田湾河流域地貌和水系对泥石流分布的影响

田湾河流域易发生泥石流,近年来发生泥石流的分布在其左右岸呈现较大差异,左岸发生过泥石流的沟谷数远小于右岸。通过实地考察,获取流域的特征数据,对沟谷比降特征和水系发育情况进行分析。研究发现,田湾河右岸的沟床比降为"先缓后陡"型,而左岸沟谷为"先陡后缓"型,后者沟谷发育更趋于成熟,沟谷形态相对稳定,不易发生泥石流;左右岸Horton比均在合理范围,然而右岸水系更加发育且右岸沟谷形态尚不稳定,右岸的各级Horton比的变幅较左岸大,河网形态对泥石流触发有不同影响。     

黄土沟谷区浅埋煤层开采斜坡变形破坏机理

为了分析浅埋煤层开采条件下黄土沟谷两侧斜坡的变形破坏机理，基于隆安煤矿深岩沟区域煤层开采地质条件，采用三维数值模拟计算以及理论分析相结合的研究方法，研究了煤层开采后上覆岩土体的应力分布规律、两侧坡体位移分布规律、变形破坏特征以及失稳破坏过程等。结果表明：沟谷两侧斜坡位移以竖直方向为主，水平方向位移均指向采空区中心。斜坡根据变形特征可分为4个变形区：采空区上方一定高度范围内的覆岩冒落塌陷区|采空区中部的松散土体弯曲沉陷区|松散土体弯曲沉陷区和地表移动边界之间的拉裂-倾倒区|地表移动边界之外的未影响区。斜坡的失稳破坏过程可以分为4个阶段：中部沉陷—两侧及后缘拉裂—剪切变形—失稳破坏。研究成果可以为黄土沟谷区域地质灾害评价、采动边坡变形破坏预测以及地表保护提供借鉴。     

地表沟谷对上湾煤矿超大采高工作面矿压显现规律影响分析

采用实地测量、遥感分析、理论计算等方法,就神东矿区地表石灰沟对上湾煤矿8m超大采高工作面开采矿压显现影响进行了分析研究。结果表明,石灰沟对工作面整体影响范围约为950m,可划分为正常回采区、沟谷影响区、沟谷影响危险区等3个区域;工作面覆岩存在2个关键层,其中主关键层与石灰沟沟底垂直距离约为17.7m,主关键层受沟谷地貌的侵蚀影响程度不明显,主关键层保持完整且破断后容易形成稳定的"砌体梁"结构,预计工作面发生明显动载矿压灾害的危险性较小。鉴于超大采高工作面上覆岩层运移规律、矿压显现规律、顶板控制、巷道围岩控制均呈现新特点,提出了矿压监控与预测、主关键层强化、开采技术方案优化、工作面支护质量提升等系列超大采高工作面过沟谷地貌动载矿压防范措施。     

海西早期岩溶改造作用及古地貌恢复-以塔河2区为例

塔河油田2区奥陶系储层为一间房组碳酸盐岩礁滩相地层,结合储层岩芯、岩石薄片、测井分析及地球化学特征,进行了构造-沉积特征研究,通过井震结合,应用填平补齐法,恢复了该区及周缘奥陶系顶面海西早期岩溶古地貌,并划分为4个亚地貌单元,分析了奥陶系储层特征及成岩作用,研究了储层岩溶作用期次,得出海西早期的溶蚀-岩溶-构造破裂是储层改造的主要作用机制;通过现今钻井缝洞单元分布,结合海西早期岩溶古地貌、古水系及断裂控制,提出储层发育的有利区带,得出环T443、TK220、T207井附近泄水洼凼北部区域是岩溶储层发育最有利区域。     

DEM在平朔露天矿区地形演变研究中的应用

地形是区域自然环境的重要组成部分,数字地形分析为人们研究地表演化过程提供了全新的技术支持。基于1∶10000比例尺DEM数据,在数字地形分析的基础上,对平朔露天煤矿区原始地貌和人工堆垫地貌的高程-平面面积、高程-地表面积和地表水系结构进行了对比研究。结果表明,人工堆垫地貌较原始地貌高度增加20~100 m;面积随着高程变化而变化,相同高程情况下人工堆垫地貌的表面积要比原始地貌大。人工堆垫地貌较原始地貌的面积在海拔1475,1425和1350 m处变化幅度大;矿区地貌景观特征发生了巨大的变化,人工堆垫地貌呈塬面水平梯田形,顶上平坦,坡面为凸形;人工堆垫过程引起原始地貌地表水系的自相似性遭破坏,人工堆垫地貌出现了环形和放射状水系,现代水系格局尚未定型。     

