基于WEB-GIS的矿区生态监测与管理信息系统

生态监测与管理信息系统对于促进矿区生态治理工作具有支持作用。针对矿区生态环境监测信息化建设的迫切需求,采用通用的B/S架构,开发了基于WEB-GIS的矿区生态监测与管理系统总体设计方案,实现了多源、海量基础空间信息资源的管理和服务,包括基础GIS分系统,遥感监测分系统,视频监测分系统,生态、灌溉水质和土壤风蚀监测分系统,数据管理分系统,用户管理分系统六个部分,实现了对矿区生态环境各类监测数据、工程数据进行存储、管理、分析、发布与展示。该系统在神东矿区应用,实现了矿区历年生态基础数据、遥感数据的动态可视化管理,验证了系统运行的可靠性,同时为矿区未来生态治理指明了方向。     

矿井金属护网腐蚀机理与欠锌涂料防护研究

为解决煤矿井下锚网支护材料(金属护网)在顶板淋水的湿潮环境中腐蚀严重的问题,利用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶红外光谱和电化学测试等技术,分析了腐蚀产物形貌、结构及腐蚀机理;并设计研用颜料体积浓度为32%的环氧欠锌涂料,对取自现场的腐蚀金属护网进行涂装,研究了其施加涂料后在模拟顶板淋水浸泡作用下的耐腐蚀效果。结果表明：金属护网生成的锈蚀层为由α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe₂O₃和Fe₃O₄组成的疏松多孔结构,难以长期阻止金属基体的腐蚀过程;采用环氧欠锌涂料直接涂装锈蚀金属护网,能够通过屏蔽隔离效应明显抑制腐蚀过程,降低腐蚀速率至0.001mm/a左右。     

地下水受煤炭开采的影响及其储存利用技术

针对神东矿区现代煤炭开采对地下水的影响和矿井水外排蒸发损失等问题,采用物探和钻探观测、模型试验和数值模拟等手段,揭示神东矿区10余年来煤炭开采的地下水运移规律,即第四系松散孔隙含水层水位在下降20%~30%时,水量补给达到平衡,水位基本保持不变;基岩裂隙水是目前矿井涌水主要来源。在掌握现代煤炭开采对地下水影响规律基础上,研发了以超大工作面采空区冒落岩体空隙为储水空间,通过建设煤柱和人工挡水坝体,构筑煤矿地下水库,实现了地下水井下储存利用。     

深部沿空留巷顶板变形破坏规律及其控制研究

为解决深部沿空留巷顶板变形剧烈问题,采用FLAC3D数值模拟与工程验证相结合的方法,研究了顾桥煤矿1115工作面轨道巷基本顶从掘进到二次采动超前影响阶段运动演化规律。结果表明:①顶板变形在掘进阶段呈对称分布,一次采动超前影响阶段出现向工作面侧旋转的偏态特征,顶板下沉曲线交点的斜率为7.25×10-4,留巷阶段顶板向采空侧回转下沉,此时的交点斜率增长了6倍,偏态效应显著加强,二次采动超前影响阶段顶板下沉曲线交点的斜率比留巷期间增长了3.2倍,偏态效应有所增加,但以平移下沉为主;②顶板变形量随着留巷进行逐渐增加,掘进期间巷道顶板最大下沉量为69.2 mm。以后每阶段较前一阶段变形量增长了0.99倍、0.82倍和2.13倍,可见沿空留巷顶板变形逐渐剧烈,支护难度显著增加,应统筹对沿空留巷进行支护设计;③提出了保证直接顶完整、各阶段逐级强化和减弱顶板变形偏态现象的深部沿空留巷顶板控制原则,经工程验证可实现消弱深部沿空留巷顶板剧烈变形。     

神东矿区煤矸石综合利用研究

针对煤矸石大量堆积占用大量土地且严重污染环境的问题,对神东矿区12个排矸场的煤矸石进行采样,在对煤矸石的化学成分、矿物组成、发热量等参数分析的基础上,对煤矸石进行分类综合利用。结果表明:神东矿区煤矸石化学成分以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,其中SiO2含量大于50%的煤矸石适合开发硅系列化工产品;Al2O3与SiO2含量之和大于70%,且Al2O3含量达到20%的煤矸石,可生产高附加值化工产品;高岭石含量大于50%的煤矸石适合煅烧高岭土;发热量达到5 000 kJ/kg以上的煤矸石,可以掺加煤泥、分选中煤后用于煤矸石发电。     

神东矿区节能环保生态技术难题及解决思路

神东矿区气候干旱、降水量少的丘陵、荒漠地带,生态环境极其脆弱。在煤矿开采的同时,为了科学处置资源开发推进过程中的废水、废气、废渣等问题,保护矿区水资源和植被生长,提高矿区空气质量,实现资源开发与矿区生态环境和谐发展,公司通过先进的技术、设备和科学管理手段,不断攻克环境治理难题,努力降低水土流失及环保隐患,提高资源利用效率,本文对神东矿区未来节能环保生态技术难题与解决思路探讨,以实现矿井的长期可持续发展。