冻土层重构技术在木里矿区生态环境治理修复中的应用

木里矿区露天煤矿山的开挖对天然冻土层造成破坏,形成的采坑、渣山及积水等直接影响了多年冻土层的特性,对矿区周边水源涵养及生态功能造成不利影响。在矿山环境修复治理中冻土层的修复是面临的主要问题之一。木里矿区修复治理作为我国在高原高寒生态功能脆弱区实施的首例大型矿山修复治理工程,在分析冻土层原始形态和破坏情况的基础上,通过系统分析、探测监测及试验等方法,构建了冻土层回填、活动场再造和冻土层保护三大结构层。冻土层重构技术在聚乎更四号矿井现场应用,取得了良好的冻土层修复和植被复绿效果。     

露天矿区生态地质层修复中地形重塑层的构建技术及应用

露天地区矿山开采容易形成不规则采坑、高陡边坡和渣山、原始土壤破损、采坑积水等一系列地貌形态的改变,造成与周边环境的不协调。不仅影响地表生态环境,还会对地下浅层水渗流场、冻土层等带来不同程度的影响和破坏,且存在滑坡、垮塌等地质隐患和灾害。针对这些问题,从地质角度提出通过构建地形重塑层实现开采后矿山地形地貌重塑的思路与方法,应用形成的地形重塑层修复关键技术,在青海木里高原高寒露天矿区生态环境治理与修复中取得显著效果。首先定义地形重塑层,即是对地貌起伏形态、采坑和渣山边坡等的稳定性和安全性起控制作用的复杂成形曲面。地形重塑层是一个复杂不规则且动态变化的重构层,是生态地质层修复的一种情况。提出地形重塑层的构建思路与方法：(1)通过空-天-地一体的地质勘查与监测手段,对矿山开采后的采坑、采坑边坡和渣山等情况进行系统的勘查、监测和评估。(2)根据治理对象的不同,对修复的目标地质体进行分类,本次依据边坡坡体岩性变化和岩层倾向与坡向的关系,将岩质边坡分为4类13型。(3)通过理论计算结合现场勘查测量,确定不同修复地质体的地形重塑层形态与产状。(4)通过覆土复绿,实现采坑、渣山依形就势的综合治理和矿山地...     

基于生态系统服务的生态保护修复研究——以秦巴生物多样性生态功能区为例

我国高度重视生态保护工作,随着全国生态修复工程的实施,对生态修复实施理论与实践的影响和思考鲜有研究。秦巴生物多样性生态功能区是《全国主体功能区规划》25个国家重点生态功能区之一,同时也是《全国生态功能区划（修编版）》63个重要生态功能区中的秦岭——大巴山生物多样性保护与水源涵养重要区,具有重要的生物多样性维护和水源涵养功能。本文以秦巴生物多样性生态功能区陕西省镇安县为例,结合实际情况选择与归并地类,探讨生态系统服务价值评价在区域生态保护修复中的应用研究。研究结果表明：（1）镇安县各土地类型二级生态功能生态服务价值逐渐降低。食物生产、原料生产、水资源供给、气体调节、土壤保持、维持养分循环等6项生态服务价值都出现不同程度的下降,2011-2020年间生态环境服务价值变化率绝对值最大的是土壤保持功能,为60.05%;(2)镇安县生态环境保护修复需要重点关注土壤保持功能、水文调节生态系统功能以及水资源供给功能;（3）本文提出以农业空间综合整治、城镇空间综合整治以及生态空间生态修复为方向与目标的生态保护修复工程方案;（4）根据镇安县生态红线划定成果,本文确定了确定生态保护红线范围、自然保护区、水...     

