内蒙古生态脆弱区土地损毁现状及治理措施研究

文中通过对内蒙古干旱、半干旱生态脆弱的草原区煤炭井工开采过程中,煤炭资源开采引发的草原地表沉陷、裂缝、隆起、皮带运输占用等土地损毁问题,针对不同破坏形式以及土壤特性,提出相适应的土地治理措施以及植被配置方案,为今后内蒙古草原生态脆弱区开展生态修复提供技术支撑.     

黄河中游煤矿区沉陷黄土坡面土壤养分空间变化规律研究

为了解决煤炭开采沉陷土壤养分损害及修复问题,通过室内外实验和数据分析等方法,以黄河中游煤矿区陕北张家峁井田沉陷黄土坡面土壤为研究对象,分析土壤养分空间变化特征与规律。研究结果表明,沉陷坡面土壤的有机质、铵态氮、速效钾含量在不同坡面、不同土层垂直深度存在明显差异,且呈现出不同的空间变化规律,但速效磷含量差异不明显;开采沉陷会造成土壤有机质、铵态氮、速效磷等养分全坡面性的损失,速效钾局部性损失和富集;在沉陷坡面修复过程中,坡顶和坡中土壤的养分最为贫瘠,应以人工修复为主,而坡脚土壤养分较丰富,应以自然恢复为主;坡顶20～40 cm土层、坡脚0～10 cm土层、坡中40～60 cm土层、全坡面0～10 cm土层应依次作为沉陷坡面土壤有机质、铵态氮、速效磷、速效钾修复的重点部位。     

风沙区采煤扰动下土壤养分含量的演变特征

为揭示超大工作面开采过程中采煤沉陷对土壤养分影响的演变特征,并为矿区生态自修复研究提供理论参考。选择大柳塔矿某综采工作面,分别对开采前、开采过程中、开采结束及地表稳定后这一煤炭开采全周期的对照区及沉陷区进行取样,对比分析土壤养分含量。结果表明:土壤pH值随开采进度呈增大趋势,地表稳定后逐渐降低;有机质、速效磷及全氮随开采程度呈先降后增的趋势;速效钾一直呈增大的趋势,与有机质、全氮及速效磷变化趋势不一致。地表稳定后土壤养分含量与对照区基本趋于一致,表明沉陷区土壤养分具有一定的自修复特征。     

风沙区采煤沉陷裂缝对不同坡位土壤养分的影响

为探究风积沙区采煤沉陷裂缝在不同坡位下土壤养分的变化特征,以鄂尔多斯李家塔煤矿采煤沉陷坡地为研究对象,分析了采煤沉陷坡地不同坡位裂缝带和非裂缝带土壤养分指标的纵向变化规律。结果表明:采煤沉陷坡地各土壤指标均从坡顶至坡底不断增加,坡顶土壤含水率维持在10.61%,裂缝带较非裂缝带土壤有机质减少了28.61%;坡中和坡底裂缝带的土壤含水率、土壤有机质较非裂缝带分别减少了7.32%、102.59%和21.76%、149.06%;各坡位裂缝带土壤速效养分较非裂缝带增加了0.03%～14.00%。研究表明:煤炭开采引起的采煤沉陷裂缝对土壤养分造成了不同程度的影响,随着坡度下降,沉陷裂缝对土壤养分的影响逐渐增大;沉陷裂缝加快了土壤水分的蒸散量和土壤有机质的分解速度,使土壤速效养分多富集于裂缝表层土壤,为采煤沉陷地土壤改良、实现矿区生态修复奠定了理论和实践基础。     

