Field Measurements of Compaction Seepage Characteristics in Longwall Mining Goaf

Natural Resources Research - The spatiotemporal evolution of goaf caving zone compaction characteristics has important influences on surface subsidence, spontaneous combustion and gas and water...     

煤矿底板突水防治研究进展与探讨

煤矿底板突水是矿井开发中一种严重的地质灾害现象,其受控于多因素影响且具有非常复杂的非线性动力特征。为了解决底板突水问题,从底板突水类型划分、煤矿水文地质条件综合研究、煤层底板突水预测预报方法、计算机成图技术及和数学方法及注浆堵水技术等方面系统总结煤矿底板突水的研究现状及存在问题,在此基础上从不同方面阐述了煤矿底板突水问题研究的发展前景和展望。     

Characteristics of Permeability Changes in Bituminous Coal Under Conditions of Stress Variation Due to Repeated Mining Activities

The factors affecting permeability change under repeated mining of coal seams are important study aspects that need to be explored. This study combined various stress variation characteristics of protective seam mining and simplified the stress path of repeated mining in protective seam mines. Based on the results from the bespoke gas flow and displacement testing apparatus, seepage tests for simulated repetitive mining were carried out. The results simulated the actual behavior very well. With any drastic increase in the mining influence, the axial deviation stress in the stress path increased, and the greater the difference in coal permeability during the unloading and stress recovery stage, the more substantial the increase in permeability. The change in coal permeability was significantly influenced by the severity of simulated repeated mining cycles. When the mining stress exceeded a critical value, the permeability of the coal sample increased with the increase in the number of loading and unloading cycles, but the reverse was true when the mining stress was lower than the critical value. The effective sensitivity of seepage to the applied stress decreased with an increase in the number of stress cycles. With a decrease in the deviation stress, that is, with lower severity of mining influence, the effective sensitivity of coal seepage to stress gradually decreased.

     

徐州煤矿区土地利用变化分析

以3 个时相的卫星遥感图像TM 为主要数据源, 利用神经网络分类法进行监督分类, 获得1987-2003 年间徐州煤矿区土地利用变化的基础数据。由此计算出土地利用类型的动态转移矩阵、土地利用程度变化指数、动态度指数、土地利用变化类型的多度和重要度指数等区域土地利用变化的指数模型, 定量分析该区土地利用变化情况。结果显示: ① 建设用地和水体的面积均保持持续上升的势头; 耕地呈现持续下降态势; 林地先减少后增加; 未利用地面积则呈现出先增加后减少态势。② 在1987-2003 年间, 建设用地和未利用地都主要转向耕地。在1987-1994 年间, 水体主要向林地转移; 耕地主要转向未利用地和建设用地; 林地主要转向耕地。在1994-2003 年间, 水体的转移比例很小; 耕地主要转向未利用地和林地; 林地主要转向水体。③ 在1987-2003 年间, 该区土地利用变化的剧烈程度很大, 并且其土地利用正处于一个衰退期。④ 在1987-1994 年间, 主要的土地利用变化类型分别是: 未利用地与耕地、耕地与建设用地之间的相互转化。在1994-2003 年间, 主要的土地利用变化类型分别是: 耕地转化为未利用地、耕地转化为林地、未利用地转化为耕地、耕地转化为建设用地。     

徐州煤矿区土地利用格局演变分析

利用徐州东矿区1979年、1987年、2001年三个年份的遥感影像分析了矿区景观要素及其景观格局的变化规律。从1979年到1987年,沉陷积水面积增加299.35%,农用地减少7.83%,建设用地增加48.4%。从1987年到2001年,东矿区农用地减少了13.04%,建设用地增加了37.62%,而沉陷积水区增加了137.26%;农用地的9.55%转变为建设用地,5.15%转变为沉陷积水区;建设用地的5.25%转变为农用地,主要集中于报废矿井工业广场附近,是由于部分地方小煤矿关闭后,一些废弃物堆场得到了复垦,3.21%转变为沉陷积水区,主要也是分布在各矿工业广场附近;有14.86%的沉陷积水区转变为农用地,主要位于原沉陷积水区的边缘部分,有10.88%转变为建设用地,主要集中在韩桥矿和权台矿的工业广场范围内。因此,应该加强对沉陷积水区的复垦和综合治理,因地制宜发展生态农业、养殖业、林业、牧业及其加工业,最大限度地利用土地资源。     