深埋侏罗系煤层顶板水探放技术实践——以呼吉尔特矿区葫芦素矿井为例

呼吉尔特矿区深埋侏罗系煤层顶板含水层主要为河流相沉积。虽然构造比较简单,主要充水含水层与上覆白垩系及松散沙层间水力联系较弱,但是含、隔水层空间组合及结构较为复杂,富水性极不均一。针对上述特点,采用沉积地质学的研究方法对典型矿井含水层空间展布规律开展了研究,对矿井主要充水的直罗组含水层进行了识别、定位与精细划分,圈定了河流沉积砂体富水条带,并通过井下探放水实践得以验证。     

遥感技术在西北生态脆弱区生态地质勘查中的应用研究

生态地质勘查正在成为煤炭地质勘查工作的主要发展方向。遥感技术作为“非接触式”勘查技术,在生态地质勘查中应有一席之地。通过阐述遥感技术在煤炭、天然气水合物、油页岩等资源勘查中的工作程序及勘查实例,认为在西北生态脆弱区资源勘查领域遥感技术具有独特的优势:通过不同比例尺的遥感煤田地质填图,可快速高效圈定含煤远景区;利用遥感图像的热红外波段数据可以快速获取与水合物相关的温度异常信息,圈定热异常分布区,为天然气水合物进一步勘探指明方向;通过对遥感图像的处理可直接提取与油页岩相关的成矿异常信息,圈定找矿远景区。在西北生态脆弱区应用遥感技术进行资源勘查具有好的经济效益和生态效益。     

论中国煤炭地质勘查工作在新条件下的定位与重大研究问题

木里煤田地处青藏高原东部高寒地区,长期的煤炭开采对当地生态环境造成了一系列问题,其中主要问题之一是露天采区存在大量已扰动的煤炭资源,因此需研究生态修复与资源保护的协同,探索如何在矿区生态恢复过程中实现煤炭资源的科学、有效保护方法。

以木里煤田聚乎更矿区为例,在分析露天采区煤炭资源破坏特征的基础上,从地质机理分析的角度出发,按照生态地质层构建方法,采用人工方式构建残留煤层顶板及上部保护层,并充分利用矿区地质环境条件,兼顾资源集约利用、经济性、与景观协调性的原则,因地制宜,分区分类施策,将煤炭资源保护有机融合于矿区生态修复过程中,建立了两种煤系矿产资源保护技术,分别为：人造冻土层煤层顶板生态地质层构建技术和“以水代填”煤炭资源保护技术,其中人造冻土层煤层顶板生态地质层构建技术可进一步分为边帮煤层保护技术、采坑底部煤层顶板模拟冻土层技术和自燃煤层治理保护技术。

通过探坑实地测量验证,治理完成18个月后,人工构建的煤炭资源保护层已逐步恢复并初步形成冻土层,热融季消融深度为1.8~2.3 m,形成了新的煤层保护层。“以水代填” 兼顾了经济性的同时,实现了煤层保护与景观协调性的统一,取得了良好的应用效果。探索形成了高寒矿区煤炭资源保护与生态修复协同的新思路,为类似地区露天煤矿生态修复治理提供参考。

     

煤层围岩岩石学研究在煤层气评价中的应用——以韩城矿区为例

本文以韩城矿区煤层围岩煤气性研究为例，系统论述了以透气性为指标进行岩石学研究的重要作用，笔者利用压汞资料所获得的盖层性能参数，将韩城矿区煤层围岩划分为三种类型六个亚型，从传统的透气性岩石中分出了半屏蔽层－泥晶灰岩，对砂岩也作了进一步区分，认为，煤层围岩透气性统计分析中岩石学研究是必不可少的基础工作。     

陕北煤矿区地质环境保护与恢复治理措施——以神府矿区郭家湾煤矿为例

郭家湾煤矿地处神府矿区新民采区西北部,为生态环境脆弱区。井田七层煤三个煤组开采后引发地面塌陷、含水层疏干、土地结构变化等地质环境问题,严重制约了地方经济的发展。为了煤炭资源可持续发展,研究陕北煤矿区地质环境保护与恢复治理措施,以1∶10000野外详细调查为依据,首先进行现状评估,然后针对矿山工程建设可能遭受、加剧、引发的矿山地质环境问题进行预测评估,最后提出了以移民搬迁、回填裂缝、生态恢复、建立矿山地质环境监测体系等为主的防治措施,让煤矿开采与矿山地质环境问题恢复治理并行。旨为陕北地区乃至全国煤矿,在保护地质环境中开发利用矿产资源提供依据和示范。     

