煤矿塌陷水域水环境现状评价及综合利用分析

为了准确评价煤矿塌陷水域水质,采用主成分分析法和模糊综合评价法2种方法并进行改进,构建煤矿塌陷水域水质综合评价模型。选择了淮南潘集矿区14个大型塌陷水域,布设采样点对水质采样监测,综合评价塌陷水域水质污染现状。评价结果显示,改进后的主成分分析法计算的第一主成分方差贡献率显著提高,方差贡献率达98%;第一主成分方差贡献率大于85%,采用第一主成分所有指标作为模糊综合评价法评价因子,评价结果显示各塌陷水域受到了不同程度的污染。由于选取了统一的评价指标项,同类型塌陷水域的水质评价结果具有可比性,评价结果可以为合理规划利用塌陷水域水资源、建设淮南"平原水库"提供基础资料。     

淮南矿区塌陷水域环境效应

为提供煤矿塌陷区水资源综合利用的理论基础,选择了淮南矿区塌陷时间不同的塌陷水域,监测、分析评价水体的理化指标、重金属元素.结果表明：矿区内塌陷水域均受到了不同程度的污染,部分理化指标随塌陷水域形成时间增长有累计作用,具有随季节变化的特征;对照渔业水质标准和地表水质量标准,塌陷水域中重金属元素除Hg超标外,As,Cd,Cu,Pb,Se,Zn等元素均不超标,未对塌陷水域构成重金属污染.     

采煤塌陷水域水质演变预测模拟分析

淮南矿区采煤塌陷水域蕴含着大量的水资源,为保护和合理利用塌陷水域水资源,建立起生态-水质数学模型预测塌陷水域水质演变。模型采用有限差分法离散,生态动力学项与扩散项脱耦处理,水质状态变量选择NH4＋-N、NO2--N、NO3--N、DO、BOD、PO43-（磷酸盐）、CHL（叶绿素a）7个指标。运用该模型对淮南张集矿和顾桥矿不同塌陷年龄的水域水质进行模拟计算,结果表明：超过6年的塌陷水域污染物呈逐年下降趋势;预测2020年张集矿1号塌陷区的7种水体染污指标模拟浓度分别为0.440、0.004、0.008、8.190、4.180、0.034和0.020 mg/L,水质将会变得较好。     

淮南矿区塌陷水域水质理化特征分析

通过监测发展阶段的塌陷水域水体的理化指标:温度、透明度、BOD5、CODcr、总碱度、总硬度、常规离子等,分析淮南塌陷水域水质现状。监测结果表明:监测区域水体受到不同程度的污染,主要污染指标为BOD5和CODcr;水体中溶解氧丰富,总碱度、总硬度、Cl-、Ca2 和SO24-随时间推移有累积增长效应,这为塌陷水域的综合利用提供一定理论依据。     

淮南矿区塌陷水域水质理化特征分析

通过监测发展阶段的塌陷水域水体的理化指标：温度、透明度、BOD5、CODcr、总碱度、总硬度、常规离子等，分析淮南塌陷水域水质现状。监测结果表明：监测区域水体受到不同程度的污染，主要污染指标为BOD，和CODcr；水体中溶解氧丰富，总碱度、总硬度、Cl^-、Ca^2＋和SO4^2-随时间推移有累积增长效应，这为塌陷水域的综合利用提供一定理论依据。     

淮南市典型采煤塌陷区水域环境现状评价

通过对塌陷区水域的监测，从不同角度对塌陷区水域的水质状况进行了分析评价.结果表明：大通塌陷水域属于轻度污染，潘三矿塌陷水域属于中轻度污染，而谢二矿南大塘污染相对较严重，属于中度污染；从富营养化程度划分，大通塌陷水域是贫营养型，潘三矿塌陷水域是中营养型，而谢二矿南大塘是富营养型.大通矿和谢二矿塌陷水域水质属于Ⅴ类，潘三矿塌陷水域达到Ⅳ类水质标准.     

