分布式矿区生态集成体系建设研究

以协同、集成理论为指导, 分析高温丰水矿区资源丰富但利用率不高的问题, 构建以矿区为依托、生态有机农业为发展目标、土地为基础、种养殖为核心、水生态处理-利用为纽带、能源利用和肥料利用为辅助的分布式矿区生态集成体系;在对资源特性及利用领域进行分析的基础上, 构建生态土地复垦利用、水资源生态处理及利用、生态养殖种植、能源利用、有机肥加工5个子系统, 对各系统的特征、作用以及关系进行研究与界定, 对功能进行划分, 利用集成原理将其有机整合, 并对体系运行进行分析。该体系通过内部与外部循环(矿业与农业循环是外部, 生态农业自身为内部循环)协同运行, 有效利用煤炭生产活动及生态农业自身产生的静脉资源, 为矿区生态建设及经济发展开辟新的路径。     

荒漠化矿区煤炭开采与生态环境治理探讨

针对神东矿区特定的开采技术与地质条件,分析了矿区多年来的生态科研项目的结论,深入系统地探寻其生态破坏的机理,生态发育的时空变化规律,遵循生态修复学规律,研究矿区生态系统的自组织、自调节修复能力。在此基础上,进行人工生态修复关键技术引导,遏止神东矿区脆弱的生态系统进一步退化,同时,促使尽快建立健康结构和完善功能的新生态系统,初步解决风沙危害、水土流失等问题,实现资源与环境的协调发展。     

煤炭资源开发生态经济系统的SD仿真建模

以龙口矿区为例,将该矿区煤炭资源开发生态经济系统分为经济发展子系统、资源开发子系统和生态环境子系统,使用系统动力学(SD)的方法对其进行了仿真建模,绘制了各子系统的内部结构流图,并对子系统内部的各要素进行了详细分析和研究。     

平朔矿区生态重建及生态产业链构建

利用平朔矿区1985-2005年土地复垦与生态重建的长期实验数据积累,采用系统回顾法、趋势外推法、空间分析技术、层次分析法、景观生态学、恢复生态学、农业生态工程等技术和方法,从平朔矿区重建生态系统现状评价入手,构建矿区生态资源数据库,并选择矿区复垦土地利用现状、复垦土地质量和重建生态系统生物多样性指标作为评价基础资料,对其复垦土地适宜性、生态环境质量、生态承载力、生态健康进行科学分析与评价,研究生态脆弱矿区重建生态系统的土地开发利用调控机理与控制对策。     

国外采矿坑湖生态修复研究进展与启示

露天开采遗留形成的采矿坑湖的修复与再利用是矿区可持续发展的重要课题之一。基于文献综述，归纳分析了采矿坑湖的类型、形成机制及特征，全面梳理了国外采矿坑湖生态修复与再利用的研究进展和实践模式。研究发现：目前国外采矿坑湖生态修复研究主要集中于坑湖水量平衡及水化学影响机制、坑湖修复措施及关键技术、坑湖利用规划及其风险效益评估等方面，研究涉及的时段、维度及尺度都在不断拓展；适宜的坑湖再利用能够发挥自然调节、生产供给、娱乐教育等丰富的生态系统服务功能。未来应加强对国内坑湖资源的系统普查及价值认知，基于全生命周期建立系统的可持续修复规划与设计理念，从多学科、多维视角推动我国露天矿坑修复和矿区复垦。     

我国采动地裂缝形成机理研究进展

煤矿区采动地裂缝可对岩土工程的稳定及土地生态安全造成严重威胁,研究其形成机理有助于实现矿区资源与环境协调开发。根据采动地裂缝的力学成因进行分类,系统梳理了不同类型采动地裂缝形成机理研究进展,分析了采动地裂缝的影响因素与研究方法,讨论了相关的关键科学问题。分析认为,岩层破断与表土层形变过程尤其是基岩与松散层接触面的应力-应变机制、动态地裂缝多周期形成机理、顾及多因素耦合影响效应的力学模型构建、多技术手段的综合运用、深部开采与生态脆弱矿区高强度开采以及煤炭开采新技术引起的地裂缝形成机理等将是未来研究的难点与发展趋势。     

组件式GIS开发系统在开采沉陷领域的可视化研究及应用

组件式GIS与开采沉陷专业模型的结合主要是通过可视化研究和环境影响评价及辅助决策系统来实现.不仅能够对开采沉陷进行一般规律的研究、预测和可视化表达,还能通过GIS组件的独立功能与环境影响评价(EIA)模型的结合,开发出一套一体化解决开采沉陷环境问题的研究系统,为矿区地面塌陷的管理控制系统以及资源利用和生态重建提供辅助性决策.     