采煤沉陷区生态修复技术探讨——以永城市某湿地公园项目为例

针对永城矿区平原地区塌陷区的特点及区域的特殊地理位置,采用传统复垦、生态修复、景观改造、农业种植、渔业养殖等基于自然的解决方案,将传统的注重经济效益开发转向兼顾人口、社会、经济、环境和资源可持续发展的注重复合生态整体效益的发展模式,形成集综合利用、蓄水防洪、生态环保等于一体的采煤沉陷区治理的“永煤模式”,取得了显著成效。研究成果可为采煤沉陷区综合治理与利用提供技术借鉴和实践应用参考。     

“物探+遥感”技术在矿山生态修复中的应用——以邢台园博园为例

矿山经过多年开采, 地下形成采空区, 造成地面沉降, 开展绿色发展、生态修复工作刻不容缓. 冀中邢东煤矿由于长期开采, 造成不同程度地面塌陷, 不适于人类长期居住和农业耕作, 邢台市经研究决定在采煤塌陷区建设中央生态公园——邢台园博园. 基于此, 通过收集分析研究区内的地震、电法等物探资料, 确定煤矿煤层赋存形态、采空区范围及富水情况, 指导地面进行生态公园选址; 利用遥感技术监测矿山生态修复进度. 研究表明: 在矿区开展地震、电法工作查明煤矿开采生产情况, 对科学规划地面矿区生态修复工作具有指导意义; 利用遥感技术实时动态监测矿山生态修复进程, 可为生态环境修复提供数据基础, 对治理前后生态环境变化对比分析及效果评价提供影像资料.     

煤炭地质勘查中煤层综合对比方法研究——以永陇矿区老爷岭普查区为例

大型陆相煤盆地边缘的煤层划分与对比是煤炭地质勘查的关键性基础工作。依据基础地质勘探资料,应用标志层法、煤层自身特征法、测井曲线组合法、灰色关联分析法等,对永陇矿区老爷岭普查区延安组煤层进行综合对比。研究结果表明,在成煤环境不稳定地区,应用地质、地球物理和灰色关联分析等方法进行煤层综合对比可以取得可靠的结果。     

地质导向技术在煤层气水平井中的应用——以柳林区块某多分支水平井为例

地质导向技术能有效提高煤层气水平井施工成功率和煤层钻遇率,但由于其具有导向参数多、工艺要求高、易受地质因素影响等特点,使其在实际应用中还存在诸多难点。以柳林区块内某多分支水平井为例,针对该井现场地质导向作业面临的资料缺乏、参数受欠平衡钻进干扰、煤层结构复杂等难点,建立合适的地质导向模型,优选合理的导向参数和导向系统,对地质导向技术在实际应用中的工艺与流程进行了系统论述。实践表明,地质导向技术在该井的应用效果良好:煤层钻遇率达到了93.1%;截至目前,该井的产气量达8600m3/d,且还在进一步提升。     

煤层甲烷碳同位素在煤层气勘探中的地质意义——以沁水盆地为例

根据沁水煤层气甲烷碳同位素的组成与分布特征,从煤层甲烷碳同位素在煤层气解吸—扩散—运移中的分馏效应,结合水文地质条件和构造条件,讨论了煤层甲烷碳同位素在煤层气勘探中的地质意义,认为沁水煤层气δ13C1值不仅总体上较高,而且随埋深增大而增高,说明沁水煤层气存在因煤层抬升而卸压所导致的煤层气解吸—扩散—运移效应,从而形成了该区甲烷碳同位素在平面上的分带现象。     

三维地质建模在矿床成矿规律研究和找矿靶区预测中的应用——以萨尔朔克矿区为例

通过三维地质建模开展了萨尔朔克矿区成矿规律研究,实现深部找矿靶区定位预测,并依托矿山勘查进行验证.研究采用Geomodeller三维建模软件创建矿区三维地质模型,在建模过程中逐步发现了前期对矿区地质认识中存在的诸多问题和错误,有利地促进了矿区成矿规律的研究.通过建模发现矿区存在上、下两个储矿空间(矿囊),宏观上呈串珠状...     

