采煤沉陷积水与浅层地下水水资源转化研究

从地质环境、地球化学、分布式水循环模拟、水文地质数值模拟等多角度,研究了采煤沉陷积水与浅层地下水之间的转换关系。研究结果表明:采煤沉陷形成的地表裂隙,垂向上发育深度有限,透水性不强;采煤沉陷区的积水主要来自大气降水补给,而非地下水;沉陷区积水与地下水间的作用过程具有明显的阶段性,在汛期基本上表现沉陷积水补给浅层地下水,在非汛期表现为浅层地下水净补给,但补给量较小。     

采煤沉陷水域底泥及周边土壤性质差异分析及其环境意义

为查明沉陷水域底泥及周边土壤对沉陷水域特征污染指标的潜在影响,确定采煤沉陷水域的主导污染源,以淮北临涣采煤沉陷水域为研究对象,对沉陷水域底泥及周边土壤进行了样点布设与样品采集,测试了不同层位底泥及土壤的氮、磷、有机质等指标。由测试结果可以得出:采煤沉陷水域底泥中的pH,Eh、有机质等指标均低于土壤,其中有机质减少了80%~95%,氮、总磷、有效磷、总碳含量高于周边土壤,分别平均增加了约20%,5.35%,8.37%,93.24%,说明采煤沉陷水域在积水的25 a间,原有肥沃的表层土壤中的有机质逐渐分解,采煤沉陷不仅导致了耕地面积的减少,而且导致了土壤中有机质的损失;水体与底泥间总碳、氮、磷等物质的交换趋势为水体向底泥中富集,同时间接地说明了在没有集中污染源排放的情况下,采煤沉陷水域暂时没有内源释放污染物的风险,控制外源输入是保护沉陷区水环境的主要措施。     

采煤沉陷区水系与集水区变化预测分析

煤炭开采导致地表沉陷,形成局部洼地,进而改变流经水系的结构及其汇水范围,对此进行预测非常必要,为此将现状年(2010年)的地形与规划年(2030年)的预测沉陷值进行叠加,形成规划年的预测地形,基于此地形利用ArcSWAT提取规划年的水系和集水区,并通过与现状年的水系和集水区进行对比,分析地表沉陷动态发展条件下沉陷区洼地对天然湖泊、水系和洼地集水区变化的影响。结果表明,地表大幅沉陷会造成河道逆流和断流、不同水系连通、集水区兼并等重大水文、地理格局变动。     

淮南采煤沉陷区水资源开发利用关键技术

平原煤炭开采造成的大规模地面沉陷和沉陷洼地积水是淮南煤矿开采区主要的环境地质灾害问题,严重影响区域社会生产与生活。另一方面,淮河中游本段地势低平,气候多变,不少年份洪涝旱灾并存,而区域内水资源调蓄工程不足,迫切需要改善。将沉陷积水洼地改造建设为具有综合功能的蓄洪与水源工程,是一个具创新意义和现实意义的采煤沉陷区治理思路,可趋利避害,为提高区域防洪、除涝和水资源保障的能力服务。本文基于淮南采煤沉陷区蓄洪除涝与水资源开发利用的研究需求,构建了较为系统的技术研究框架,以期为支撑实际的沉陷区治理与综合利用提供技术研究思路。     

淮南潘谢矿区土地与水域演变趋势及治理对策

淮南潘谢矿区为高潜水位煤层群开采条件,随着煤炭大规模开发,引起地表大范围的沉陷导致生态环境发生严重变化,在现状调查的基础上,结合矿区生产规划,应用开采沉陷预测技术、地理信息及遥感技术,对淮南矿区土地、水域演变趋势进行研究并提出治理对策。分析结果表明沉陷区土地面积占比整体快速下降,而水体面积占比快速上升,到煤炭资源采毕后,淮南潘谢矿区范围内（不包括留设煤柱保护的建筑用地）积水面积相当于100个西湖,达597.6km2;蓄水容积相当于3个太湖,达143.6亿m3;生态系统结构由陆生生态系统转变为水陆复合生态系统。鉴此提出一套湿地生态系统重构、生态农业构建等多种治理模式相结合的复垦和生态修复体系,充分利用沉陷区并改善生态环境;结合沉陷积水区、天然湖泊洼地及水系相通的条件,将沉陷区开发为蓄水工程,为国家“引江济淮”服务,改善区域水资源短缺现状。     

高速无菌牛奶砖包机上下位机通讯设计

为了解决高速无菌牛奶砖包机在设计中出现的通讯问题,并考虑对操作员操作及对砖包机维护的需要,使用工控机作为上位机,采用GE90系列PLC作为下位机,上位机对PLC内部底层通讯协议SNP进行封装,使用多寄存器寻址方式,实现了在一个采样周期内完成对一台下位机的多类型寄存器的数据采集,阐述了实现高速数据采集实现原理,并结合寄存器修改方式,实现了上位机对下位机PLC输入端口的“虚拟输入”,在此基础上,编写了上位机对下位机的监视及控制程序,并建立了基于网络的远程故障诊断及维护系统。     

配合煤添加废塑料生产不同规格焦炭的研究

利用常规炼焦技术处理废塑料,在基础配合煤中添加不同配比的混合废塑料制备冶金焦和高强度多孔焦。当混合废塑料用量小于4％时,共炭化得到的焦炭与原配合煤炭化的焦炭性质相当;添加10％～18％的混合废塑料可生产I型转鼓强度大于70％、反应性约50％的多孔焦。     

煤层稳定性随埋藏深度的变化及其研究意义

煤层厚度稳定性是影响采煤方法、布局及采煤效益的重要因素之一。根据钻孔资料和矿井生产资料,对潘一矿及谢-李矿深部井13-1煤层厚度稳定性进行分析。结果表明,研究区13-1煤层厚度稳定性随深度加深而趋于稳定。并运用煤岩力学性质在浅部与深部的差异对这一现象进行解释。     

抗硫化物应力腐蚀试验方法的改进

随着用于抗硫化物应力腐蚀试验的钢材强度等级越来越高,要求加载的载荷值越来越接近材料的名义屈服强度(如要求加载的载荷值/材料的名义屈服强度接近90%~95%),导致使用传统应力环的单轴拉伸装置在加载时本身存在的系统偏差严重影响试验的结果。为了解决抗硫化物腐蚀单轴拉伸试验中的偏差问题,通过试验测试对比,分析了误差产生的主要原因以及应对方法,论证了采用测力传感器在线控制应力环的加载力可有效减少测量误差,通过改进应力环加载试验的方法可显著减少试验弯矩。