高硫酸盐矿山废水的处理方法研究进展

高硫煤矿闭坑后成为埋藏在地表以下深部的产酸污染场,对相邻含水层和周边环境造成了潜在危害,且因采动效应影响和矿井空间分布复杂导致相邻含水层的污染过程与污染程度评价困难。以某闭坑矿区为研究对象,选取SO₄ ²⁻作为特征污染物,考虑多煤层采动裂隙对含水层结构的破坏影响,运用数值模拟技术对闭坑矿区酸性矿井水中SO₄ ²⁻污染迁移特征进行研究,并分析流体扩散系数对含水层污染物运移的影响。结果表明：SO₄ ²⁻在二叠系童子岩组砂岩含水层中水平迁移面积随时间增大而增大,增大速率逐渐减小,垂向渗透系数扩大10倍,空间变异性增强;闭坑5、10、15 a后,最大水平迁移距离分别为215、414、612 m,最大垂向迁移距离分别达到50、65、70 m;而扩散系数越大,产酸时间越长,SO₄ ²⁻迁移距离和污染范围将随之增大,相较于水平方向,垂向上SO₄ ²⁻浓度变化对扩散系数的敏感度更高。基于模拟结果,结合闭坑矿区实际条件,针对性提出了“源头减量−过程阻断−末端治理”的综合防控与治理方案。研究结果将为该闭坑煤矿酸性矿井水污染治理与防控提供理论基础,也为其他同类矿井提供科学借鉴。

     

面向2035年我国能源发展的思考与建议

富油煤作为一种集煤、油、气为一体的特殊非常规油气资源,通过原位热解可转化为高附加值焦油、可燃气及半焦固体燃料等,具有解决传统煤炭工业发展过程中绿色开发、清洁低碳利用难题的潜力。在减少煤炭开采污染、提高能效利用等方面,为碳达峰碳中和(“双碳”)目标的实现提供了新的解决方案,也为我国寻求油气资源战略依赖突围提供了重要路径参考。然而,目前国内富油煤地下原位热解的研究仅限于少数先导性试验研究,对于富油煤原位热解的地质环境影响研究与全生命周期地质保障技术探索亟待开展。

基于富油煤开发原位热解的地质环境扰动响应特征,重点探讨了富油煤原位热解对热解区岩体变质、覆岩损伤变形、地下水扰动、地表沉降及地表生态环境等方面的影响,总结了富油煤原位热解地质条件评价与过程监测主要内容和测试技术,梳理了富油煤原位热解地质保障面临的挑战。同时,结合理论研究、技术方法、感测装备、传感单元、数据解译、多源信息融合和工程实践等内容认识,提出了构建富油煤原位热解地质保障技术体系的思考。

分析认为,在富油煤原位热解的新型资源转化利用模式条件下,迫切需要研发与之相匹配的地质保障技术,制定完整的开发、设计、施工、评价方法和标准,以规范和引导富油煤热解技术的发展与应用。此外,还需要在充分挖掘和利用富油煤油气资源固有优势的基础上,积极推动富油煤清洁利用技术的研发创新、安全生产标准的提升以及生态环境保护的深度融合,为煤炭工业实现绿色转型和高效可持续发展提供全面的战略对策与保障。

     

上海酸雨变化及对策

上海市的酸雨状况已引起人们的关注，通过对上海市区近几年来的酸雨状况调查发现，上海的酸雨状况尽管已有了很大改观，但从大气中二氧化硫和氮氧化物浓度的历年变化看，以及比较大气降水中各离子浓度的历年变化，并通过分析硫酸根和硝酸根在大气中的形成过程，发现一些新的情况：即酸雨的类型正在从硫酸型向硝酸型转变，并在上海市区形成了一种硫酸型与硝酸型并重的形式。对此提出了部分控制对策，来防止酸雨的发展变化。     

淮北煤矿塌陷区湿地生态环境营建及旅游产品开发

煤矿塌陷区生态环境治理一直是一个关系国计民生的难题。近年来,淮北市对煤矿塌陷区形成的大面积湿地进行大力整治,经过近20年努力,建成我国第一个煤矿塌陷区国家级城市湿地公园,将昔日荒凉的废弃地变成了生态旅游天堂。对淮北煤矿塌陷区生态环境营建进行分析总结,对其生态旅游产品开发提出了建议。     