陕北风沙区大保当煤矿开采的生态影响分析

陕北风沙区位于毛乌素沙地东南缘,是毛乌素沙地向黄土高原的过渡地带,自然环境十分脆弱。本文通过对陕北风沙区大保当井田进行实地调查研究,结合遥感影像,运用图形叠置法、类比分析法和生态机理法分析了在该地区进行煤矿开采对当地自然植被、野生动物以及神木臭柏自然保护区的影响,并提出相应的生态保护措施。     

采煤塌陷地湿地生态旅游发展策略——以徐州市九里湖湿地为例

煤炭资源开采以后,采空区上覆岩层的原始受力平衡状态受到破坏,依次发生冒落、断裂、弯曲等移动变形,最终涉及地表,形成采煤塌陷地。徐州九里湖湿地正是在采煤塌陷地的机理上发展起来的,其生态旅游的开发以恢复生态学理论为指导,开发对策由生态恢复、环境教育和科研监测三方面构筑,包括人工干预粉煤灰堆填区生态修复、人工恢复湿地植物和水禽栖息地、沟通内外水系实现水循环、人工湿地净化水体改善水质、水岸驳岸去园林化生态处理、采煤塌陷地环境解说、湿地科普宣教活动和科研监测与国际学术交流等。     

采煤塌陷地水域淹没范围模拟分析

采煤塌陷改变了矿区周边的地形地貌特征,使大量的耕地、园地变成水域。选择山东省龙口采煤塌陷区为研究对象,运用ArcGIS软件采集五期1:1万等高线和离散高程点数据,生成1×1 m2正方形网格的数字地面模型(DEM),以地表没有发生塌陷前的1978年DEM为标准高程数据,与其他各期DEM数据进行差值运算处理,得到不同时期采煤塌陷区面积。然后根据水利部门48年来的观测数据,计算出采煤塌陷区不同频率年份丰水期水文特征值,采用"无源淹没"分析法,计算给定水位条件下的采煤塌陷区水域淹没范围。     

陕西长武古土壤深部风化剖面与环境研究

根据作者提出的CaCO₃淀积深度理论、风化剖面的野外鉴别和室内CaCO₃、磁化率测定、粒度分析,确定了陕西长武第4、第5层古土壤底部之下存在深部风化黄土层和迁出了土壤层的CaCO₃结核层。这种风化黄土层和CaCO₃淀积层的发育表明当时风化淋滤作用超出了成壤带深度范围,指示长武第4、第5层古土壤为不具CaCO₃淀积层的中酸性、淋溶型森林土壤。该风化层代表了降水丰富的气候事件,当时年均降水量为900 mm左右。     

Assessment of Rockburst Risk in Deep Mining: An Improved Comprehensive Index Method

With the increasing depth of underground engineering, the risk of coal–rock dynamic disasters such as rockburst is becoming more and more serious and complex, which seriously threatens the safety of coal resource, mine production and the surface ecological environment. However, the existing risk indices and methods used for evaluating rockburst risk cannot be fully applied to deep goal seam group (DCG) mining. For the safe exploitation of coal resources, in this paper, based on statistical analyses of 300 cases of rockburst, six new indices are proposed for evaluating rockburst risk in the DCG, namely dip angle, moisture content, stability of coal seam, advancing speed of working face, disturbance factors and support patterns. In addition, the influence of multiple factors coupling and superposition on rockburst risk was considered. Thus, the Comprehensive Index Method of rockburst risk of Deep Coal seam Group (DCG–CIM) based on analytic hierarchy process was established. Finally, rockburst risk in the evaluation area was quantitatively assessed into four grades, including “No rockburst risk”, “Weak rockburst risk”, “Medium rockburst risk” and “Strong rockburst risk”. Taking the 2233 working face of Hengda Coalmine as an example, the evaluation results show that the ranges of 0–184 m, 224–284 m, 324–384 m, 424–484 m, 524–584 m and 594–624 m from terminal line of haulage roadway on 2233 working face were the medium rockburst risk zones, which are in accordance with the on-site impact damage results and are more accurate than the traditional method. The DCG–CIM can consider more inducing factors and obtain more accurate and reliable evaluation results and is more suitable for deep coal seam group mining.

