地下煤火土壤典型重金属分布特征

通过采集乌鲁木齐大泉湖火区土壤样及实验室测定,研究了火区土壤理化性质与重金属Hg,As,Cu,Pb,Cr,Zn,Ni空间分布特征。结果表明:温度正常区土壤温度随采样深度增加的幅度较温度异常区小;温度正常、温度异常区土壤有机质含量随深度的增加均减少,温度正常区I,II,III,IV层土壤有机质含量大于温度异常区相应土层有机质含量;温度异常区土壤层I重金属Cu,Pb,Cr,Zn,Ni含量均小于温度正常区土壤层I相应重金属含量,II层则有增加的趋势并大于温度正常区相应土层重金属含量;温度正常区、温度异常区土壤Hg,As,Cu,Ni重金属含量随深度变化幅度及波动幅度较小,而温度异常区土壤Pb,Cr,Zn重金属含量随深度变化波动幅度较温度正常区大;火区热效应、地形、土壤及气象因子是影响土壤重金属分布的主要原因。土壤典型重金属砷形态分析表明:残留态砷含量最高,水溶态砷含量最低;水溶态砷在火区取样区域内I,II,III,IV土壤层区域富集特征与各层土壤碳酸钙富集特征趋于一致;温度正常区土壤残留态砷、铁形砷含量随深度变化的趋势与土壤碳酸钙含量随深度变化趋势一致;温度异常区残留态砷含量随深度增加波动趋势与土壤有机质含量波动趋势有较强关联性;温度正常区、温度异常区均值水溶态砷含量基本稳定,表明其与温度、土壤特性等无明显相关性。     

燃煤灰渣中砷的连续柱淋滤特性及表生运移作用初探

采用连续柱淋滤试验装置对高砷煤燃烧灰渣进行动态淋滤实验研究,用模拟酸雨淋溶土柱的试验方法探讨煤及燃煤灰渣对土壤的污染及表生运移作用,重点研究燃煤灰渣在不同酸度模拟酸雨条件下对污染土壤中重金属元素砷的淋滤液性质影响。高砷煤燃煤灰渣的动态淋滤实验表明,灰渣淋滤受体系、pH值、吸附和共沉淀作用等因素的影响,高砷及中砷煤灰在淋滤初期其砷的阶段淋滤浓度升幅均较大,但不同的煤灰出现砷淋滤浓度高峰值的时间点有所不同。针对同一燃煤灰渣,淋滤液酸性越强,灰渣中砷的阶段淋滤浓度相对较大,但均属弱淋滤强度。模拟酸雨作用于土壤之上的煤样或灰渣时,随着模拟酸雨酸性的增强,其淋滤液中砷的阶段淋滤率呈递增趋势;中砷灰或中砷煤中砷的阶段淋滤率和60 h总淋滤率分别小于0.5%、2%,属弱淋滤强度。淋滤液的酸性越强,煤及其燃烧灰渣在堆积过程中对土样中渗透砷含量的能力越高。含砷量较高的煤及其燃烧灰渣在堆积或利用过程中通过雨水等自然界长期淋滤作用有可能产生砷危害的累积效应。     

用CL-5209萃淋树脂分离-分光光度法测定矿石中的铀

研究了在1N硝酸介质中用CL-5209萃淋树脂吸附铀(Ⅵ)与分离其它离子的条件。除铀(Ⅵ),钍(Ⅳ)、金(Ⅲ)和少量总稀土能被CL-5209萃淋树脂吸附外,铁(Ⅲ)、钴(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、银(Ⅰ)、铅(Ⅱ)、锌(Ⅱ)、镉(Ⅱ)、镍(Ⅱ)、钛(Ⅳ)、钙(Ⅱ)、镁(Ⅱ)、钼(Ⅵ)、钒(Ⅴ)、钨(Ⅵ)、钾(Ⅰ)、钠(Ⅰ)、铈(Ⅲ)、锰(Ⅱ)、和铝(Ⅲ)等均不被吸附。吸附的钍(Ⅳ)和少量总稀土可用1:1盐酸溶液淋洗除去以达到与铀(Ⅵ)分离之目的。然后以4-(2-噻唑偶氮)-间苯二酚为显色剂,分光光度测定矿石标准样品中的微量铀。本方法与其它方法的对照结果一致。测定铀的适用范围2×10~(-3)～5×10~(-2)％,实测试样的相对标准偏差<±10％(测定次数n=6),加入回收率96～103％。     

外源无机砷形态对蜈蚣草中砷和植物营养元素微区分布的影响研究

针对蜈蚣草中营养元素与砷交互作用机制不明的问题,采用同步辐射微区X射线荧光光谱技术研究外源无机As形态对蜈蚣草根、茎和羽叶中As和植物营养元素的微区分布的影响.结果表明,蜈蚣草各组织部位中As的微区分布特征基本不受外源无机As形态的影响,但各植物营养元素受添加无机As形态的影响较大.无论是添加As(Ⅲ)还是As(Ⅴ),...     