煤矿微生物复垦区灌木林下土壤养分的空间异质性

微生物复垦技术近年来已成为矿区土地复垦新的研究方向,微生物复垦多年后,新的人工生态系统已建立,其灌木林下土壤养分的空间异质性研究成为关注的重点。选择神东大柳塔采煤沉陷地微生物复垦地为研究区,利用经典统计学、地统计学和协同克里金插值方法,研究采煤沉陷地微生物复垦区灌木林下土壤全氮、有机质和速效磷的空间异质性及其影响因素。结果表明:研究区土壤全氮、有机质和速效磷的含量均值分别为0.50 g/kg,11.93 g/kg,2.24 mg/kg,均呈现出中等强度变异,存在空间自相关性。选择能表征丛枝菌根真菌特性的关键因子土壤菌丝密度,发现土壤菌丝密度与土壤全氮、有机质和速效磷含量呈极显著正相关性。以土壤菌丝密度为协变量的土壤全氮、有机质和速效磷的最优模型分别为高斯模型、球状模型和高斯模型,决定系数分别为0.709,0.757和0.467,均高于单一变量的土壤全氮、有机质和速效磷的决定系数。以菌丝密度为辅助变量的土壤全氮、有机质和速效磷均呈现强空间自相关性,有机质的变程较长,空间连续性较好;土壤全氮空间分布呈块状分布,对空间依赖性较强;土壤速效磷呈不规则斑块状,破碎化程度高。以菌丝密度为辅助变量进...     

生态脆弱区采矿地裂缝精细回填技术研究

针对生态脆弱区因采煤沉陷产生的大量地表裂缝及裂缝带对矿区土壤水分含量、分布及运移情况产生了较为显著的影响,加剧水土流失和土壤沙化的问题,以神东某井田内采煤沉陷区与非沉陷区的土壤、风积沙、黄土、黏土和粉煤灰为研究对象,通过现场采样、原位监测、室内实验及数值模拟,研究了研究区内采矿地裂缝回填方法,在模拟各重构土按“三步法”进行地裂缝回填后的土壤水分运移情况后,得出所选回填组分按质量比为1∶1∶1∶2均匀混合下的重构土在回填后的土壤水分运移情况与非沉陷区土壤原位监测结果最为接近且较深处土壤保水性能略优于非沉陷区原状土为最佳回填重构土。     

煤炭开采沉陷区土壤有机碳空间变化

为研究矿区土壤碳动态,以焦作矿区为例,分析了沉陷坡与裂缝区两种破坏地表的土壤有机碳空间变化。结果表明:与未沉陷的矿区土壤相比较,沉陷坡与裂缝区表土(0~10 cm)有机碳含量降低且空间变异性增大,土壤剖面各层次有机碳含量均出现降低,特别是10~30 cm的土壤剖面层有机碳含量降低最明显,降幅为29%~38%;两种破坏地表土壤剖面有机碳库损失高达20.8~47.3 t/hm2。沉陷坡上,表土有机碳含量从上坡到中坡明显的降低,从中坡到坡底逐渐增加;中坡、下坡与坡底有机碳含量沿土壤剖面层次向下表现出一致的线性下降趋势,但上坡在土壤剖面内的波动较大;各坡位土壤剖面有机碳储量均出现损失,尤其是坡底以上的坡位有机碳储量损失最大。矿区土壤有机碳的空间变化与土壤侵蚀、土地利用、裂隙渗漏及低生物量输入有关。     

基于熵权-VIKOR法的重构土壤配比筛选研究

土地复垦对于矿区植被恢复至关重要,重构土壤能够有效解决表土资源稀缺问题。针对某矿区排土场存在的土壤贫瘠及大量矸石难以实现资源化利用的难题,通过将煤矸石生态骨料与表层土按照不同的比例进行混合,制备5种重构土壤,测定其pH及有机质、全氮、有效磷、速效钾含量,分析煤矸石生态骨料占比对各指标的影响,并基于熵权-VIKOR评价法筛选出最优配比。研究结果表明：随着煤矸石生态骨料占比的提高,不同配比的重构土壤pH逐渐降低并接近于中性;煤矸石生态骨料占比对有机质、全氮、速效钾含量的影响显著,对有效磷含量的影响不显著,且随着煤矸石生态骨料占比的提高,不同配比的重构土壤有机质、全氮、速效钾含量均呈下降趋势,有效磷含量呈先上升后下降的趋势;30%煤矸石生态骨料+70%表层土为最优配比。研究成果可为解决矿区排土场土壤贫瘠、表层土稀缺、土地复垦难开展等问题提供新思路。     