北方防沙带大型露天煤矿区生态保护与修复技术

北方防沙带是我国防治沙化和荒漠化的关键地带,是“三北”工程的核心区,区内土壤贫瘠、风速大、干旱缺水、植被稀少、生态恢复力低,而大型露天煤矿开采与生态保护矛盾突出,直接影响区域生态安全和国家能源保供,迫切需要开展大型露天矿区生态保护修复研究。针对北方防沙带大型露天煤矿区开采引起的土地破坏、扬尘起沙、水位下降、土壤沙化、植被退化等问题。以北方防沙带面积和露天煤炭产量占比均最大的内蒙古的大型露天煤矿区为研究区,秉承“减损开采-立体保水-造土活土-系统修复-集成监管”的研究思路,揭示大型露天矿岩土损伤-生态退化传导机理、生态减损开采机制、重建生态自维持机制,研发生态保护型减损开采、生态化设计、水资源保护与综合利用、抗侵蚀地貌重塑、排土场活土层精细重构、土壤改良与提质增容、菌-藻-草联合修复、生态系统退化监管等关键技术,形成适合北方防沙带露天煤矿区生态保护与修复技术体系,建成大型露天矿区生态保护修复集成示范区。创建低成本、高效率、可持续、可复制的大型露天矿区生态保护修复模式,为保障我国北方防沙带大型露天矿区科学开采与生态安全提供支撑,实现煤炭开发能源保供与生态保护相协调、“开发金山银山,再造绿水...     

复杂矿井安全高效开采设计研究

为实现复杂条件下千米深井的安全高效开采,在分析矿井资源条件基础上,结合地面布置及矿区生产经验,从开拓方式、 井口位置选择、 井筒数目、 首采区巷道布置及采煤工艺等方面进行研究,确定了信湖矿井合理的开拓开采系统及采煤工艺.联合试运转表明,各系统运行稳定可靠,日产原煤约8000t,在籍人员1000人,达到了一井一面一千人的...     

矿区土地复垦与生态重建效益演变与配置研究

从资源经济、生态经济角度,讨论和分析了矿区生态系统演变、生态重建目标、生态系统类型、生态重建措施及矿产资源综合利用对矿区生态系统"三大效益"配置的影响;并以平朔安太堡露天煤矿1985-2015年土地复垦与生态重建过程中的"土地资源利用结构"动态演变为实例,初步揭示矿区生态重建过程中"三大效益"有序配置和高度统一问题。     

煤矿区生态文明驱动机理与测度研究 增刊

煤炭资源开发与利用在拉动矿区社会经济发展的同时,也打破了矿区生态环境的原始平衡。矿区生态文明建设,必须追求资源开发与生态建设的并行。本文在系统分析煤炭资源开发利用对矿区生态文明建设双重影响的基础上,研究煤矿区生态文明建设的驱动因子及驱动机理,构建了煤矿区生态文明评价指标体系,探讨了煤矿区特色生态文明测度方法体系,以期为煤矿区生态文明建设提供帮助。     

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。     

高潜水位矿区生态系统演变趋势研究:以淮南潘谢矿区为例

为了有效地应对高潜水位矿区煤炭资源开采后带来的生态环境问题,以淮南潘谢矿区为研究区域,应用遥感技术分析了耕地、水体分布以及景观格局,分析了生态系统结构的变化,得出了矿区生态系统结构总体变化规律以及不同生态系统相互转化规律。应用开采沉陷预测技术,基于矿区生态系统结构的变化规律,预测了生态系统演化趋势,得出的结论为:耕地面积逐年减少,矿区煤炭资源完全开采结束时,矿区的生态景观将由水域占绝对主导优势,矿区由陆地生态系统向水陆复合生态系统演变,土地利用模式将优化。     