降雨淋滤下废弃尾矿土重金属迁移及其与抗剪特性相关性研究

废弃尾矿在经过降雨淋滤作用后重金属含量会沿垂直剖面呈现出明显的规律性,对其抗剪强度也有较大的影响,探究它们之间的变化规律有较大理论和现实意义。以辽宁省辽阳县某铜铅锌共生废弃尾矿库为背景,在实验室配制与现场实际分层情况相符的尾矿土壤样品,通过自制的大型土柱分层装填,开展淋滤试验。分析分层土壤中重金属元素在不同降雨p H值、降雨强度、降雨历时综合影响下的垂向迁移特征基础上,通过直剪试验进一步探究淋滤作用对尾矿的抗剪强度的影响以及重金属污染物含量与抗剪特性之间的相关性。结果表明:(1)酸性降雨下,土壤中重金属Cu和Zn含量在0～20 cm深度显著降低,而碱性淋滤下含量稍有增大;随着p H值的增大土壤的抗剪强度总体是变小,内摩擦角逐渐变大、黏聚力逐渐变小;(2)同一土柱中,Cu、Pb和Zn浓度随分层深度增加逐渐减小;随降雨强度的增大而增大;淋滤作用能有效增大尾矿的抗剪强度;尾矿淋滤后的抗剪强度指标与降雨强度呈正相关;(3)分层土壤中Cu、Pb和Zn浓度随淋洗时间的增加,三者相比初始水平均有大幅度的减少,铅没有出现表层累积的情况;尾矿淋滤后的抗剪程度与降雨时长也呈正相关;但尾矿流量组的抗剪强度指...     

微生物对铀(Ⅵ)铁锰离子在土壤中迁移的影响

为了给退役铀矿山的治理提供理论指导,在某铀矿附近采集未受开采影响的土壤样品并从中分离出微生物,用经过稀释、调pH值的铀矿石浸出试验的浸出液模拟铀矿固废酸性渗滤液,通过土壤柱动态吸附-解吸试验,研究了微生物对渗滤液所含U(Ⅵ)和Fe、Mn离子在土壤中迁移的影响。试验结果显示：有微生物协同时与无微生物协同时相比,土壤对3种离子的吸附量分别提高99.7%、75.2%和48.6%,而解吸时,有微生物土壤中3种离子的解吸率比无微生物土壤分别降低20.4、0.4和41.0个百分点,说明微生物对3种离子在土壤中的迁移有很明显的抑制作用。此外,土壤本身对酸性废水有较强的缓冲作用,与是否含有微生物关系不大。     

降雨对废弃尾矿分层土壤重金属铜铅锌的淋滤释放影响规律研究

为探究废弃尾矿中三种典型重金属元素Cu、Pb、Zn在不同降雨pH值、降雨强度以及降雨历时综合影响条件下的淋滤释放变化规律,以辽宁省辽阳县寒岭镇某废弃尾矿库为对象,在实验室内配制与现场实际情况相符的不同污染程度的土壤样品,采用大型土柱分层装填,模拟降雨进行淋滤试验。研究发现：（1）pH值越低各出水口淋出液中铜铅锌的含量均越大,酸性淋滤下的重金属浓度相比碱性淋滤要更高,3种重金属的累积释放量为Zn>Pb>Cu;（2）底部出水口重金属浓度一直保持是最大的,各土柱溢流口淋出液的重金属浓度不为0;（3）总体上,淋出液中的重金属Cu、Pb、Zn含量均随着降雨强度的增大呈增加趋势;（4）在酸性降雨条件下,淋出液中铜、铅、锌的含量也均随淋滤时间的增大呈增加趋势,弱碱性淋滤条件下则正好相反。     

钻孔监测在乌达煤田火区治理中的应用

介绍了一种钻孔温度和标志性气体监测方法,可以获得煤田火区不同区域的燃烧状态信息,用于煤田火区治理效果评估。在乌达煤田Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅸ号火区布置测温钻孔1 296个进行为期1年的连续监测,采集及化验标志性CO气体气样1 296组;单孔完成测温24次,单组完成气体化验24次,完成地面调查79.962万m²。监测结果表明,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号火区内煤火均处于熄灭状态,仅Ⅸ号火区煤火尚未完全熄灭,但有熄灭趋势。该方法可广泛用于采取回填覆盖、灌浆填充方法治理的火区开展治理效果评价。     