基于脱钩模型的煤炭城市可持续发展动态分析——以徐州市为例

促进经济与环境协调是煤炭城市可持续发展的关键和核心。采用物质流分析、脱钩分析和分解分析等方法,深入分析了1995—2007年徐州市经济增长与资源环境之间的脱钩类型、可持续状态及驱动因素。结果表明:研究期内徐州市DMI和DPO的年均增长率分别为2.74%和0.91%,而GDP年均增长率为12.62%,二者之间呈较为明显的正相关关系,而物质代谢效率的提升又使其发展方式呈现向资源节约型、环境友好型发展模式转型的趋势;资源投入、废物排放与经济增长之间均出现弱脱钩现象,表明徐州经济系统正处于显著的弱可持续发展态势;经济规模扩大和技术效应抑制作用减弱是引起煤炭城市资源环境约束性增强、可持续发展降低的主要驱动因素。     

构造煤结构与煤层气赋存研究进展

碎软煤的完整原样制取困难,需要加工制成重塑煤体,为了研究不同压制荷载对煤体物性特征的影响,以重塑煤体为研究对象,基于低温液氮的孔隙测试实验和高压容量法的甲烷吸附实验,探讨不同成型荷载而成的重塑煤体的微小孔结构及其吸附特性的差异。结果表明：不同成型荷载压制而成的重塑煤体,其微孔和小孔的孔容随着成型荷载的增大而略微减少,孔比表面积随着成型荷载的增大而略微增加,总孔体积减少和孔比表面积增加的幅度不大;通过分形理论发现无论高压段还是低压段,孔隙结构具有明显的分形特征,且在高压段的分形维数普遍低于低压段,不同荷载压制而成的重塑煤体的分形维数差别不大;等温吸附线均符合第Ⅰ类等温吸附曲线,Langmuir模型适用于描述重塑煤体的等温吸附,成型荷载对煤的吸附常数有一定的影响,其对吸附常数b值的影响大于对a值的影响。研究不同成型荷载下重塑煤体的吸附特性,为不同条件下型煤制作及冷冻取心实验提供参考。     

瓦斯煤层裸露面蠕变失稳的时间预测研究

通过对煤体蠕变特性的分析,提出采用五元粘弹塑流变模型能很好地描述煤体的蠕变特征。在考虑煤层瓦斯的作用下,得到了含瓦斯的煤蠕变状态方程。由于揭开的煤层裸露面由原来的三向受力变为二向受力,在合适的条件下煤体会产生蠕变。而煤体在双向受压时,裸露面方向的应变为拉应变,当裸露面方向的煤体的拉应变大于煤体破坏时的拉应变时,煤体将产生蠕变失稳。从而可以预测煤体蠕变失稳的时间。研究成果可以解释揭煤工程岩体失稳。     

宁夏煤矿资源的可持续发展与采矿区生态保护

在对可持续发展的认识和意义进行简单论述的基础上,着重介绍了宁夏的煤炭资源概况、发展现状及采矿区的地质灾害,并提出了宁夏煤炭资源实现可持续发展、矿区地质灾害的防治和生态保护应坚持的原则与采取的办法及措施。     

东胜煤田北部延安组沉积体系及聚煤特征

鄂尔多斯盆地延安组在全盆地发育,是盆地内最重要的含煤、油、气地层之一,依据大量的钻井、测井资料,运用沉积学的方法,对东胜煤田艾来五库沟-台吉召延安组沉积体系及聚煤特征进行了分析。研究认为延安组为辫状河、曲流河及辫状河三角洲沉积,沉积微相主要发育有辫状河体系的河床滞留沉积及心滩、河漫滩和河漫沼泽沉积;曲流河体系的河床滞留沉积、边滩、天然堤、河漫滩、河漫沼泽和河漫湖泊沉积;辫状河三角洲体系的分支河道、天然堤和河漫沼泽沉积等。辫状河及曲流河垂向上表现为下粗上细的间断性正韵律或正旋回,为典型的河流二元结构特征。聚煤特征分析认为,辫状河和曲流河体系河漫沼泽环境是有利成煤场所,由于河道的冲刷、下切作用,辫状河道和曲流河道形成的煤层厚度较小、侧向连续性差;三角洲体系的三角洲平原是有利的成煤带,其煤层具有厚度较大、结构较为简单、分布范围较广、连续性较好的特征。     

淮北煤田煤中常量金属元素特征及其对煤成烃的影响

煤中常量金属元素是煤的重要组成,也是影响煤物理化学性质及加工利用的主要因素。通过测试淮北煤田16个煤样的4种常量金属元素（Fe、Ca、K和Ti）含量,分析其含量和赋存特征,并在此基础上,对去除铁元素的煤样和原煤样进行了热模拟实验。实验结果表明,4种元素含量的变异系数较大,元素来源具有多样性;钾元素主要以无机状态存在,其他元素以无机和有机结合态存在;去除铁元素的煤样热解烃含量的降低幅度较大。