煤矿复垦区土壤重金属含量时空分布及富集特征研究

为研究煤矿复垦区土壤重金属污染的时空变化及富集特征,以安徽淮南市潘一矿复垦区土壤为例,在2008-2010年期间对复垦区土壤中Cu,Mn,Ni,Pb,Cd,Hg,As 七种重金属元素进行了测定,并利用Surfer8.0软件对重金属的水平分布特征进行可视化表达。采用富集因子法来判断土壤中重金属人为污染情况。结果表明：煤矸石充填复垦区土壤,随着覆土年限的增加,除Mn和As元素外,Cu,Ni,Pb,Cd和Hg这5种重金属元素含量均高于淮南市土壤背景值,并出现一定程度的累积;从表层土壤重金属元素的水平空间分布看,煤矸石山的堆积、淋溶和粉煤灰贮灰场的存在对周边土壤造成了一定程度和范围的重金属污染。复垦区土壤剖面上Cu,Ni,Pb,Cd元素含量呈现表层（0~20 cm）和底层（80~100 cm）含量高,中部（20~80 cm）含量低的分布规律。分析重金属元素的富集因子,表明复垦区土壤已经受到了煤矿开采和煤矸石充填活动的影响。其中Cu,Ni,Pb,Hg和Cd元素已经出现富集,并且Cu,Ni,Pb,Hg元素达到了轻微污染水平,Cd元素达到了显著污染水平。Mn和As元素主要来源于土壤母质,没有受到污染。     

大柳塔煤矿开发土壤重金属污染响应研究

陕西大柳塔煤矿区的大柳塔、活鸡兔和哈拉沟矿井,年产原煤超过了3000万t,此外还有众多的地方及个体煤矿。调查研究20年来矿区煤炭资源开发活动对土壤重金属污染的影响,可为脆弱生态环境条件下的大规模煤炭资源开发环境保护提供借鉴经验。通过43件表层土壤样品的采集、分析与评价结果表明,与全国栗钙土背景值比较,除Ni以外,其它元素存在不同程度的累积超标现象,汞是研究区最普遍的累积污染元素,土壤重金属综合累积污染以重度污染为主,占全部污染样本的58.14%。但土壤中Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn、Ni等8种重金属元素含量,均没有超过土壤环境质量二级标准的限值,且土壤综合污染指数小于0.2,属清洁土壤。因此,矿区土壤虽受到了一定程度的累积污染,但低于土壤环境质量二级标准值,尚有较大的环境容量。     

煤矸石对铜尾矿中重金属(Zn,Pb,Cd,Cr和Cu)形态及生物有效性的影响

铜尾砂堆积在地表会随着淋溶和风化作用溶出重金属元素,对环境产生一定危害,其生态修复的关键是进行基质改良,进行植物修复。通过黑麦草盆栽实验,将淮南煤矸石添加入铜尾砂,探讨矸石对铜尾砂中重金属行为的影响。结果表明:矸石添加能显著提高铜尾砂p H、有机质和养分水平(总氮、总磷和总钾),缓解尾矿砂贫瘠环境。矸石添加后,铜尾砂中Zn,Pb,Cd和Cu的交换态和碳酸盐结合态重金属逐步向铁锰结合态、有机结合态和残渣态转化(除个别处理Pb和Cu残渣态),铜尾砂中有效态Zn,Pb,Cd和Cu浓度不断降低,从而降低了黑麦草中相应重金属浓度,总体表现为铜尾砂-黑麦草系统内Zn,Pb,Cd和Cu生物活性降低效应。然而,由于矸石中Cr浓度相对铜尾砂偏高,其添加会引起尾矿砂中有效态Cr浓度及Cr迁移性增加而增大黑麦草对Cr的吸收。因此,煤矸石可对尾矿砂中Zn,Pb,Cd和Cu产生一定稳定化作用,而虽然矸石内源性Cr会释放到铜尾砂,其也可被黑麦草富集,由此,煤矸石可视为一种潜在的废弃物改良剂,对铜尾砂具有一定生态改良潜力。     

