黄河几字弯区煤炭基地地质灾害与生态环境典型特征

“黄河流域生态保护和高质量发展”现已上升为国家重大战略,黄河几字弯区为黄河流域重要组成部分,也是我国煤炭能源重要聚集区。现区域分布有6个国家级煤炭基地,煤炭产量约占全国的40%,在我国能源安全供给保障中占有“压舱石”的地位。但该区域地处西部干旱?半干旱地区,生态环境脆弱、抗扰动能力差,易在煤炭开采过程中诱发各类地质灾害,产生水位下降、水土流失、土地沙化等生态环境问题,成为该区域煤炭工业高质量发展的核心制约因素。基于前人大量文献、报道及官方统计数据资料,对黄河几字弯区6大国家级煤炭基地地质环境特征予以剖析,并对该区域煤炭基地所面临的主要地质灾害及生态环境问题进行总结,凝练出各自的发育类型及典型特征,研究表明:(1) 黄河几字弯区中主要聚煤地层为侏罗纪及石炭?二叠纪地层,区域地质构造相对简单、煤层大多埋藏较浅、厚度大而稳定,适合于开展大规模工业化开采。(2) 黄河几字弯区内6大煤炭基地地质灾害处于高度易发区,地质灾害发育特征与地貌类型、采矿过程和人类工程活动密切相关,其中,宁东、神东基地和陕北基地西北部位于风积沙区,主要存在地面塌陷及地裂缝灾害;晋北、晋中、黄陇基地以及陕北基地东南部因位于黄土高原腹地,受季节性强降雨、采煤活动等影响,易发育黄土崩塌、滑坡、泥石流等灾害。(3) 区内各煤炭基地生态环境问题及影响程度存在一定差异,其中,神东、陕北煤炭基地以采煤活动引起的地下生态水位的问题最为突出;宁东、神东煤炭基地土地荒漠化问题严峻;而陕北、黄陇、晋中、晋北煤炭基地则主要面临着水土流失问题。研究成果对推动黄河几字弯煤炭资源基地的可持续开发、实现黄河流域生态保护和高质量可持续发展提供基础性借鉴。      

鄂尔多斯盆地构造演化和构造控煤作用

鄂尔多斯盆地是印支运动后在滨太平洋构造域和特提斯构造域影响下形成的中生代大型内陆坳陷,现今盆地范围是后期改造的结果。盆地构造演化过程可分为早侏罗世-中侏罗世早期、中侏罗世、晚侏罗世和早白垩世4个阶段,早侏罗世-中侏罗世早期形成了丰富的煤炭资源。构造运动对聚煤期、聚煤区和煤层形成后的赋存特征均具有重要的控制作用：聚煤期受控于大地构造背景;聚煤区围绕盆地沉降中心呈环带状展布,煤层层数、厚度和横向变化规律在盆地不同部位表现出不同的特点;构造转折期与构造转折部位是控制煤层形成的重要因素。该盆地内主要的控煤构造单元有：西缘褶皱冲断带、天环坳陷、伊陕单斜、渭北断隆和河东断褶带。     

第二部分 煤炭资源地质技术经济评价

地质技术经济评价是煤炭资源有效供给能力评价的具体操作方法之一 ,这部分有如下内容 :煤炭资源地质勘查阶段技术经济评价办法草案 ;评价成果与国家新标准衔接 ;评价实例以及计算机的处理方法。1　煤炭资源地质勘查阶段技术经济评价办法草案 (讨论稿 )第一章　总则第一条　为适应社会主义市场经济体制的建立、煤炭资源有偿占用和地质勘查成果有偿使用的需要 ,促进煤炭工业的可持续发展 ,规范煤炭资源地质勘查阶段技术经济评价方法 ,特制定本办法。第二条　本办法适用于煤炭资源勘探的普查、详查、精查阶段以及矿井生产、建设有关阶段的地质…     

