煤矿保水采煤为例,应用研究成果计算了间隔式开采工作面的临界推进距离,并且以相似模拟试验验证了计算结果。     

薄基岩浅埋煤层覆岩破坏移动演化规律研究

以榆阳煤矿为研究基地,进行了地下水动力学参数、覆岩力学组合结构特征与基岩风化带的阻隔水特性试验。结果表明,风积沙层底部为强含水层;主采煤层上覆覆岩泥岩强度高于砂岩;砂岩孔隙率高,含水率大,抗压、抗拉强度比值高;泥岩和砂岩的黏土矿物含量低、具有典型的脆性易裂、抗扰动能力差和再生隔水能力弱等新的破坏移动特性,并通过多因素拟合,确立了薄基岩浅埋煤层覆岩采动破坏“两带”高度的动态变化特征,提出了长壁工作面开采防止突水溃砂的调控技术,成功应用于榆阳煤矿并实现绿色保水开采,为陕北榆神大煤田薄基岩浅埋煤层进一步推广高效开采技术和保护生态环境实现绿色保水开采奠定了基础。     

保水采煤是神腐东胜煤田开发可持续发展的关键

神腐东胜煤田水资源贫乏,生态环境脆弱,区内唯一可供利用的浅层下水会受采煤影响而被或被污染,煤田开发必须在保护浅层下水的前提下进行,从而不断改善区内生态环境,促进区域经济健康发展。