煤炭学报杂志

东部草原区大型煤电基地开发的生态影响与修复技术

关键词: 东部草原区  煤炭开发  生态修复  采排复一体化  

东部草原区大型煤电基地是我国东部能源保障的重要基地,且位于国家“两屏三带”的北方防沙带东部,区位能源供应和生态功能均十分重要。为实现东部草原区大型煤电基地开发与生态环境保护的协调,国家于2016年启动实施了“东部草原区大型煤电基地生态修复与综合整治技术及示范研究”重点研发计划项目。针对煤电基地开发对区域生态要素(水、土、植被...

我国东部草原区露天矿排土场仿自然地貌土地整形方法

关键词: 东部草原区  排土场边坡  仿自然地貌整形  归一化植被指数  稳定安全系数  

东部草原区是我国以露天开采为主的大型煤电基地,由于其生态环境脆弱,露天矿排土场边坡易失稳引发滑坡、沉陷、崩塌问题,因此开展排土场边坡整形对保护草原生态环境、减少水土流失具有重要意义。为探索更加科学、合理的露天矿排土场边坡整形方法,采用归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、边坡稳定性分析评价比较了宝...

节地减损开采模式下边坡结构及应力发展规律

关键词: 节地减损  开采模式  边坡结构  稳定性  应力结构  

为了实现节地减损开采技术在露天矿的安全应用,对开采过程中的边坡结构、岩体应力状态和稳定性进行分析,揭示开采程序和参数与边坡应力分布和稳定性的耦合规律。采用剖面法阐述了适用于扩建和新建露天矿的2种节地减损开采技术方案;分析了边坡内部的应力类型,建立了降段或靠帮开采造成的不平衡应力分异模型及其诱发的边坡牵引式渐进破坏模型。以...

水分胁迫下AM真菌与解磷细菌协同对玉米生长及土壤肥力的影响

关键词: am真菌  解磷细菌  玉米生长  土壤化学性状  

针对内蒙古东部井工煤矿区气候干旱、土壤贫瘠等问题,以玉米为供试材料,采用盆栽试验方法,研究干旱胁迫(供试土壤最大持水量的40%)和正常供水(供试土壤最大持水量的70%)条件下接种解磷细菌与丛枝菌根(AM)真菌对玉米生物量、养分含量和根际土壤化学性状的影响。结果表明:在正常供水和干旱胁迫条件下,单接种AM真菌(AM)、单接种解磷细菌(CA)和联合...

草原煤电基地景观生态恢复技术策略

关键词: 矿山生态  地貌重塑  排土场  土地复垦  露天开采  

近些年,位于中国生态安全“两屏三带”的东部草原煤电基地出现了景观破碎化、草场退化、水土流失等生态环境问题。本文旨在探讨如何利用景观生态学、恢复生态学原理,通过修复、创建或重组等手段调整景观组分与空间格局,实现草原煤电基地生态恢复从土壤重构、植被重建等传统单一生态环境要素修复,向生态系统结构及其生态功能恢复方向拓展,以维持...

北电胜利煤矿排土场土壤AM真菌与土壤理化性状相关性研究

关键词: 露天煤矿  排土场  环境因子  am真菌  多样性  

煤炭的露天开采破坏了地表植被,改变了土壤结构和土壤微生物(AM真菌)组成。为了研究采煤扰动条件下AM真菌与环境因子之间的相互作用关系,以北电胜利煤电基地为对象,比较研究了排土场与原生草原的植物群落多样性、地上生物量、AM真菌多样性及土壤环境因子的动态变化规律。结果显示,原生草原的植物多样性显著高于各排土场样地,且人工维护的南排土...

草原型露天煤矿区土壤重金属污染评价及空间分布特征

关键词: 露天煤矿  重金属  污染评价  空间分布  

东部草原区露天煤矿开采对地下水系统影响与帷幕保护分析

关键词: 地下水  东部草原区  露天煤矿  帷幕墙  

我国东部呼伦贝尔草原地区是以露天开采为主的重要煤电基地,但是针对草原区露天煤矿开采对地下水系统影响及其水资源保护等问题研究较为不足。以呼伦贝尔草原宝日希勒露天矿区为研究对象,根据矿区煤炭资源开发与疏排水特征,将矿区露天矿开采历史划分为初期、剧增期与稳定期3个阶段。应用地下水系统数值仿真技术,系统分析了露天矿区疏排水对地下...