沟深对浅埋煤层工作面矿压的影响规律研究

针对神东矿区活鸡兔井在沟谷地形下工作面动载矿压灾害问题,通过理论分析和模拟实验,就沟谷沟深对工作面动载矿压的影响规律进行了研究。结果表明：当工作面推进到沟谷地形时,沟深越深,覆岩主关键层(PKS)被侵蚀的可能性越大,由于沟谷上坡段被侵蚀的 PKS 块体不能够形成稳定的砌体梁结构产生失稳,从而使亚关键层(SKS)结构块体承受的载荷迅速增大,导致工作面发生发生动载矿压灾害事故;反之,若沟深较小,PKS 块体未被侵蚀,则一般不会发生矿压事故。理论分析和模拟结果与现场实测吻合良好。     

展望分形理论在构造煤裂隙研究中的应用

我国的构造煤发育较为普遍,构造煤发育区不仅是瓦斯突出的危险地带之一,还可能是煤层气开发的有利区域,现有的构造煤分类只是定性的,没有实现统一,在应用中存在一定困难,由于构造煤的裂隙结构具有典型的非线性特征和分形理论在地质中的广泛应用,所以可通过分形几何使构造煤的研究定量化,提出基于非线性特征的构造煤分类方案,为构造复杂区煤层气勘探与开发和矿井瓦斯突出预测提供科学依据。     

柯城区双岭沟泥石流发育特征及发展趋势分析

双岭沟沟区降雨量丰富,多暴雨.支沟纵坡陡,沟谷内分布的第四系松散堆积物,由于受降雨等作用影响,滑坡、崩塌发育,这为泥石流的形成提供了物质条件.在野外调查的基础上,从地质、地貌、水文地质、气候和人为活动等务件入手,对双岭沟泥石流的发育条件、灾害特征和发展趋势进行了分析,并初步预测其未来变化趋势,为流域的综合治理提供了科学依据.     

综采工作面过沟谷地貌的覆岩结构演化规律及协同控制

为解决中西部地区沟谷地貌条件下厚煤层综采强矿压灾害问题,采用理论分析和数值模拟方法,研究沟谷地貌条件下开采覆岩结构特征和时空演化规律,建立沟谷地貌条件下回采工作面支架承载力学模型,得到支架载荷并进行支架合理选型,提出了协同控制措施。研究结果表明:工作面进、出沟谷过程中,破断块体临空侧在上坡段缺少水平应力,无法形成稳定铰接结构,极易发生滑落失稳和整体下沉,失稳后全部载荷作用于工作面支架,是强矿压事故发生的根本原因。提出支架工作阻力和支架架型优选,以及对动载易发区域超前预警、加强临时支护的协同控制措施,现场实测发现ZY12000/28/64D型液压支架工作状态良好,能够较好地适应沟谷地貌条件下煤炭的安全生产要求。     

莱芜煤田东港井田19~#煤层断裂构造分形特征分析

利用分形理论对东港井田19#煤层断裂构造分形特征进行了研究。研究发现井田断裂构造分布具有良好的统计自相似性,用分形维数来描述可很好地反映断裂构造的发育程度、断裂构造分布范围和展布方向。通过对已采区断层构造分形特征的定量研究,对未采区的构造进行了预测,取得了较好的效果。     

铜矿区排土场生态恢复工程实施效果评价

以复垦后的某铜矿区排土场生态系统为研究对象，从植被恢复、水土保持、地形地貌、污染治理效果等方面，系统分析了其生态修复工程的实施效果。结果表明：生态恢复区土壤酸性问题得到有效改善，土壤pH提高至7.64~8.01，区域酸性水源头减量化明显，年产生量减少约18.14万m3。治理区植物品种达17种，生物多样性高，植被覆盖度达95%以上。建设了截水沟、导水沟和排水沟，有效防止了地表汇水径流和平台积水对坡面土壤的冲刷作用。因势造形和修整坡面，提高了边坡稳定性和修缓坡面，复垦区域生态系统已进入正常的演替过程。本研究对生态恢复工程的实施效果进行系统评估，为矿区生态重建提供理论和实践依据。     