煤基固废协同矿山土壤生态修复的理论解析与实践探索——以陕西榆林市为例

矿山环境修复治理与固体废弃物综合利用均是北方能源富集区亟待解决的生态问题。笔者基于“理论解析-案例研究-协同治理”的思路,以陕西榆林市为例,在系统分析工业固废与矿山生态受损现状的基础上,全面解析煤基固废协同修复矿山生态的政策优势、技术可行性及市场潜力,并提出基于固废结构、营养和环境功能改性制备土壤调理剂的路径技术。通过将土壤调理剂应用于风沙地治理、盐碱地改良和露天煤矿排土场土壤生态修复实践,发现施用土壤调理剂后风沙地、盐碱地和排土场土壤养分含量显著增加,植物生物量平均增幅分别为50.3%、36.0%和39.9%。研究成果为北方能源型城市煤基固废协同修复矿山土壤生态提供科学支撑。     

基于生态系统敏感性与生态功能重要性的高原湖泊分区保护研究——以达里湖流域为例

地球关键带类型单元反映自然本底特征,可为国土空间生态修复提供科学参考。以土地覆盖、地形、土壤为构成要素,划分县域地球关键带类型,并结合InVEST模型和Conefor2.6模型评估区域生态重要性和生态敏感性,识别县域国土空间生态修复分区。结果显示：①西峡县地球关键带类型可划分为一级类型8种,二级类型19种,一级类中阔叶林丘陵地类型为主要类型,二级类中阔叶林丘陵地淋溶土为主要类型;②高生态重要性等级地球关键带集中在中部和北部分布,约占县域的9.3%。生态敏感性等级高的地球关键带单元主要分布在北部丘陵区;③按生态等级将地球关键带单元分为底线型、紧张型、缓冲型和一般型4类,县域国土空间生态修复区域分为自然保护地核心保育区、重点生态保护区、一般生态保护区和其他区域。

     

煤层甲烷碳同位素在煤层气勘探中的地质意义——以沁水盆地为例

根据沁水煤层气甲烷碳同位素的组成与分布特征 ,从煤层甲烷碳同位素在煤层气解吸—扩散—运移中的分馏效应 ,结合水文地质条件和构造条件 ,讨论了煤层甲烷碳同位素在煤层气勘探中的地质意义 ,认为沁水煤层气δ13C1值不仅总体上较高 ,而且随埋深增大而增高 ,说明沁水煤层气存在因煤层抬升而卸压所导致的煤层气解吸—扩散—运移效应 ,从而形成了该区甲烷碳同位素在平面上的分带现象。     

典型生态脆弱区环境地质问题及防治对策研究——以河北坝上地区为例

环境地质问题是以人—地二元相互关系为根本、促进人类与地质环境协调共处的重大课题,一直受到国内外地质学界的高度关注。为进一步揭示生态脆弱区的环境地质问题,本文以生态脆弱区的典型地区——河北坝上为依托,通过广泛收集资料、野外调查取样和室内测试等方法,初步查明和掌握了坝上地区的水文地质、生态环境地质,以及地下水位下降、土地沙化、土地盐渍化及水土流失等生态环境地质问题,针对地质环境条件和产生的主要环境地问题的不同,分区提出相应的防治对策。为相关部门制定坝生态脆弱区地下水和生态环境地质保护对策提供科学依据。     

影响未开采煤层瓦斯含量的地质因素定量分析——以铁法盆地晓南矿14#煤层为例

未开采煤层瓦斯含量及影响因素研究,是煤矿安全生产的重要基础研究工作,以铁法盆地晓南矿未开采的14^#煤层为例,系统分析了影响瓦斯含量的地质因素。采用灰色关联方法,对各影响因素进行研究,建立了灰色关联模型,并计算出各影响因素的关联度。研究结果表明：影响晓南矿14^#煤层瓦斯含量的主要地质因素有煤的变质程度、地质构造、煤层厚度及煤层埋深等。并用多元回归对其进行了瓦斯含量预测。这为未开采煤层瓦斯含量的研究提供了科学方法,并为该煤矿的安全开采提供了基础资料。     

煤层围岩岩石学研究在煤层气评价中的作用──以韩城矿区为例

本文以韩城矿区煤层围岩透气性研究为例，系统论述了以透气性为指标进行岩石学研究的重要作用。笔者利用压汞资料所获得的盖层性能参数，将韩城矿区煤层围岩划分为三种类型六个亚型。从传统的透气性岩石中区分出了半屏蔽层──泥晶灰岩，对砂岩也作了进一步区分。认为煤层围岩透气性统计分析中岩石学研究是必不可少的基础工作。