煤及其燃烧产物中环境敏感元素淋滤的迁移行为研究

以两淮煤田不同时代的3个主采煤层及其燃煤产物为研究对象,选取As环境敏感元素,采用自行组装的淋滤实验装置,研究了As元素在3种不同酸碱度的淋滤液和4个不同时间段的淋滤特性。研究结果表明:As元素随着淋滤液酸性的增加,元素淋出率随淋滤时间延长均有所增高。相对于原煤,燃煤灰中As元素的淋出率均高于原煤。在淋滤时间方面,一般随着淋滤时间的增加,煤中有害元素的淋出率整体呈不断增大的趋势,淋出率在30 h之前显著增大。在酸性较弱（pH值为4和7）的环境下,煤中有机质对As元素淋滤迁移行为的影响表现为镜质组含量的差异;在酸性较强（pH值为2）的环境下,煤中有机质对As元素淋滤迁移行为的影响表现为惰质组和壳质组含量的差异。As元素的最大溶出浓度小于地面水中有害元素最高允许浓度,具有潜在环境污染效应。     

煤系废弃物对磷的吸附及解吸特性

粉煤灰、煤矸石及其不同的配比对磷的吸附与解吸特性不同.研究结果表明：煤矸石（M）、粉煤灰（F）、粉煤灰与煤矸石等体积混合（FM）、粉煤灰与煤矸石体积比10∶1混合（FM10）以及土壤（S）对磷的吸附量均随磷浓度增加而增加,但其吸附率随浓度增加而减少.Langmiur方程能较好地拟合废弃物对磷的吸附规律,不同基质的最大缓冲容量大小顺序：FM>M> FM10>F>S.4种废弃物对磷的解吸率与最大缓冲容量的顺序恰恰相反,废弃物对磷的解吸能力远低于土壤.表明废弃物与土壤相比磷的生物有效性较低,对废弃物改良需要综合考虑其pH和其它生物措施,促进废弃物的资源化利用.     

长江水质预测的数学模型

针对长江流域17个观测站(地区)近两年多主要水质指标检测数据,以及干流上7个观测站近一年的基本数据,进行统计,规划求出整个流域的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、及劣Ⅴ水的相互转移的概率矩阵。再根据水污染情况的无后效性即(本段只与前一段有关而与初始状态无关),并逐渐趋于稳定的特点,采用马尔柯夫链(Markov)模型对长江水质未来十年作出预测,并修正有关数据及采取控制Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ、的方法,使污染控制在20%以内。由河流水质预测一维模型来分析17个站点的污染状况,进而推测出污染源。     

不同沉积期煤层的特点及曲线特征

湖相沉积可分为充填(Ⅰ期)、扩张(Ⅱ期)、稳定沉降(Ⅲ期)和收缩(Ⅳ期)四期。各期对应沉积的煤层特点是Ⅰ期多为不稳定、局部发育薄煤和炭页岩,Ⅱ期带底部分为薄层~中厚煤层,Ⅲ期为稳定的厚~巨厚煤层,Ⅳ期为缩小沉积范围的复式结构的单煤层。铁南井田的煤层对比就是利用了不同沉积期煤层所反映出的不同的曲线特征来区分不同的煤层。     

东北地区早白垩世含煤岩系层序地层研究

利用煤田钻孔资料,对东北地区早白垩世主要盆地群的含煤岩系层序地层格架及聚煤规律进行研究。根据区域不整合面、下切谷砂砾岩体底面以及沉积相转换面等4类型层序界面,在研究区识别出6个层序界面,将区内含煤岩系划分为5个三级层序。层序Ⅰ属于盆地的初始断陷阶段,层序Ⅱ、层序Ⅲ是盆地持续沉降阶段,层序Ⅳ、层序Ⅴ时期是湖泊缓慢回升,萎缩的过程。聚煤作用从层序Ⅰ到层序Ⅴ的趋势依次为：弱,强,弱,强,弱。层序Ⅱ处于盆地的缓慢裂陷期,层序Ⅳ处于盆地缓慢回升期,这两个时期都有适度的湖平面上升速率,能保证可容空间增加速率与泥炭堆积速率之间的相对平衡关系,从而形成了区域性的厚煤层,这两个层序分别对应形成了区域上的下含煤段和上含煤段。     

神东矿区旺采采空区失稳危险分级方法研究

在分析神东矿区旺采采空区失稳危险18种影响因素的基础上,采用指数分析法对旺采采空区失稳危险进行了分级方法研究,建立了神东矿区旺采采空区失稳危险分级指标,确定了旺采采空区失稳危险指数W。将神东矿区旺采采空区失稳危险分级划分为5级,即Ⅰ级危险(特大危险性W≥0.80);Ⅱ级危险(重大危险性0.70≤W<0.80);Ⅲ级危险(较大危险性0.60≤W<0.70);Ⅳ级危险(一般危险性0.50≤W<0.60)和Ⅴ级危险(较小危险或无危险:W<0.50)。结合实例,对榆家梁煤矿52108旺采采空区失稳危险性进行了分级。实践表明,该分级方法是合理和可行的。     