采煤塌陷水域富营养化评价与分析

为了解张集和顾桥矿区采煤塌陷水域的富营养化状况,选择6个典型的塌陷塘,运用综合营养指数法(TLI),对其富营养化程度进行评价与分析。结果表明:张集和顾桥塌陷区的水质均已达到轻度富营养化的水平。     

煤矿沉陷水域重金属含量高光谱反演

为研究矿区沉陷水域重金属元素含量快速有效的监测方法,以淮南市潘一矿沉陷水域为研究区域;首先利用ASD FieldSpec 4地物光谱仪采集采样点的光谱数据并采集样本,其次,对取回的水样中Cu,Pb,Zn,As,Cd和Cr六种重金属元素含量采用原子吸收光谱仪和原子荧光光度计测定;然后,对光谱数据进行微分变换及倒数对数变换,将变换后的光谱数据与水体重金属含量进行相关性分析,并提取特征光谱;且根据相关性分析结果选择显著相关的波段进行建模。采用单波段分析、多元逐步回归(SMLR)分析及波段深度与偏最小二乘回归(PLSR)结合3种方法分别建立基于光谱反射率估算水体重金属含量的预测模型,并对预测模型进行精度评定,选取各重金属含量的最佳预测模型。结果表明,经过微分变换的光谱波段与重金属元素含量的相关系数有显著提高且达到了更高的相关度。微分变换后,Cu,Pb,Zn,As,Cd和Cr五种重金属元素的最大相关系数分别为0.874,-0.648,0.824,0.764,0.636 和-0.885;Cu,Cr元素含量与二阶微分变换光谱建立的单波段回归模型为最佳预测模型,验证R2分别为0.823,0.806。Pb元素、Zn元素、As元素和Cd元素含量与光谱数据的二阶微分建立的逐步回归模型为最佳预测模型,验证R2分别为0.774,0.724,0.564,0.767。该模型可用于潘一矿沉陷水域重金属含量的快速监测。     

煤矿塌陷复垦区6种菊科植物土壤重金属污染修复潜力研究

采集淮南潘一煤矿塌陷复垦区6种常见的菊科植物，通过测定植物及根区土壤中的重金属，研究重金属在植物体内的吸收、分布和富集特征。结果表明，潘一煤矿塌陷复垦区土壤已受到不同程度的重金属污染，6种菊科植物对重金属的富集和转移，因植物种类、部位和金属类型而不同；与普通植物体中重金属含量相比，6种菊科植物表现出了对Ni、Cr、Pb、Cd积累特性；由于受成土母质和研究区域土壤环境质量的影响，调查的6种菊科植物地上部分重金属含量均未达到超积累植物的临界含量标准，没有筛选出超积累植物。但是调查发现，洋姜（Helianthus tuberosus）和一年蓬（Erigeron annuus）对Cd元素同时具备超累积植物的两个基本特征，这两种植物的生物量大，生长速度快，对环境的适应性强，可以列为煤矿塌陷复垦区Cd污染修复先锋植物，其植物修复潜力值得进一步研究。     

武夷山市地表水重金属含量及水质评价

为有效评价重金属元素对武夷山水体的污染危害,以武夷山崇阳溪及九曲溪水系为主要水域进行重金属污染分析。运用最大单因子指数法、内梅罗污染指数法和潜在生态风险危害评价法对武夷山水体进行了综合水质评价,结果表明:该水体总体水环境质量较好,部分水域存在较低的潜在风险。     

黄河泥沙间隔条带式充填采煤沉陷地复垦技术及实践

为研究黄河泥沙充填采煤沉陷地复垦新技术,选取山东省德州市邱集煤矿采煤沉陷地为研究对象,提出了间隔条带式充填采煤沉陷地复垦技术工艺流程并进行实践,通过研究复垦农田地貌景观、土壤剖面、复垦土壤理化性质以及复垦农田生产力,揭示复垦新技术工艺的优越性。结果表明:黄河泥沙间隔条带式一次性充填采煤沉陷地复垦技术可行,土地复垦率为100%,耕地面积恢复率可达95.12%;技术实现表土和心土的分别剥离与回填,构造出与原有农田相似的上部60 cm土层结构,具有较好保水性和持水性,但在覆土过程中存在机械压实情况,具有较高的密度和较低的孔隙度;复垦农田覆盖土壤p H值较高,覆土层属于中度盐土,其基本不缺全磷、全钾(中高水平),轻度缺少速效钾状态(中级水平),缺少速效氮、有效磷、有机质(低级水平)和严重缺少全氮(极低水平),因此在复垦农田耕种过程中注意施加氮肥和有机肥;实地测产发现,复垦农田玉米产量(11 961.07 kg/hm2)与对照农田产量(13 032.80 kg/hm2)无显著差异(P0.05),说明复垦当年即可达到原有农田产量。通过山东省邱集煤矿采煤沉陷地黄河泥沙充填复垦的实践,验证了黄河泥沙间隔条带式充填采煤沉陷地复垦技术的可行性,并可为该技术在其他地区的推广提供借鉴。     