高原高寒煤矿区生态环境修复治理模式与关键技术

矿山的生态治理与环境修复是保证资源开采可持续发展的必要条件。高原高寒煤矿区生态修复涉及煤炭资源勘查开发与保护、冻土、水资源、草甸湿地、土壤、植被、生态环境等多方面的科学问题,难度较大。根据问题导向、科学精准、集中整治、分类施策的要求,遵循“山水林田湖草是一个生命共同体”的理念,对青海木里矿区煤炭露天开采存在的生态环境问题研究发现,目前矿区存在的生态环境问题有地貌景观破坏、植被破坏、土地挖损和压占、冻土破坏、水系湿地破坏与采坑积水、地下水含水层破坏、土地沙化与水土流失、不稳定边坡8种类型。针对以往煤矿开发造成的八大生态环境问题,以煤炭生态地质勘查理论为指导,综合研究并形成了地形地貌重塑技术、土壤重构及植被恢复技术、水系自然连通技术、煤炭资源保护技术、边坡稳定性综合监测技术五大关键技术。综合运用以上技术,系统对采坑渣山治理、植被恢复、水环境和资源等进行统筹规划,对矿区生态环境进行综合整治,形成4种具有高原高寒特色的生态修复重点治理模式,分别为水系连通、引水代填、关键层再造以及依山就势。治理工程实践中按照“地质+生态”、“自然恢复+工程治理”的综合治理思路,通过与各井渣山边坡稳定程度、水系传输与采坑积水情况、资源赋存状态等相结合,最终形成“一坑一策”的7种治理方法:边坡阶梯整治+坑底部分复绿+引水代填形成高原湖泊(聚乎更三号井)、保留采坑积水形成的高原湖泊+边坡与渣山整治+覆土恢复植被+水文定期监测(聚乎更四号井)、采坑部分回填形成梯田+边坡与渣山整治+植被复绿+地表水系自然连通(聚乎更五号井)、资源保护+边坡与渣山整治+采坑形成高原湖泊+水系自然连通+植被复绿(聚乎更七号井)、边坡与渣山平整+植被复绿+保留高原湖泊+水系自然连通(聚乎更八号井)、资源保护+采坑回填+削坡整治美化+地貌恢复与周围环境相协调(聚乎更九号井)、采坑回填+边帮整形+坑底就势整平+景观协调(哆嗦贡玛区)。探索了露天煤矿区生态环境一体化修复治理路径,在木里矿区生态修复治理实践中得到有效的应用。     

露天石材矿山地质环境影响及生态恢复研究

通过对贺州市同乐石灰岩矿现状调查,矿区面积为24.15 hm²,矿山主要采用自上而下的露天台阶式开采方式,开采边坡总高度达140 m,总计损毁土地面积为24.80 hm²,使矿山地质环境遭受了严重破坏,地质环境影响总面积为122.12 hm²。根据采场边坡、堆料场边坡、岩溶塌陷等易发地质灾害现象,以地形地貌景观的影响和破坏程度、土地资源的占用破坏程度、水土污染的影响和破坏程度为研究对象,采取有效的工程手段,利用采场边坡削整、采场底部开挖排水沟、表土场周边砌筑挡土墙、植被恢复等措施,以消除或减轻地质灾害隐患,改善矿区生态环境,修复已损毁的土地资源,提升历史遗留矿山与周边地形地貌景观的和谐度,促进经济社会的可持续发展。     

平顺老马岭岩溶陷落柱的发现及形成时段探讨

岩溶陷落柱是华北煤系中大量赋存的一种危害矿井生产的灾害地质现象,探求岩溶陷落柱的形成时段是进一步研究其运动学过程、导水性及分布规律的基础。野外调查发现,山西省平顺县老马岭1 450m的分水岭上发育一赋存在奥陶系灰岩中的岩溶陷落柱。基于老马岭岩溶陷落柱柱体剖面揭示的形态学特征、流域构造地貌与岩溶水系统演化的表生过程模式及之前对太原西山岩溶陷落柱群形态特征的统计结果,发现平顺河流域岩溶地貌演化经历了2期夷平面与1期宽谷面,其间构造活跃期山顶面平均剥蚀速率分别为19.2,45.3,220.0m/Ma;得出岩溶陷落柱发育于构造稳定、岩溶水侧蚀作用加强的夷平面形成时期;类比证实了奥陶系灰岩顶面横截面积为40m×60m的老马岭岩溶陷落柱完全可以塌透上覆176.5m厚的地层。进而从陷落柱柱体岩块最大塌落距、发育的地貌部位及前人对夷平面时间的研究成果,探求出老马岭岩溶陷落柱形成时段为42~25Ma间的甸子梁夷平面发育时期,同时也表明老马岭岩溶陷落柱可作为本区甸子梁期夷平面存在的重要标志。     