平顶山矿区主采煤层孔隙特征研究

对平顶山矿区主采煤层丁组、戊组和己组煤样进行低温氮气吸附试验,分析等温吸附-脱附曲线形态,计算孔体积和比表面积,研究了不同煤层的孔形态及其对瓦斯的吸附-解吸能力。实验结果表明:原始煤层煤样比表面积为0.026~2.988 m^2/g,以小于8 nm的孔为主;孔隙结构复杂,大量存在一端闭合孔和"墨水瓶"孔,增加了煤层瓦斯抽采难度。     

As(Ⅲ)和As(Ⅴ)胁迫下浸矿细菌胞外多糖的变化特征

为考察浸矿细菌胞外多糖含量与砷离子的浓度和价态以及与浸矿细菌生长指标的关系,进而明确浸矿细菌抵御砷离子的生物对策,研究了不同浓度的As(Ⅲ)和As(Ⅴ)胁迫时,浸矿细菌胞外多糖的行为变化;通过测定菌液的pH、Eh、Fe²⁺浓度、菌数以及胞外多糖的含量,分析了各测定指标的相关性和线性关系。研究表明：As(Ⅲ)胁迫下,菌液的胞外多糖产量迅速增长,增幅超过34%,As(Ⅲ)的胁迫作用强于As(Ⅴ);As(Ⅲ)胁迫使菌液胞外多糖含量的变异中有63.4%与Eh线性相关、有61.6%与Fe²⁺浓度线性相关、有71.4%与菌数线性相关;浸矿细菌通过代谢调控菌液的理化指标来调节胞外多糖的含量,进而抵抗砷离子的胁迫。     

远距离下保护层采动对上覆煤层 影响效果研究

平煤股份十矿主采的丁、戊、己3组煤均为突出煤层,丁、戊组煤层间距80~110 m,根据地质赋存条件和瓦斯治理经验,十矿提出将戊组煤层作为丁组煤层的下保护层进行开采的瓦斯治理方案。以戊_8,9-20230和丁_5,6-21180工作面为例,通过考察煤层瓦斯及巷道变形量,对煤层保护影响效果进行分析研究,为十矿瓦斯治理技术路线提供理论依据和实际支撑。     

多源矿井水质量分区与“分质”利用研究

矿井水“分质”利用是解决矿区水资源短缺、保护矿区生态、防治水污染的重要途径。为实现矿井水综合利用,通过改进层次—可变模糊集模型对敏东一矿多源矿井水进行质量分区,并提出相应的“分质”利用思路。研究结果表明,敏东一矿充水水源水样中Ⅰ、Ⅱ含水层水质较好,第四系含水层和Ⅲ含水层中存在COD和Fe、Mn、Zn超标,由于采煤活动和人为活动的影响,使采煤过程、水仓和排水沟水样中多数指标超标且变动较大;利用模型得到间接充水水源中第四系含水层水质为Ⅱ级,Ⅰ、Ⅱ含水层为Ⅰ级,直接充水水源为Ⅱ级,采煤过程中采空区和巷道为Ⅲ级,工作面为Ⅳ级,水仓和排水沟均为Ⅳ级。质量分区中,Ⅰ类区水质较好,可简单消毒后利用;Ⅱ类区个别指标超标,需针对性处理利用;Ⅲ类区受采煤活动影响较小,较多指标超标,需针对性或深度处理利用;Ⅳ类区受采煤活动影响较强,多指标超标且变动较大,需深度处理利用。     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气储集与产出条件

对鄂尔多斯盆地东缘58件煤岩样品进行块煤光片法显微裂隙测试、低温氮比表面测试和压汞孔隙结构测试.结果表明,鄂尔多斯盆地东缘煤储层孔裂隙系统具有以下特点：显微裂隙密度大多数在20～100条/(9 cm²)之间,构造活动强烈地区微裂隙发育增多;煤储层孔隙度相对较小,孔隙结构以小孔和微孔为主,大孔次之,中孔发育最差;BET比表面积总体较高,介于0.092～20.480 m²/g,煤储层吸附能力强.运用Q型聚类分析方法,划分出4类具有不同孔隙系统的储层,结合显微裂隙发育情况得出：Ⅰ类储层显微裂隙较发育,孔隙度大,孔隙结构合理,比表面积较高,为煤层气勘探开发的有利储层;Ⅲ类储层构造微裂隙发育,但渗透性差,孔隙度、比表面积较小,中孔不发育,为煤层气勘探开发的不利储层;Ⅱ类储层介于Ⅰ,Ⅲ类储层之间,为煤层气勘探开发的较有利储层;Ⅳ类储层微裂隙发育,孔隙度中等,大、中孔发育,渗透性能较好,但储层比表面积较低,限制了储层的吸附能力,为煤层气勘探开发的较有利储层.