煤矿分布式地下水库渗流场分析及优化调度

关键词: 分布式地下水库  涌水量  优化调度  

煤炭规模化开采势必产生扰动裂隙场,进而破坏地下水系统,并产生大量矿井水,导致矿井突涌水风险。为了保障煤矿生产安全,并将矿井水储存在井下供生产和生活使用,提出了煤矿地下水库理论框架和技术体系。煤矿地下水库建设的关键难题是库容(或储水量)的评估与控制,即将矿井水储存在采空区后,如何保障不断增加的矿井水不会危及到后续煤炭开采活动。...

采动岩体裂隙自修复的水-CO2-岩相互作用试验研究

关键词: 导水裂隙  自修复  岩石矿物  保水采煤  

采动破坏岩体易与采空区水、气发生一系列物理化学作用,促使裂隙发生导水能力降低的自修复现象;研究揭示导水裂隙的自修复机理对于科学评价地下水生态恢复能力、合理制定裂隙限流的保水采煤对策等具有重要的指导意义。基于砂质泥岩裂隙岩样在酸性和碱性水溶液条件下的水-CO2-岩相互作用实验,揭示了裂隙在黏土矿物遇水膨胀以及次生矿物或沉淀物充...

神府矿区井下综采设备检修过程中矿井水水质变化特征

关键词: 矿井水  水质变化  综采工作面  神府矿区  三维荧光指纹  

鄂尔多斯盆地神府矿区生态环境脆弱、水资源短缺,矿井水是重要的非常规水资源,但是井下采掘过程中产生的各种污染组分,又大大限制了矿井水的回用。工作面是污染组分产生的主要来源,特别是综采设备检修期间。为查清工作面综采设备检修过程中污染组分释放规律,开展了该阶段矿井水水质变化的现场实验研究,结果表明:研究区煤层顶板基岩含水层长期水...

采动覆岩导水裂隙主通道分布模型及其水流动特性

关键词: 导水裂隙主通道  水流动特性  破断裂隙  压剪裂隙  关键层  保水采煤  

含水层受采动破坏后其赋存水体并非均匀地由覆岩各区域漏失至采空区,其在导水裂隙带范围内应存在水体流动的主要通道;研究揭示导水裂隙主通道的分布规律及其水流动特性对于科学指导井下涌水量预计、顶板水害防治、保水采煤等具有重要意义。基于导水裂隙类型划分及其渗流/管流力学分析,就采动漏失水体的流动主通道分布模型进行了研究。结果表明:...

采动裂隙扩展规律及渗透特性分形研究

关键词: 采动裂隙  裂隙演化  分形维数  物理模型试验  渗透特性  

采用水岩相似材料模拟试验研究了不同荷载、岩层性质及开采速度等因素影响下煤层开采后覆岩垮落及裂隙演化特征。基于分形理论,得到了采动裂隙随开采进程在采煤工作面不同分区内的分形演化规律,并根据采动裂隙分布推导了裂隙岩体分形渗流公式,得到了渗透系数随开采进程及裂隙扩展的关联性演化规律及其相应的理论公式。在此基础上,利用大型相似材...

顶板导水裂隙高度随采厚的台阶式发育特征

关键词: 顶板导水裂隙  关键层  台阶式发育  保水采煤  绿色开采  

传统导水裂隙发育高度预计方法对顶板岩性进行均化,忽略了具体条件关键层结构差异所造成的影响,认为导水裂隙的发育高度随采厚是呈近线性增大的,有时会导致较大的判别误差。针对该问题,采用理论分析、现场探测等方法,研究了关键层结构影响下顶板导水裂隙发育高度随采厚的变化特征。结果表明,导水裂隙的发育高度同时受到采厚和覆岩关键层结构的影...

考虑有效应力影响的煤矿地下水库储水系数计算模型

关键词: 煤矿地下水库  储水系数  有效应力  采空区  垮落带  

综合考虑煤矿地下水库储水系数的潜在影响因素,对弹性模量、上覆岩层体应力、泊松比、上覆岩层密度等进行理论分析,结合弹性力学、渗流力学的相关原理与知识,以及矿井水流动涉及的流固耦合渗流机理,建立了考虑有效应力影响的煤矿地下水库储水系数数学模型,并确定了模型解析解。以宽沟煤矿地下水库为例,计算该地下水库的储水系数并进行影响因素分...

煤矿地下水库水-岩相互作用机理实验研究

关键词: 煤矿地下水库  离子来源  离子变化规律  矿井水  

为了揭示煤矿地下水库水体中离子的变化规律,阐明其自净化机理,并为其建设与发展提供理论依据。通过对神东大柳塔煤矿地下水库原位进出水水样水质分析、水化学类型分析和其中主要离子来源解析,设计4组煤矿地下水库泥岩和细砂岩分别与去离子水和矿井水的水-岩相互作用模拟实验,采用图示法、离子比值法等手段揭示煤矿地下水库水体中主要离子的变化...