煤炭绿色开发地质保障体系的构建

煤炭资源的大规模、高强度开采诱发了煤矿区地质条件和生态环境的损害,开展煤炭开采引起的地质结构–地下水环境–生态环境动态演化的耦合机制研究,发展煤炭绿色开发地质保障理论和技术,对于推动我国煤炭工业高质量发展有重要意义。结合当前煤炭开采技术,分析了煤炭绿色开发地质保障的研究现状,提出了“煤炭绿色开发地质保障体系”的科学内涵。主要包括:(1)开采前煤炭赋存综合地质条件勘查、评价,开采区生态环境类型划分:通过三维地质结构、水文地质条件、岩土工程性质和生态环境等系统调查分析,阐明煤炭开采区损害类型及其主控因素。(2)煤炭采动作用下地质条件变化与地质结构功能系统演化:阐明煤炭开采条件下覆岩变形特征及地质条件响应模式和损害机理,揭示开采过程中应力场、变形场、渗流场等多场耦合作用下生态环境的时空演化特征和损害规律。(3)采后煤炭绿色地质保障技术与生态环境功能重建:研究采后覆岩结构、地质结构功能、生态环境的相互作用,提出采空区与遗留资源的利用途径,恢复煤炭开采区生态环境功能。基于精准勘查与监测,创建含地层结构、水文地质结构和岩体力学性质等信息的数据库,建立煤炭开采地质结构演化动态模型,构建生态脆弱区煤炭...     

固市凹陷地下热水水动力条件分析

分析了陕西关中盆地东部固市凹陷地下热水同位素及水文地球化学特征,探讨了研究区地下热水的水动力条件。研究结果表明:固市凹陷从西向东,断层切割越来越深,地下热水的滞留时间越来越长,水交替程度从积极到异常缓慢,水岩反应从不充分到剧烈,赋存环境越来越封闭。固市凹陷西侧(三原、富平),断层发育浅,地下热水滞留时间短,与当地大气降水交替积极,水岩反应不充分,为现代循环水混入的,热储环境开放的地下水,具有较强的更新能力,可维持现状开采;固市凹陷东侧(渭南、华阴),断层切割深达基底,地下热水滞留时间长,水岩反应强烈,水交替异常缓慢,为热储环境非常封闭的地下水,更新能力比较弱,应限制其开采量。      

浅埋煤层过沟开采覆岩裂隙与地表裂缝演化规律数值模拟

浅埋煤层过沟开采在陕北矿区普遍存在,严重威胁着矿井安全生产和生态健康发展。覆岩采动裂隙及地表裂缝的发育是岩体微裂隙的延伸和扩展的结果,为更加系统地研究浅埋煤层过沟开采覆岩微裂隙的演化规律,以陕北安山井田125203工作面为背景,根据现场沟道剖面及钻孔资料,采用Particle Flow Code (PFC)数值模拟平台构建颗粒流数值采煤模型,模拟分析覆岩微裂隙的发育特征、数量变化规律和力链演化特征,揭示微裂隙的发育规律和地表裂缝发育机理。结果表明:浅埋煤层过沟开采过程中,覆岩微裂隙发育表现为“产生–延伸和扩展–聚合成群–贯通成缝”的动态演化过程;根据微裂隙的基本发育特征及分布规律,可将发育全程划分为非连续跳跃式、连续贯通式和横向扩展式3个微裂隙发育阶段;覆岩微裂隙数量随工作面推进距离的增大而增多,非连续跳跃式和连续贯通式发育阶段呈现指数增长特征,分别累计发育微裂隙547和2 867条,覆岩微裂隙逐渐发育至地表;横向扩展式发育阶段呈线性增长特征,累计发育微裂隙11 705条,微裂隙数量随岩层高度的增大而减小;覆岩力链演化过程中,强黏性力链的破坏致使微裂隙发育,局部产生应力集中,强黏性力链拱自下而上逐渐破坏并贯通至地表,导致微裂隙延伸发育至地表形成地裂缝,力链在未贯通岩层的微裂隙两侧和尖端及地表裂缝两侧形成强力链区,微裂隙处形成弱(无)力链区。该研究成果可为陕北矿区浅埋煤层过沟开采覆岩及地表损害防控提供理论指导。      

鄂尔多斯盆地含煤地层延安组孢粉组合及其地质意义

以鄂尔多斯盆地的整体作为研究范围，主要依据延安组孢粉组合特征，论述了其在含煤地层中的分布规律，建立了一个组合、５个亚组合。并以孢粉组合特征恢复古植被、古气候及古地理类型。