近距煤层高效保水开采理论与方法

地下煤炭资源开采极易导致珍贵的浅表水资源流失,从而造成地表植被死亡和生态系统失衡。为保护维系西部矿区生态环境的浅表层水(河流湖泊水和第四系砂层潜水),尤其是为保护地下潜水(生态)水位,基于前期已取得的浅埋单一煤层保水开采理论成果和岩层控制工程经验,提出保(生态)水位和突水防治一体化的近距煤层水资源保护性采煤构想。以"高效保水采煤"为目标,针对近距煤层与极近距浅表水下开采条件,研究解决反复开采扰动区区域覆岩导水裂隙协同控制、极薄阻隔层低损伤控制,以及采掘面涌(突)水灾害监测预警等技术难题。提出长壁保水采煤方法、壁式连采连充保水采煤方法和采掘面突水红外监测辐射预警方法,实现近距煤层安全高效保水采煤,具体包括近距煤层岩层控制、采动覆岩导水裂隙带高度计算、隔水层变形计算和承载煤岩红外辐射响应等理论和特征,以及反复开采扰动区域导水裂隙控制、充填体主动接顶和"采-支-运"快速作业等技术。最终确定了保水开采薄弱区,形成基于水资源保护的浅埋近距煤层工作面优化布置、采煤方法配置与水资源运移监测的高效采煤理论与方法体系。研究成果已在陕北与华北等矿区进行了保水采煤实践,为实现我国煤炭资源的绿色化开采提供支撑。     

矿业城市生态环境正效应资源开发利用研究

矿业城市在长期开发过程中积累了大量的矿山环境问题。探讨矿山闭坑后矿山环境问题修复与生态环境正效应资源开发利用,对矿业城市经济建设和可持续发展具有重大意义。通过对抚顺矿山环境问题现状的掌握,厘定了井工矿与露天矿地下空间与土地开发利用目标,讨论了矿山生态环境正效应资源开发类型。以抚顺西露天矿为例,剖析了露天煤矿闭坑后正效应资源开发利用条件与优势,围绕矿区环境安全、城市规划、地下空间资源的开发3方面,阐述了西露天矿生态环境正效应资源开发利用的具体治理规划建议。     

煤矿绿色开采与沙漠综合治理的互补性

从地理分布、资源特点、生态环境和经济发展4个方面,对煤炭绿色开采与沙漠综合治理之间的互补性进行了分析.以沙漠沙为主要原材料,对煤炭资源实施充填开采,一方面可从根本上控制采煤引发的岩层移动,避免地下水系和地表环境遭到破坏,从而实现煤炭绿色开采;另一方面通过科学采沙减少沙源,矿井水的资源化利用增加水源,可以有效地遏制土地沙化.将资源开发与环境治理作为一个完整的系统,煤炭企业进行资源开采、煤炭深加工、坑口发电的同时,以投资入股的形式参与沙漠治理开发,发展以种植业、养殖业、林业等为主的“沙产业”,从根本上减轻过度农垦、放牧、樵采等人为活动造成的环境压力,最终实现企业与社会,经济与环境的协调可持续发展.     

煤炭资源开发与生态环境保护

煤炭资源开发对生态环境有严重的负面影响。分析了煤炭资源的开发现状,提出资源开发中存在的问题,如煤炭资源利用率较低、资源严重浪费、超强度开采、无序开发现象等等。重点论述煤炭资源开发所引起的土地资源、水资源以及大气污染,地质灾害等生态破坏和环境污染问题,最后提出煤炭资源合理开发和生态环境保护的对策,从而实现煤矿区的可持续发展。     

基于地质遗迹和地质旅游的矿业城市绿色发展设计：以平顶山市为例

我国煤炭资源长期大规模的开采与利用,使得煤炭资源型城市形成了经济增长粗放式、环境污染严重、治理成本高、煤炭资源濒临枯竭,经济增长缓慢等特点。本文以新中国成立以来第一个自主勘探设计和自主开发的大型煤炭基地平顶山市为例,充分挖掘该地区地质遗迹资源、地热资源和地质文化资源,通过规划平顶山市绿色矿业城市生态涵养带、绿色矿业发展示范区、地质文化产业园、绿色矿业发展国际交流中心和清洁能源试验区（4+1模式）。通过绿色发展破解资源型城市转型发展困局,将城市打造成集能源、绿色、生态、旅游于一体的国家绿色矿业发展示范区和国际一流绿色矿业城市。打造全国资源型城市生态文明建设的样板区,为我国资源型城市转型发展提供新的思路与方向。     

冀中能源低碳生态矿山建设的研究与实践

基于煤矿开采对生态环境的扰动影响,提出了低碳生态矿山的概念,探讨了低碳生态矿山建设模式及评价指标体系。依靠技术创新,实现了充填采煤、保水开采、瓦斯抽采与利用、地热源利用和循环经济等绿色开采与低碳生态矿山建设的目的。提高了矿井安全保障和集约高效程度,而且提高了资源回收与“三废”开发利用率,达到减少能源消耗和保护生态环境的目的。为低碳生态矿山建设与实现提供了有效技术途径。