采煤扰动下矿区土壤质量时空变化规律研究

为了研究我国西部煤矿高强度开采扰动下,土壤质量变化规律,以纳林河二矿为研究对象,选取10cm、20cm和30cm表层土壤的含水率、pH、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质作为土壤环境质量的评价指标,分析高强度煤炭开采对土壤质量时空变化规律的影响。结果显示：各深度未采区含水量均高于沉陷区,1年沉陷区在10cm深度土壤含水量略高于2年沉陷区,而在20cm、30cm深度含水量则低于2年沉陷区,表明2年沉陷区含水量与1年沉陷区相比有所恢复|区域内pH变化幅度较小,采煤沉陷对土壤pH影响较小。从空间分布上来看,pH较小区域主要分布在2年沉陷区与其他两区域的交界处,这与采煤巷道的方向一致|采煤扰动对土壤肥力的影响较小。碱解氮、有效磷、速效钾、有机质空间分布具有一致性,低值区域主要集中在未开采区中部和1年沉陷区的西北部、中部和南部,高值区域主要集中在2年沉陷区与1年沉陷区和未采区的交界处,但覆盖面积有所不同。     

山西黄土丘陵采煤沉陷区生态环境破坏与修复研究

山西省煤炭开采大都处于黄土沟壑和丘陵山区,其采煤沉陷及地表破坏具有和平地不同的破坏特点,产生的多种形式和不同大小的地表裂缝、槽形塌陷及采动滑坡,使地形地貌及景观产生较大的破坏,水土流失加重等。因此,研究适宜山西地貌和气候特征,以及山西采煤沉陷损伤规律的土地复垦与生态重建技术,构建山西省黄土丘陵采煤沉陷地复垦技术模式显得尤为重要。分析了黄土丘陵采煤沉陷区的地表破坏的类型、形成机理及影响因素,结合黄土丘陵地貌分析研究了开采对地表水资源分布及沉陷区土地及植被的影响和破坏。地下采煤形成的覆岩及地表裂缝为水资源运移和流失提供了通道,采排矿井水对土地造成了污染,采动土地破坏及地表水土流失的加剧,是造成地面生态植被破坏的主要原因。对于采动生态环境破坏,采煤岩土体损害是根本,水资源和植被的破坏为开采损害的延续性影响,而单一类型的损害修复方法无法达到良好的修复状态,因此提出了以地形修复、水资源保护、植被重建等相结合的黄土丘陵沉陷区生态修复技术。通过山西某矿区黄土丘陵地表的土地复垦实践,证明了黄土丘陵沉陷区结合地形条件和生态环境的土地复垦技术的有效性及适宜性,研究成果对山西黄土丘陵矿区的地下开采与生态环境的恢复具有重要的指导意义。     

淮南矿区塌陷水域环境效应

为提供煤矿塌陷区水资源综合利用的理论基础,选择了淮南矿区塌陷时间不同的塌陷水域,监测、分析评价水体的理化指标、重金属元素.结果表明：矿区内塌陷水域均受到了不同程度的污染,部分理化指标随塌陷水域形成时间增长有累计作用,具有随季节变化的特征;对照渔业水质标准和地表水质量标准,塌陷水域中重金属元素除Hg超标外,As,Cd,Cu,Pb,Se,Zn等元素均不超标,未对塌陷水域构成重金属污染.     