基于改进UNet孪生网络的遥感影像矿区变化检测

关键词: 矿区变化检测  深度学习  高分辨率遥感影像  unet  

矿产资源的开采在促进区域经济发展的同时,也造成了地表破坏,对生态环境造成了影响。利用遥感技术及时获取矿区土地利用覆盖和生态环境的变化信息,可以辅助矿区生态保护和生态恢复。针对传统变化检测方法中需要提取大量人工设计的图像特征,提出一种改进UNet孪生网络结构。用卷积层代替UNet结构中的池化层,加入中心环绕、双通道图像输入的孪生结...

基于纹理转移的露天矿区遥感图像超分辨率重建

关键词: 露天矿区  参考图像  纹理转移  超分辨率重建  

遥感图像是露天矿区生产的主要信息源之一,其空间分辨率影响着矿区各场景边界的区分、细小地物的判读和控制点的定位等,对矿区的生产管理与监测起着重要作用,针对现实中成本、技术等的制约,获取不了满足要求的高空间分辨率图像的问题,提出了利用超分辨率重建技术提高露天矿区遥感图像的空间分辨率;针对露天矿区各场景纹理特征明显的特点,采用深...

宝日希勒矿区土壤耐重金属铁、锰、铜、铬细菌的筛选与鉴定

关键词: 露天煤矿  微生物修复  耐重金属细菌  菌种筛选  

内蒙古露天矿的大规模开采严重影响了内蒙古草原的生态多样性和生态稳定性。由于矿山开采,金属冶炼,存在于土壤中的重金属被剥离到地表,随着大气、水流进入到土壤及水环境中,矿区及附近的重金属污染非常严重,已经严重危害到附近人类饮食和生活健康,我国面临重金属污染治理的巨大的挑战和难题,为筛选出露天煤矿区高效耐重金属菌株,为草地生态修复...

接种AM真菌对东部草原矿区不同配比黑黏土的玉米光谱反演

关键词: am真菌  土壤配比  高光谱遥感  叶绿素  神经网络  

为改善东部草原露天矿区黑黏土黏性强、透气性差、土壤养分有效性低的现况,设2个水平接种AM真菌处理:接种丛枝菌根(M)和不接种菌根的对照组(CK)。同时将黏土设置了4种不同配比处理:沙土(S)、黏土(N),沙土与黏土按质量1∶1配比(S∶N=1∶1)、沙土与黏土按质量3∶1配比(S∶N=3∶1)。利用高光谱遥感技术监测在不同基质下接种丛枝菌根真菌对植物生长...

东部草原露天矿黏土对磷的养分动力学特性

关键词: 东部草原  露天煤矿  黏土  磷  土壤重构  养分动力学  

东部草原露天矿区土地瘠薄、草场退化严重,生态修复成为必然。矿区草原表土缺乏,露天矿开采产生的生黏土资源化利用成为矿区生态修复的一种可行方法。磷是植物必需营养元素且在土壤中难移动,磷在不同黏土组成中的养分动力学特性对于合理利用黏土具有重要的现实意义。对黏土、表土、沙土、黏土沙土1∶1混合(NS1∶1)、黏土沙土1∶2混合(NS1∶2)、...

接种不同丛枝菌根真菌对黄花苜蓿生长影响

关键词: 丛枝菌根真菌  黄花苜蓿  促生作用  植物营养  

呼伦贝尔草原区露天煤矿开采会造成大面积土壤和植被的损毁,恢复难度较大。丛枝菌根真菌可以与80%以上的高等植物形成菌根共生体,能促进植被的生长,加速矿区植被恢复。以黄花苜蓿为供试植物,通过温室盆栽模拟实验,研究了在土壤灭菌条件下接种3种丛枝菌根真菌即摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae,简称F.m)、幼套球囊霉(Glomus etunicatum,简称G...

解钾细菌C6X对伊利石和钾长石钾吸附动力学的影响

关键词: 解钾细菌  伊利石  钾长石  吸附动力学  

为了开发蒙东露天矿排土场复垦技术,合理利用解钾细菌提高蒙东草原黏土层土壤肥力水平,开发其作为替代熟土的巨大潜力,综合采用无菌实验室静置培养预处理样品法和平衡吸附法,研究解钾细菌对蒙东草原黏土层中2种常见矿物钾长石和伊利石钾的吸附动力学过程的影响。试验结果表明:①伊利石比钾长石钾的吸附平衡时间更短、钾的累积吸附量更大;解钾细...