鲁西南煤矿区农田耕层重金属分布特征及污染评价

为了研究煤矿对周边农田耕层土壤造成的重金属污染影响,以鲁西南地区某煤矿为研究对象,采集周边104个农田耕层土壤样品,利用ICP-MS测定重金属(Cr,Ni,Cu,Cd,Zn,Pb)元素含量。利用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法与地累积指数法,结合GIS技术,分析6种重金属的空间分布特征并评价污染程度。研究表明,6种重金属元素在矸石山、工业广场、煤运中转站、运输线路等周边区域都有明显积累,空间分布特征各异,仅有Cu,Ni元素具有显著的相关性;总体土壤重金属污染程度较轻,Cr元素无污染,Cu,Zn,Pb元素较为安全,Ni元素存在小范围轻度污染区域,Cd元素存在轻度污染区域与小范围中度污染区域。     

煤矿区破坏土地资源的调查与评价初探

破坏土地资源的调查与评价 ,是制定土地复垦规划的必要前提。系统归纳了矿区土地复垦对象 (即破坏土地资源 )的调查内容 ,提出对其进行分析评价应该包括可垦性、土地利用适宜性及区位性三方面 ,并分别进行了探讨。     

基于连通性分析的采煤塌陷地复垦利用潜力评价

新时代采煤塌陷地复垦要求构建科学合理的现代规模农业发展格局,然而以往采煤塌陷地治理项目仅仅针对地块条件,较少考虑地块间的连通性问题,制约了复垦利用成效。本文首先对未修复采煤塌陷地地块与周边耕地进行景观连通性评价;然后以耕地为复垦导向建立了采煤塌陷地复垦利用潜力评价指标体系和评价模型,评价了研究区的采煤塌陷地复垦利用潜力。研究表明：(1)徐州市采煤塌陷地复垦为耕地后对耕地生态网络结构的贡献程度均较高,连通性水平1级至3级的采煤塌陷地占总面积均超过98%;(2)徐州市共有采煤塌陷地11121.27公顷,其中有面积为7906.22公顷的塌陷未积水区景观连通性较高。其中复垦利用潜力为1级至3级的塌陷地适宜复垦为耕地,面积为6060.57公顷,占比76.65%。基于连通性分析的采煤塌陷地复垦利用潜力评价,可以为采煤塌陷地复垦专项规划提供科学依据,促进采煤塌陷地科学合理展开修复,缓解地区土地利用瓶颈约束。     

煤矿区重金属污染的危害及其治理技术分析

煤炭是我国最重要的基础能源,伴随煤矿开采、冶炼和尾矿产生了大量的重金属污染物质。为探讨煤矿区重金属污染的危害及其治理技术,从金属污染能直接导致土地生态系统退化、农作物减产及严重威胁动植物健康等方面出发,论述了重金属污染的危害;重点分析阐述了物理化学修复技术、生物修复技术和生物炭固定修复技术在污染治理方面的应用方式。分析认为,重金属污染治理的重点仍然在于“防”,只有建立有效的预防机制,才能缓解重金属污染带来的严重危害。     

Study on durability of concrete in coal mine

There are sulfate and chloride ions corrosion and carbonation to concrete in coal mine. Based on taking test of accelerated carbonation, corrosion of 3.5% weight of NaCl solution and 5% weight of Na2SO4 solution of coal mine concretes, durability of concretes which include spray concrete of C20, high performance concretes of C30 and C50 and effect of fly ash on durability have been studied. Results suggest that the coal mineral high performance concretes show good resistance capacities of carbonation, sulfate and chloride corrosion to meet the coal mine construction. And the higher the strength grade is,the better the resistance capacity of corrosion of carbonation is, chloride and sulfate.Moreover, fly ash improves resistance capacity of high performance concrete(HPC) to chloride and sulfate but decreases the resistance capacity of C30‘s to carbonation and average dynamic modulus.     