     

Evaluation of Rockburst Hazard in Deep Coalmines with Large Protective Island Coal Pillars

Natural Resources Research - As the cover depth of coalmines in China increases, large protective coal pillars are widely used to support the overlying strata during mining. After the longwall...     

矿山地质灾害链及其断链减灾实践研究

矿山地质灾害链是由采空区灾害链、矸石灾害链、矿井水灾害链、矿井瓦斯灾害链和高温热害灾害链等组成,它是由煤炭开采活动引发的灾害链,结构上属于树枝状灾链。分析了矿山地质灾害链的链式效应特点以及地质灾害链之间的协同作用、时间和空间分布的复杂多样性以及承灾体类型的多样性等。矿山地质灾害链的承灾体随着灾害链的延伸类型趋多,在其减灾措施中宜在上游的链环上采取措施,以便获得较好的经济效益。针对矿山地质灾害链的特点提出了控制灾害链源头的发生和危害、切断灾害链等措施,并在平顶山煤矿山进行了实践。     

神府煤田风沙区采煤塌陷对粒度成分特征的影响

为了研究采煤塌陷对地表环境的粒度成分(机械组成)影响作用与过程,通过野外调查和取样,以神府煤田风沙区采煤塌陷1年、塌陷2年的塌陷区和非塌陷区(对照)为研究对象,采用对比法系统地分析了采煤塌陷区粒度变化特征。结果表明:塌陷1年、塌陷2年塌陷区粒度组成以粗沙和中沙为主,占整个组成的65%以上,非塌陷区以中沙和细沙为主,约占80%;多变量方差分析表明,塌陷1年、塌陷2年塌陷区粒径变化无明显差异存在,而与非塌陷区粒径变化有显著差异;塌陷区沙粒起动风速随着平均粒径的增大,以对数函数增加,而风蚀量与平均粒径的关系则随着起动风速的增大,以指数函数增大。塌陷1年、塌陷2年塌陷区粒度分布曲线均为双峰态,峰值出现在0.54 mm和0.125 mm处,众数组出现在0.63~0.45 mm和0.1~0.065 mm,而非塌陷区粒度分布曲线为单峰,其极值出现在0.125处。塌陷区地表(0~10 cm)范围内细粒和极细粒基本被风带走,地表颗粒呈现粗化现象,潜在的可风蚀性程度加强。     

黄土高原北部神府东胜矿区暴雨过程动态设计

应用水文学雨型动态设计原理,根据黄土高原北部神府东胜矿区暴雨特征,分析计算出该地区不同雨强不同重现期的暴雨量,并按照矿区最大1 h、6 h、12 h和24 h暴雨记录,采用不同历时曲线的主雨峰对齐、算术平均、滑动挑选的方法,分析概化出矿区不同时段每年一遇的暴雨历时控制雨型,绝大部分高强度暴雨均属于超前型。应用暴雨动态过程设计方法,可以计算分析无气象、水文测站的每一个小流域的暴雨过程。从而为流域产流汇流、侵蚀量的计算奠定了基础,并使所计算出的流量和侵蚀量更有可用性。     

中国地级煤炭城市经济运行机制及路径分析

建立指标评价体系，采用多种定量方法，对中国地级煤炭城市经济运行机制和路径进行了分析比较。研究显示：①资金投入产出转换能力因子、从业人员投入与城市基础设施保障因子和城市职能与城市环境改善因子是地级煤炭城市经济运行的三大宏观机制，且它们的贡献度依次降低，由此得出11项重点控制指标。②地级煤炭城市经济运行总体水平并不太高，且呈现不平衡的发展趋势，其演进有着独特的劣化顺序。     