永陇矿区某勘查区地震反射波特征分析

从永陇矿区某勘查区反射地震资料及钻探资料,分析了地震反射波的频率、相位特征等,得出了典型含煤、无煤地段的地震解释标志。后期钻探验证表明：利用地震资料圈定的含煤与无煤范围是正确的,为该区今后煤炭普查阶段的钻孔布设提供了依据。     

双柳矿区断层区域地质勘探及评价

为了探明双柳F28断层对行人暗斜井顶车场及行人暗斜井迎头的影响,文中参考勘探地质资料,制定了在顶车场内布置2个钻孔,在迎头布置6个钻孔,并给出具体钻孔参数。在钻孔过程中对岩芯及孔内水压、出水量等参数进行分析,最后得出断层大概位于迎头前方11m处;巷道顶板富水量较小,巷道以内7m范围内富水的结论,为指导巷道安全掘进提供参考。     

准格尔矿区水源区水文地质条件分析

准格尔矿区水源区的地质、水文地质、地下水成因、水资源量进行分析,计算水源区地下水可开采量,通过水源区的观测孔监测地下水位的变幅情况,对供水可靠性做出判断。     

煤矿采空区及塌陷区的地球物理探查

通过前人工作实践,总结了煤矿采空区的部分地球物理特征.对营城煤矿未知采空区选择采用了高密度电阻率法、瞬变电磁法及放射性土壤测氡方法进行两个剖面的综合探查,得出该煤矿采空区及塌陷区为低电阻率、高氡浓度异常特征.     

榆神矿区小壕兔勘查区钻孔封闭问题探讨

陕北侏罗纪煤田榆神矿区小壕兔勘查区,含煤丰富,煤质优良,埋藏深度中等,是陕北能源重化工基地的后备资源,将会进行进一步勘查工作。该区第四系松散层厚度大,富水性好,地下水位浅,水质好,钻孔封闭层位的确定和封闭质量,对保护第四系松散含水层尤为重要。普查工作的经历认为该区钻孔封闭问题值得探讨。     

陇县李家河勘查区控煤因素分析

通过对黄陇侏罗纪煤田永陇矿区陇县李家河勘查区内大量地震及钻孔资料的分析发现,煤系地层厚度及煤层厚度变化较大,影响因素复杂。文中简要归纳了几种主要的控煤因素,对鄂尔多斯盆地西南边缘地区聚煤规律的研究及进一步勘探提供参考。     

首钢迁安铁矿区红羊裴柳地段控矿构造模式探讨

本文通过对东矿带主要是红羊裴柳地段的地层产状、地球物理特征分析,并与磁铁石英岩为标志层进行对比,建立首钢迁安铁矿区红羊裴柳地段的控矿构造模式.该地段整体为以柳河峪—红石崖向斜为主体的复向斜,该向斜的核心在十八亩台,柳河峪主矿体在深部向北西转折,并逐渐变薄,与柳西矿体构成倒转向斜.前裴庄紧密倒转向斜、红石崖倒转向斜为其次级褶皱构造.区内断裂构造对其形态完整性和产状有一定影响.红羊裴柳控矿构造模式的建立为该区的深部找矿工作提供了依据.     

元宝山矿区塌陷地复垦造田规划基本原则

将元宝山露天矿排弃的剥离物填埋至元宝山矿的塌陷地和废弃的工业广场,再覆以剥离的耕作土,利用元宝山露天矿充足的疏干水施以灌溉,将改造成大面积的良田。这是平煤集团公司实施矿区土地复垦与生态重建工程的重大举措,对矿山企业和当地经济的可持续发展具有深远的影响,是改善地质环境、造福于人类、功在当代利在千秋的大事,是企业可持续发展的重大战略决策。     

韩城矿区乔子玄勘查区太原组沉积特征

通过对乔子玄勘查区太原组地层特征分析，认为太原组为一套滨海三角洲沉积体系，并对4、5、11号煤层沉积环境作了简单的分析，旨在指导以后的勘探、开发工作。