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。     

淮南市大通矿区煤矸石充填复垦地修复效果研究

为研究废弃矿区煤矸石充填复垦地复垦效果,选取淮南市大通废弃矿区复垦地为研究试验区,对大通矿区复垦地及周边未塌陷地土壤理化性征开展研究,同时分析两地自然生长的一年蓬、葎草、蒺藜、苘麻4种苗木叶片中叶绿素总量、可溶性蛋白质、脯氨酸、过氧化氢酶含量的差异,运用主成分分析法对各植物生长状况进行综合、定量评价。结果表明:大通矿区复垦地区和未塌陷地土壤容重、含水量、微量、中量元素差异较大;大通复垦区与未塌陷地土壤有机质皆处于6级水平;大通复垦区速效氮、速效磷含量处于6级水平,速效钾含量处于5级水平;未塌陷地速效氮含量处于5级水平,速效磷、速效钾处于4级水平;由植物生长主成分得分可知,未塌陷地区葎草、蒺藜、苘麻生长状况皆好于复垦区,未塌陷地一年蓬生长位次低于复垦区一年蓬生长位次。     

AutoCAD平台下矿区沉降预计主模块的开发与应用

由于AutoCAD缺少与采煤沉降相关的计算和分析功能,结合AutoCAD VBA与Surfer Auto-mation技术,在AutoCAD 2004平台下开发了矿区沉降预计主模块,并详细介绍了主模块中各功能模块,重点分析了主模块实现中坐标系转换、任意点下沉值计算及下沉盆地库容计算3个关键技术问题。在淮南矿区的应用实践表明,计算结果与实际情况相符,该主模块可为矿区科学开采及采后的环境综合治理提供一定的技术支持。     

新庄孜矿覆土造地综合研究

以新庄孜矿为例,针对覆土造地过程中,对煤矸石充填可能带来的重金属元素的迁移污染做了相关分析,结果表明矿区重金属污染程度不强,工程区地下水质达到Ⅲ类以上.施工过程中采用煤矸石与土的多层结构充填模式,提高了矸石保熵性.采用煤矸石充填塌陷区,既减少矸石山占地面积,又能在塌陷区覆土造地,同时有利于保护环境,具有较大的经济效益、社会效益和环境效益,对淮南矿区覆土造地及工农业持续发展具有重要的示范意义.     

不同粒径煤矸石温度场影响下重构土壤水分时空响应特征

为研究煤矸石基质风化过程中温度场变化引起的充填复垦重构土壤水分时空响应特征,选取不同粒径级配同等覆土厚度的煤矸石充填复垦田间试验小区,分层分区埋设温度和湿度传感器,动态监测重构土壤不同梯度的温度及水分。实验结果表明:煤矸石层及充填界面温度总体低于土壤剖面15 cm(H1层),25 cm(H2层)处温度,高于35 cm(H3层)处土壤温度,说明地表热传导作用于H1,H2层土壤,但是在充填界面上存在由煤矸石风化作用引起的温度场变化演替现象;复垦地土壤水分随土壤深度的增加而降低,各复垦地土壤水分总体分布趋势为中粗粒径细粒径粗粒径,中粗粒径和细粒径复垦地块土壤水分平均差异值为3.7%;H3层土壤温度与煤矸石层温度相关性最高;试验地各层土壤水分与煤矸石层温度相关系数大小呈H3H2H1;各复垦地土壤温度与水分相关性显著,粗粒径复垦地块的平均相关性系数为0.716,中粗粒径复垦地块的平均相关性系数为0.668,细粒径复垦地块的平均相关性系数为0.626。     

重复采动地表移动变形规律分析

淮南矿区某矿 11123 工作面位于高潜水位矿区，因重复采动影响地表形成了大面积沉陷水域，给地表 移动变形观测站的建立造成较大困难，并且地表移动变形较初采工作面复杂。综合分析了 11123 工作面地表水文 环境和地质采矿条件，建立了重复采动条件下工作面地表移动变形观测站。通过全面观测建立了观测站与矿区的 相对控制网系统，准确获取了观测站控制点的高程和平面坐标，为后期进行日常观测提供了精准的点位三维信息 平差基准。根据日常观测中每一期观测站数据计算了 11123 工作面观测站 3 号倾向观测线的倾斜变形和曲率变 形，从而根据两种变形曲线的特征点获取不同时期的拐点位置。并对日常观测中发现的地表采动裂缝进行了 3 个 阶段的实测，采用钢尺量距法测量裂缝长度和宽度，通过改进前人采用的石灰浆作为追踪剂，采用石灰喷雾作为追 踪剂开挖实测裂缝深度。利用拐点位置动态移动规律验证了地表实际调查裂缝的动态发育规律。研究表明：采用 石灰喷雾作为追踪剂实测裂缝深度，可以防止开挖中石灰浆发生渗透造成测量误差大的问题；根据 3 号倾向观测 线拐点从最初位于 MS59 点附近逐渐转移到 MS56 点，可知 MS56~MS59 点之间的拉伸变形区逐渐变为压缩变形区， 位于先拉伸后压缩变形区间的裂缝也呈现出由产生到发育再到闭合的动态演变过程。     

基于粉煤灰基质充填覆土复垦的最佳覆土厚度

为研究粉煤灰充填复垦地种植农作物的经济产量达到最优时的最佳覆土厚度，选择淮南上窑粉煤灰场复垦地为研究对象，选取不同厚度覆土（A：<40 cm；B：40~55 cm；C：55~70 cm；D：>70 cm）的地块采样监测冬小麦的经济产量、根长密度、土壤含水量、土壤pH、土壤N，P，K营养元素含量等指标。实验结果表明：有利于冬小麦生长并得到最佳产量的适宜覆土厚度为55~70 cm，其土壤pH为8.15，N，P，K含量分别为6.272，26.253，143.76 mg/kg。综合评价结果表明该地块的表土具有较好的营养能力，土壤质量较好。     

基于多种方法的保护煤柱留设研究

文中通过软件设计和人工划分交叉验证的方式对某煤矿某建筑物保护煤柱进行了设计,并通过开采沉陷预计和数值模拟手段对设计保护煤柱的安全可靠性进行验证和优化设计,最终形成保护煤柱留设方案,以适应该矿矿井的现代化进程的高速推进,确保工业广场及重要建(构)筑物的安全,满足矿区安全生产的需要。     

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。     

煤矿塌陷区地表水系综合治理

分析了张集矿塌陷区地表水系遭破坏后带来的负面影响，介绍了矿区内地表水系破坏特征及其治理现状.根据张集矿年度开采计划，对矿区未来可能产生的开采沉陷采用概率积分法进行预计，根据预计结果提出了塌陷区内水系灌溉排涝功能的动态恢复治理方案，即水渠改道和水系重建.方案有效地改变了塌陷区内地表水系边遭破坏边治理及其生态环境恶化的现状.