季节性积雪区不同遮挡条件下深霜发育比较

以中国科学院天山积雪雪崩研究站为研究区,在2009～2010年冬季观测期利用体视显微镜(XTZ-E)及拍照设备和雪特性分析仪(Snow Fork),对3种遮挡条件的开阔地(0遮挡)、树缘(50%遮挡)和树下(90%遮挡)的积雪深霜进行连续观测,比较和分析西北季节性积雪区不同遮挡条件下的深霜发育特征。研究表明:1)深霜发育主要受温度制约,其次是温度梯度。由不同遮挡条件引起积雪累积和太阳辐射差异而导致雪深不同,从而形成的温度环境差异,是深霜发育差异的根本原因。2)深霜发育厚度与雪深呈正相关关系,有开阔地(0遮挡)>树缘(50%遮挡)>树下(90%遮挡),融雪期深霜的消减速率为树下>开阔地>树缘。3)深霜冰晶粒径呈先减小(稳定累积期-过渡期)再增大(-融雪期)的变化,积雪稳定累积期后,深霜粒径开阔地>树缘>树下。4)2009～2010年冬季雪深大,因而圆角深霜(DHxr)和圆角刻面冰晶(FCxr)在深霜中发育最多,二者共占70%～80%。开阔地易发育杯型深霜(DHcp),树缘和树下则易发育柱状条纹深霜(DHla)、棱柱状深霜(DHpr)和刻面冰晶(FCso)。深霜中胶结态冰晶约占10%～30%,其比例在开阔地深霜中递减,而在树缘和树下处递增。     

基于CLUE_S模型的矿区土地利用变化情景模拟——以徐州市贾汪矿区为例

以徐州市贾汪矿区1986、1996、2006和2016年4期遥感影像为数据源,基于CLUE-S模型,在传统Logistics回归模型的基础上引入空间自相关因子形成Autologistic回归模型,选取政策、自然环境、社会经济和空间约束等因素,对贾汪矿区2016年土地利用空间分布格局进行模拟以检验精度。在此基础上对研究区2026年趋势发展、经济发展和生态保护3种情景下的土地利用空间分布格局进行了模拟。结果表明：1）Autologistic回归模型在土地利用情景模拟过程中能够更好地反映真实的土地利用格局;2）研究区2016－2026年不同情景下,建设用地在3种情景下均呈现明显的增加趋势,未利用地面积持续减少,其中经济发展情景下建设用的增幅最大,生态保护用地情景下建设用地增幅最小,在生态保护情景下,林地、耕地等生态用地受到保护,建设用地的扩展速度被抑制。 关键词：土地利用变化;CLUE-S模型;Autologistic回归模型;情景模拟;贾汪矿区     

楼观台森林公园深层生态旅游开发的模式探讨

提出了深层生态旅游开发的概念,构建了一个“两翼对接”模式。在广泛野外调查的基础上,依据上述理念和开发模型,针对楼观台国家森林公园的景观资源特征,对其深层生态旅游开发进行了系统设计。具体而言,重点突出了自然山水、生物景观和道教文化三方面设计,揭示了三大类60个景物的生态文化主题,设计了相应的开发展示模式和游客生态体验方式。其目的在于,提高森林公园生态文化的展示水平和加深旅游者的生态体验。     

矿山土地破坏程度评价--以攀枝花市花山煤矿为例

土地破坏程度评价对指导矿山土地复垦和生态重建具有指导意义。应用模糊数学综合评价方法对花山煤矿土地破坏程度进行评价。介绍了模糊数学评价的原理、方法和评价程序,确定了各种破坏类型土地的破坏程度评价因子、因子权重及评价等级。根据土地破坏类型,花山煤矿破坏土地可划分为两大类六单元。各单元分别建立起土地破坏程度评价的模糊评价矩阵,最终评价得出花山煤矿土地破坏程度综合评价结果为:江边排矸场为重度破坏,C区排矸场为中度破坏,地表塌陷区、水泥厂排矸场、金塘湾排矸场、沿江沟排矸场为轻度破坏。     

内蒙古伊金霍洛旗煤矿开采对土壤性质影响评价

本文以伊金霍洛旗纳林陶亥镇煤矿集中区土壤性质为研究对象,通过野外调查取样和室内分析,对矿区土壤性质空间变化进行了研究,并运用主成分分析法对矿区土壤性质进行了综合评价。结果表明:内蒙古伊金霍洛旗煤矿开采对土壤性质影响显著。土壤性质随矿区影响半径的增加,采煤活动对其影响程度逐渐降低,且表层土壤受到的扰动最为强烈。相比矿区外部,矿区内部土壤受到影响较大,深层与表层土壤稳定性较差,而矿区外部土壤受到影响较小,土壤肥力流失随土层深度的增加而减缓。