沈北矿区供水含水层地下水形成及分布规律

介绍了沈北矿区水文地质单元供水含水层发育特征及地下水补给,径流、排泄条件。在不同的地貌形态及构造地段地下水形成及分布规律,为今后的水源地选择提供了依据。     

重庆大水井崩滑体灾害防治技术研究

针对大水井崩滑体灾害急需治理的现状,对该崩滑体的变形特征等进行了研究。结果表明:大水井崩塌体中1号变形区的“强变形区”滑面已经形成,在地表裂缝密集区域已经贯通,“弱变形区”滑面尚未形成;在工况1条件下,1号和2号变形体均处于稳定状态,在工况2条件下,1号变形体处于欠稳定—基本稳定状态,2号变形体处于基本稳定状态;崩塌体后侧的陡斜坡在天然少雨条件下处于基本稳定状态,在强降水的冲刷下该斜坡中极易再次发生坡面水（泥）石流;建议采用“方案4:搬迁避让+斜坡绿化+修缮截（排）水沟”的治理方案。     

旋转水射流割缝提高穿层钻孔抽采效果的试验研究

从旋转射流的理论基础和煤岩失效2个方面对旋转射流割缝的机理进行了研究。通过扩大穿层钻孔直径,增加了煤层暴露面积和卸压范围,提高穿层钻孔的抽放效果。结果证明,旋转水射流割缝技术技术可行,抽采效果显著,是提高穿层钻孔抽采效果的有效途径之一。     

唐河县水泥厂废弃矿山地质环境特征与治理恢复探索

通过调查露天开采的废弃大理岩矿山,明确得出:矿区现有63个采坑,18处高陡边坡,3处废弃渣堆,20处石料堆,6处危岩体,1处不稳定斜坡,6处废弃建筑,土地损毁面积297 679.41 m2,原有地质环境条件遭受了极大的破坏。为了消除矿区地质灾害、修复地形地貌景观及土地资源,基于地质工程情况,采用结构面赤平投影理论进行了分析,认为矿山岩质边坡存在发生岩体崩塌地质灾害隐患且稳定性较差。通过治理工程方案优选,采取“边坡整治工程+地形地貌整治工程+排水工程+土地资源恢复工程+生态恢复工程+警示工程+监测工程”等措施进行综合治理,以期恢复矿区生态环境。探索了恢复矿山生态地质环境的有效方法,以缓解矿业开发与环境保护之间的矛盾,为开展矿山地质环境保护和治理工作提供了依据。     

基于GIS的嘉陵江上游地质环境评价

嘉陵江流域地跨多种地貌类型，自然资源丰富，但地质灾害频繁，水土流失严重，水资源衰竭，地质环境质量日趋恶化，这些极大地制约了当地国民经济的发展。文章基于地理信息系统（GIS）技术，综合考虑区域地壳稳定性、岩（土）体工程地质特征、地下水资源、地质灾害、水土流失等因素，用层次分析法确定个指标权值和用模糊综合评判模型对嘉陵江上游地质环境进行了综合评价，把嘉陵江上游地质环境质量划分成优、良、中、差4个级别，得到了地质环境质量综合评价分区图。以期为科学的开发嘉陵江流域自然资源，合理利用与保护开发地质环境，开展对该流域地质灾害防治及生态地质环境保护，提供合理地规划及参考依据。     

徐州市塔山废弃矿山地质环境问题及治理对策研究

塔山废弃矿山位于徐淮陆表海盆地，属碳酸盐岩—陆缘碎屑岩建造区，矿山开采年代较早，且不规范开采形成的高陡边坡，可能造成崩塌等地质灾害，矿山开采造成了原有山体生态景观和地貌形态的严重破坏。通过矿山地质环境调查，依据地形、地质条件和治理措施的不同，将该矿区划分为不同的研究区块，针对不同的地质环境问题，开展爆破挖削方、机械挖削方、场地平整、修筑挡土墙、修筑排水沟、边坡及平台植被复绿等治理措施，以达到改善研究区生态环境和消除地质灾害隐患目的。经过废弃露采矿山经地质环境综合治理，将消除地质灾害隐患，遏制水土流失的发生，消除对周边环境的污染，解决历史遗留矿山的地质环境问题，促进地方经济的可持续发展，可取得较好的环境、经济和社会效益。