基于自然边坡模型的草原煤矿排土场坡形重塑

关键词: 近自然地形重塑  边坡特征参数  wepp模型  黄金分割点  胜利矿区  

在采矿活动中,由于传统的排土场边坡模型并不能很好的融入当地周围环境,导致排土场的水土流失现象十分严重,因此需要对边坡进行地形重塑,以减少土壤损失量,提高边坡保土能力,使排土场能与周围环境相协调。近自然地形重塑以未受扰动的地形作为参照,构建出符合当地侵蚀过程所形成的地形模型,在国内外地形重塑中有诸多应用。根据近自然地形重塑理论...

露天矿区的生态网络格局评价——以胜利露天矿区为例

关键词: 生态网络  形态学空间格局分析  最小累积阻力模型  胜利露天矿区  

生态网络可用于描述、评价生境环境破碎条件下景观空间组织方式与物种存续的关系。生态网络的构建能够促进生境斑块的连接,促进物种的迁移,更好地维系物种扩散过程,丰富生物多样性,从而提高生态系统的稳定性。以锡林浩特市露天矿区为研究区,根据遥感图像解译土地利用类型,提取植被覆盖度较高的绿地景观,采用形态学空间格局分析(MSPA)提取对生态...

基于无人机与植被指数的排土场DEM模型构建关键技术

关键词: 排土场  植被指数  露天煤矿  地形测量  无人机  摄影测量技术  

露天煤矿排土场具有地形复杂、堆存松散、异质性强等特点,长期存在整体非均匀沉降、边坡失稳变形、蠕动等地质环境问题。因此,掌握排土场精确地形数据是保证其地质稳定性的基础,然而传统地形测量技术难以满足高精度需求;无人机低空摄影测量所获地形数据虽分辨率高,但受地表植被影响导致垂直精度不足。针对这一问题,提出基于可见光植被指数-植被...

水分和冻融循环对酷寒矿区煤矸石风化崩解速率影响的定量研究

关键词: 煤矸石  风化崩解速率  冻融循环  风化成土  

酷寒矿区表土瘠薄,陆地覆被破坏后可利用表土稀缺是制约煤矿区土地复垦的重要因素之一,难以获得足够的可用表土不仅直接影响到煤矿土地复垦效果,同时也限制煤矿区可持续发展的进程。因此在缺土区拓展可利用表土来源不仅是煤炭土地复垦中亟待解决的生产问题,也是一个重要的科学问题。煤矸石是矿产资源开发利用的副产物,也是潜在的表土来源之一。...

基于SBAS和混沌理论的内排土场沉降监测及预测

关键词: 内排土场沉降  sbas  混沌理论  露天矿  二阶volterra自适应滤波预测  

为研究露天矿内排土场工后沉降规律,定义内排土场下沉系数为地表最终沉降量与初始覆土高度的比值,并以内蒙古锡林浩特市胜利一号露天矿内排土场为研究区,利用41期高时间分辨率sentinel-1 A数据采用小基线集(SBAS)技术进行内排土场沉降监测,在此基础上引入混沌理论中的相空间重构理论结合二阶Volterra自适应滤波对沉降时间序列进行单步预测。结果...

草原区煤电基地开发生态环境时空响应及综合评价

关键词: 草原区煤电基地  生态环境  系统分析  综合评价  多源动态监测  时空响应  

草原区煤电基地的大规模开发必然引发剧烈的生态环境问题。针对胜利煤电基地生态系统的特点,应用系统分析方法,以土地、水体和大气为空间载体,辨识生态扰动因子,构建生态环境综合评价指标体系,以多源动态监测技术为获取基础信息的主要手段,利用遥感反演、数据融合、空间插值、统计分析等数据处理方法,从煤电基地尺度、功能区单元和最适宜格网单...

煤矿巷道扩孔锚固体抗剪特性研究

关键词: 锚杆剪切  岩层节理  正楔形扩孔  剪切试验装置  

煤矿巷道锚杆支护过程中,锚杆剪切破坏现象时有发生,严重影响着巷道支护的稳定性,特别是巷道周边岩层节理发育区域,其锚杆剪切破断最为频繁。针对煤矿巷道锚杆剪切破断的问题,通过现场调研锚杆破坏情况、查阅相关资料的方式,确定了造成煤矿锚杆剪切破断的主要原因。根据理论分析,提出了在剪切节理面处进行扩孔锚固的方式来增大剪切节理面处锚固...