SRB菌的分离鉴定及其对矸石山酸性废水的处理

为了得到煤矸石山酸性废水处理的专属功能微生物,从湖南湘潭某煤矸石山周边土壤中分离筛选硫酸盐还原菌,分析菌株的16S rRNA基因序列,形态和生理生化特性,并利用得到的菌株处理矸石山酸性废水。16S rRNA基因序列分析表明,所分离得到的硫酸盐还原菌株S-7与Desulfuromonas alkenivorans同源性达到99.0%。该菌株为杆状稍有弯曲,能运动,大小(0.5~0.8)μm×(3.0~4.0)μm,革兰氏染色显阴性,最适生长温度为30℃,最适p H值范围6~8,酵母粉为最好的碳源和氮源,硫酸钠为最适合硫源,菌株经培养96 h后细胞浓度高达1.76×109个/m L。培养初始p H为7时,6 d可去除体系中90%硫酸根离子,而不同硫酸根离子浓度对菌株生长和硫酸盐去除效率影响不明显。S-7菌株对矸石山酸性废水中Fe,Mn,Pb和Zn四种重金属离子均存在处理效果,整体上去除效率为PbFeZnMn,其中Pb离子经7 d处理后去除率达到100%。     

深部矿井工作面地质条件及其地球物理勘探技术

矿井深部延拓是解决我国东部煤田资源紧张的必然途径,深部开采中地质构造、矿井水、煤层瓦斯和顶底板条件等是矿井生产的主要致灾地质因素。分析论述了当前煤田地球物理勘探主要技术方法的应用状况及特点,指出多波多分量地震勘探、矿井高密度直流电法、矿井瞬变电磁法及地质雷达等新技术方法及其综合应用将在深部矿井致灾地质因素预测预报中发挥重要作用。     

煤矿地裂缝的发育与成因研究

火石咀煤矿地质裂缝严重威胁彬长矿区三个自然村人民的生命财产安全,通过矿区地裂缝现状调查,分析矿区地裂缝发生、发展的成因,提出采取适当措施的必要性。     

巴拉素井田富水煤层岩巷揭煤防治水工程技术初探

煤层多为致密沉积物,一般视其为隔水层,近年来,我国陕北侏罗纪煤田榆横北区内发现的富水煤层问题较为突出。为解除榆横北区富水煤层岩巷上山掘进揭露2号煤层的水害隐患,以巴拉素煤矿为例,采用"物探先行、钻探后进"的原则,结合动态监测、水化学分析、钻孔窥视等多种综合手段,在岩层巷道掘进过程中,确保揭露煤层的安全。结果表明:通过物探工程发现了巷道掘进前方2号煤层存在富水异常区,钻探工程疏放水效果显著,应用水化学分析确定了煤层水质类型为SO_4~(2-)-Na·(Ca)型水、总矿化度在6 000mg/L左右,结合孔内窥视,发现煤层内部的裂隙发育、水体联通,由此认为本区内2号煤层水体具有赋存范围大、补给条件差、水力联系好、静储量为主的特点,其长期处于封闭状态,有利于矿井疏放水工作的高效开展。结合本次安全揭煤经验,以期为矿井巷道掘进揭煤提供借鉴和思路。     

我国煤矿职业病现状及防治对策

以近年来安全生产和职业卫生统计数据为基础,深入分析了我国职业病发病形势,以及煤矿作业场所职业病危害现状,得出了"白伤"重于"红伤"且呈现差距不断扩大的趋势;分析、找出了煤矿职业健康工作存在的问题,从煤矿企业和工人的角度提出了职业病危害防治对策措施,并就监管监察工作提出了政策建议。     

基于Excel软件的煤矿一线从业人员人因风险管控系统研究

为有效精准地对煤矿一线作业人员进行人因风险管控,以煤矿企业从业人员熟悉的Excel为数据平台,设计了煤矿一线作业人员风险管控系统。通过VBA数据编程语言实现对煤矿一线作业人员从人员招聘、教育培训、考核、岗前提示到人因风险管控报表可视化系统的研究。系统地规范和完善了煤矿现有一线作业人员风险管控工作,具有一定的推广价值。     