工作面推进过程中陷落柱滞后突水快速注浆治理技术

以团柏煤矿10-106工作面陷落柱突水注浆治理为例,分析了陷落柱空间结构特征及突水水文地质条件,制订并实施了陷落柱形态探查设计,提出了对陷落柱快速注浆封堵的治理方案。根据陷落柱结构特征及工作面地质条件,确定了快速注浆工艺,设计出堵水效果检验钻孔,最终实现了治理目标。     

基于RFPA数值模拟的底板突水危险性评价

为解决杨村煤矿十采区下组煤开采受底板突水威胁问题,运用RFPA数值模拟软件对杨村煤矿十采区16上煤层开挖过程中的底板破坏规律进行了研究。通过建立符合实际条件的数值模型,计算出了煤层在分步开挖过程中底板受矿井压力作用影响下的破坏深度和发展规律。在此研究基础之上,利用考虑煤层底板破坏深度的突水系数法对研究区煤层开采过程中的底板突水危险性做出了合理评价,并将研究区划分为较危险区和危险区2个等级。该研究成果为杨村煤矿十采区16上煤层的安全开采提供了可靠依据,可以有效地指导采区开采过程中的底板水防治工作。     

新桥煤矿矿井水深度处理技术及应用

针对矿井水水质特点,在矿井水原有处理系统的基础上,新桥煤矿对矿井水进一步进行了深度处理,满足了矿井生活用水需求,解决了矿井生活用水因水源井逐步枯竭引起供水不足的难题,减少了矿井废水排放量。     

担水沟煤矿9101工作面奥灰水突水危险性研究

宁武煤田北部平塑矿区煤矿开采受奥灰底板承压水威胁,由于奥陶系灰岩含水层富水性强、水压高、补给水源区域广、隔水层相对薄弱、区内断裂构造及陷落柱发育,致使该区煤层开采受奥灰水严重威胁。煤层开采时,对断层及陷落柱导通奥灰水的危险性分析与研究显得极为重要。文章结合担水沟煤矿9101工作面实际情况,做一些浅析。     

挡水墙引流技术的应用研究

随着煤矿开采深度的不断增加,矿井突水事故日趋增多。陈四楼煤矿的2517工作面回采期间受邻近工作面老空区动水影响,对安全生产影响较大。通过综合分析,确定了通过施工挡水墙将动水引流至巷道的方案,并根据相关设计规范合理确定了挡水墙的厚度等结构参数,成功施工了挡水墙。2517工作面已安全回采,挡水墙引流效果明显,达到了工程设计的要求。     

聚类分析在任楼矿水源判别中的具体应用

介绍聚类分析的原理及步骤 ,通过对任楼矿三个突水点的水源与四个含水层的水质特征进行分析判别 ,为水源判别提供了一种行之有效的方法。     

基于PCA-RA的滨海矿井水源识别技术研究

煤炭开采过程中矿井水害的发生,严重威胁着煤矿的安全生产,确定水源数量和类型对于矿井水害的防治具有重要意义。为了明确滨海煤矿矿井水补给来源的数量和类型,以龙口梁家煤矿为例,对矿区内不同水体(矿井水、第四系水和地表塌陷区积水)分别进行取样,并基于水化学和主成分分析-残差分析(PCA-RA)进行矿井水源识别。结果表明:梁家煤矿区内第四系水、地表塌陷区积水和矿井水中的主要化学组分含量差别较大,且受到了海水入侵作用的影响。就均值而言,矿井水中的阳阴离子质量浓度分别存在着ρ(Na⁺)>ρ(Ca²⁺)>ρ(Mg²⁺)>ρ(K⁺)和ρ(HCO₃^-)>ρ(Cl-)>ρ(SO₄²)>ρ(Cl-)的关系。不同水体中,Cl-和Na+均为优势阴、阳离子,水化学类型以Na-Cl型为主,并且3种水体之间存在着一定的水力联系。选取的水化学数据适合进行PCA,但仅根据特征值大于1或是累计方差贡献率大于85%来确定主成分的数量,并不能很好地表征原始数据的全部信息。基于水化学和PCA-RA方法,确定了梁家煤矿矿井水共有5个补给来源,即海水、富HCO3基岩水、塌陷区积水、混合水和第四系水。PCA-RA法能有效地处理和表征原始水质数据信息,可更加合理地确定矿井水的补给来源类型和数量。研究结果可为滨海煤矿区的水害防治提供科学依据。