煤岩组合体的能量演化规律与破坏机制

关键词: 煤岩组合体  循环加卸载  能量演化  非线性  储能  驱动机制  

为研究煤岩组合结构受压过程中的能量演化规律与破坏机制,对煤、岩石及3组煤岩组合体进行了单轴一次加载与循环加卸载试验,分析了煤岩组合体输入能密度、弹性能密度、耗散能密度以及弹性模量与单轴抗压强度等力学参数的演化规律,得到了不同试样的储能特性,基于煤岩组合体的力学响应、能量演化与变形破坏特征,建立并探讨了煤岩组合体破坏的能量驱...

煤岩电动-压动三轴渗流试验装置的研制

关键词: 渗流  试验装置  电渗  三轴应力  电动渗透系数  

基于煤岩电渗特性与双电层原理,自行研制了煤岩电动-压动三轴渗流试验装置,并进行了煤样在不同电位梯度条件下的饱水单相渗流与气水两相渗流试验。煤岩电动-压动三轴渗流试验装置主要由加载系统、三轴渗透室、孔隙压控制系统、电化学作用系统及数据采集系统等5部分组成,其最大轴压30 MPa、最大围压10 MPa、最大孔隙压10 MPa、最大电位梯度15 V/c...

基于反射光谱的煤岩感知实验研究

关键词: 反射光谱  近红外  煤岩感知识别  灰分产率  支持向量机  

为研究利用反射光谱进行煤岩感知识别,收集了同一综采工作面煤层与顶板交界处外观较为相似的炭质页岩和烟煤块状试样75个,在实验室搭建了由近红外分光光谱仪、卤钨光源、光纤准直镜、Y型光纤等部件组成的煤岩反射光谱采集实验装置。根据常见顶板高度,设置光纤准直镜与试样距离为3 m,采集了试样表面近红外波段(1000~2500 nm)反射光谱,然后测定了...

高瓦斯煤层综掘工作面风流-粉尘两相流动特性

关键词: 高瓦斯煤层  综掘工作面  压入式通风  气固两相流  

为解决压入式通风条件下高瓦斯煤层综掘工作面粉尘质量浓度高的问题,以山西潞安集团漳村煤矿2601综掘工作面为研究对象,基于气固两相流理论,通过编程计算综掘工作面气载粉尘运移过程,研究了综掘工作面气固两相流动特性,结果表明:在压入式风筒出口与综掘工作面之间存在一个“负压区”,其影响范围随风筒出口风速增大而增大,而中心压力随风速增大而...

露天矿山开拓运输系统道路选线算法

关键词: 露天矿  运输道路  选线算法  

单斗卡车工艺具有机动灵活、爬坡能力强、便于选采、基建速度快、开采强度大等优点,在我国露天矿山被广泛应用。但近年来,因受到重型卡车设备机修、维护保养、燃油成本高昂等经济因素限制,导致单斗卡车工艺吨公里运输经济性问题一直备受关注,并以此派生出了一系列优化卡车运输经济性的相关课题,如运输系统参数优化、路径优化以及剥离物流向-流量...

《煤炭学报》2019年总目次

《煤炭学报》征稿简则

关键词: 办刊宗旨  科研成果  中国煤炭学会  综合性学术期刊  煤炭科学技术  可持续发展  学术交流  

1.《煤炭学报》是中国科学技术协会主管、中国煤炭学会主办、煤炭科学研究总院承办的有关煤炭科学技术方面的综合性学术期刊,月刊,国内外公开发行。办刊宗旨是坚持"科教兴国"和"可持续发展"战略,贯彻"百花齐放、百家争鸣"方针,促进煤炭学科理论与实践的发展,以及国内外学术交流,加速科研成果向现实生产力转化。

“东部草原区大型煤电基地生态修复与综合整治技术及示范”专辑特邀主编致读者

关键词: 东北区域  综合整治  生态安全屏障  能源供应  生态优先  草原区  生态修复  区域聚集  

东部草原区位于我国生态安全“两屏三带”的北方防沙带,该区域聚集了锡林浩特和呼伦贝尔两大煤电基地,以露天开采为主,产能超过4亿t,是我国东北区域重要的能源供应基地。要筑牢我国北方重要生态安全屏障,必须坚持生态优先、绿色发展的理念,为此国家科技部于2016年启动了“典型脆弱生态修复与保护研究”重点专项,将东部草原区大型煤电基地生态修...