赣南某钨矿区稻田土壤中重金属污染特征及生态风险评价

分析赣南某钨矿周边稻田土壤中镉、铅、铬、铜和锌等5种重金属的空间分布,采用地累积指数法和潜在生态风险指数法分析评价矿区表层稻田土壤中重金属的污染状况。结果表明,稻田土壤中表层、中层和底层重金属含量水平分布变化规律基本一致,在垂直分布上,随土壤深度的增加,重金属含量降低,镉和铅含量的空间变化均较大。表层稻田土壤中镉在全部采样点、铜在57%的采样点含量超过国家土壤二级标准,且镉严重超标。表层稻田土壤中重金属地累积指数污染程度强弱顺序为镉铜锌铅≈铬,镉为中度至极重污染,潜在生态危害系数排序为镉铜铅铬锌,镉为高污染至极高污染,铜、铅、铬和锌危害程度较低。     

煤矸石充填复垦采煤塌陷区可行性分析

煤矸石充填塌陷区后是否产生重金属污染是目前充填复垦中亟需解决的关键问题。为分析煤矸石充填复垦塌陷区的可行性,以徐庄煤矿煤矸石为例,通过现场采样和实验室实验的方法分析砷（As）、镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）和铅（Pb）重金属对复垦环境的影响。实验结果表明:煤矸石重金属含量很低、性质稳定;在淋溶和浸泡状态下,煤矸石中重金属的水溶性和淋溶性较差,降雨对煤矸石的淋溶作用不会造成重金属污染;煤矸石周边土壤重金属含量符合国家相关标准。研究表明煤矸石充填复垦塌陷区是可行的。     

兴达矿区可采煤层地质特征初探

介绍了兴达矿区可采煤层的地质特征,分析了其钻孔煤芯化验资料及瓦斯解吸数据,指出可采煤层显微煤岩类型以微镜惰煤为主,煤化程度符合深成变质作用的一般规律,煤体结构以原生结构煤为主,可采煤层均为富甲烷煤层.     

柴北缘锡铁山矿区尾矿铅锌分布特征及污染防治探讨

锡铁山铅锌矿床是柴北缘铅锌成矿带最典型的大型铅锌矿床之一,位于青藏高原东北部。锡铁山已有多年的开发历史,矿业活动所产生的固废物会携带高浓度的污染元素,而尾矿库是污染元素的重要聚集场所。通过野外调查,样品采集、测试分析等,分析尾矿库矿物组合及铅锌元素赋存状态,旨在揭示高原地表环境下铅锌重金属迁移、赋存形态及累积过程,阐明重金属铅锌元素迁移机制。通过在沉积物中剖面分层采样,对样品矿物组合及铅锌含量进行分析,总结铅锌含量分布变化规律。研究结果表明,尾矿中矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿及黄铁矿,脉石矿物主要有石英、方解石、角闪石及透辉石。尾矿库中重金属铅锌含量均高于背景值,铅元素迁移能力中等,锌元素迁移能力相对较强,该研究认识有利于绿色矿山建设,有利于生态效应理论积累新知识。     

GM（1，1）模型与线性回归组合方法在矿井瓦斯涌出量预测中的应用

以矿井瓦斯涌出量的预测为主要研究目的,讨论了GM（1,1）方法适用于单一指数增长模型、对预测序列数据异常情况难以准确预测的局限性,依据灰色灾变预测原理,利用线性回归适用短期预测的特点,提出了基于GM（1,1）与线性回归组合预测矿井瓦斯涌出量的新方法.应用结果表明：该方法能很好地解决历史数据的跳变问题,使预测结果更为可靠、精确.     

万利一矿大采高综采面矿压规律实测分析

 对万利一矿42202大采高综采工作面进行了矿压实测与分析,结果表明,工作面老顶初次来压步距为19.9 m,老顶周期来压步距为10~16.5 m,工作面中部来压超前两端2~5 m,来压强度比两端大1~3MPa;采动支承压力影响范围一般为15 m,工作面遇周期来压或接近联络巷时,影响范围增加到20 m;支架初撑力偏低,不能满足工作面正常开采和末采期间对支护阻力的要求。针对顶板的支护状况和顶板灾变危险,提出了提高支架初撑力等改善措施,研究成果对类似条件下浅埋煤层大采高综采工作面安全开采具有指导作用。