露天煤矿排土场土地复垦及其生态学原理

通过对黑岱沟露天煤矿排土场土地复垦模式的分析研究，认为生态结构稳定性与功能协调性原理是露天煤矿排土场土地复垦的理论依据，提出露天煤矿排土场的土地复垦必须遵循生物相生相养原则、生物共存原则，并以黑岱沟露天煤矿排土场土地复垦工程为实例，阐述了生态结构稳定性与功能协调性原理在露天煤矿土地复垦中的应用方法。     

生态学原理在土地复垦中的应用

为了研究生态学原理在土地复垦中的应用,以黑岱沟露天煤矿排土场为研究对象,按照生态学原理,首先根据立地条件及土壤状况,从改善土壤结构、提高土壤肥力出发,选择一些豆科类植物作为先锋植物,达到种地养地的目的;随着土壤肥力的提高,逐步增植一些抗耐性较强的灌木、乔木,逐步形成草、灌、乔立体景观,从而加强了生物与环境的协同进化,使整个复垦地生态系统结构趋于稳定,逐步向生态演替顶级阶段发展。通过复垦前后排土场水土流失情况、植被根系生长情况以及植被效果对比说明了土地复垦应遵循生态学原理。     

黑岱沟露天煤矿土地复垦中的几个关键问题

根据黑岱沟露天煤矿工艺特点和矿山具体条件,对黑岱沟露天煤矿的土地复垦规划进行了研究.认为土地复垦,尤其是其中的工程复垦应和采矿生产工艺及排土工艺紧密结合起来,纳入采矿生产计划之中,提出了外排土场覆土工艺方式和场地整治工程的具体要求.根据覆土的理化性质和矿区实际情况,提出了复垦土地的土壤改良方法.经种植实验研究选择出适宜于矿区条件的先锋植物和适宜树种,建立了不同立地条件下的植被配置模式.然后,就复垦土地的再利用方式作出了总体规划,并进行了灌溉系统的方案设计和土地复垦的经济评价.     

露天煤矿排土场生物修复与生态重建技术

大型露天矿区长期高强度开采驱动下的生态累积效应,以及其导致的植被受损、土壤退化、水土流失、水文失调和地质变化,已成为恢复生态学研究中亟待解决的问题.我国露天煤矿生态环境的恢复处于发展阶段,与国外有一定差距.根据国内外矿山生态环境保护与恢复治理技术规范、生态环境状况评价技术规范、土壤环境监测技术规范、区域生物多样性评价标准等指标体系,结合我国露天煤矿排土场生物修复与生态重建的研究现状进行了系统分析.结果表明:(1)我国露天煤矿排土场生态恢复主要以地貌重塑、土地复垦和植物修复为主要手段;(2)目前露天煤矿土地复垦研究作为生态重建的重要基础,土地复垦应考虑生态效果;(3)露天煤矿排土场生物修复作为生态恢复持续进行的关键,强调土壤基质改良、适宜性强的生物种类筛选、环境因子调控措施的技术耦合.(4)通过轻量化、绿色化、生态化的重建技术提升综合治理能力和水平.     

海州露天矿排土场野生植物侵入状况

在海州露天煤矿排土场野生植物侵入种类、频度、规律调查的基础上,研究了野生植物的侵入对海州露天煤矿排土场土壤基质的影响,分析了主要野生植物群落的多样性并对其演替趋势进行了预测.研究表明,野生植物的入侵改变了排土场土壤理化特性及土壤基质微生物区系,野生植物的侵入有利于再种植,且生物多样性指数、生态优势度与均匀度直接影响植被稳定性.该研究为排土场复垦中土壤基质改良、植被的选择奠定了基础.     

黑岱沟露天煤矿岩体波速测试

采用岩体波速测试及分析原理,研究了黑岱沟露天煤矿岩体波速测试技术;通过对现场覆盖层各种类型的岩体波速测试和分析,得出不同岩体的实际波速。该技术测试为研究黑岱沟露天煤矿岩体动态特性和可爆性提供了重要数据。     

马兰庄铁矿排土场生态重建试验

排土场生态重建是采矿迹地生态重建的重要组成部分.为了尽快恢复排土场植被,改善矿区生态环境,马兰庄铁矿采用工程复垦与生物复垦相结合的措施,初步建立了人工林生态系统.根据马兰庄铁矿排土场的生态破坏类型,采取排土场覆土生态重建的模式,对排土场进行分区治理,选取试验基地进行植被恢复与生态重建试验.根据所选植物的生长状况,筛选出刺槐、紫穗槐、油松、连翘、火炬树、胡枝子、沙棘等适宜于排土场立地条件的先锋植物和适宜树种.     

黑岱沟露天矿预裂爆破参数智能设计及连线设计

《黑岱沟露天矿预裂爆破计算机智能设计系统》主要通过研究影响黑岱沟露天煤矿预裂爆破质量的关键因素及其相互关系,为预裂爆破设计与优化提供理论支撑,并达到提升预裂爆破质量的目的。文章就选取爆破参数设计的原则、影响爆破参数设计主要指标的确定、及预裂爆破参数智能设计及连线设计进行了探讨。     

煤矿区土地复垦经济评价

分析了煤炭资源开发对环境的影响,建立煤炭开采对土地破坏的经济评价方法,利用机会成本法对土地破坏损失进行了定量分析和估算,同时利用煤矿区破坏土地复垦评价的方法对元宝山露天煤矿进行了排土场的土地复垦环境经济效益评价。     

阜新矿区排土场土地复垦与规划效益分析

该项研究以辽宁省阜新市矿区排土场为研究对象,依据恢复生态学、水土保持学、土壤学等理论,在分析排土场的立地条件基础上,深入系统地研究排土场的土壤改良效益.根据排土场土地复垦及景观规划目标以及排土场植被配置原则,详细分析了土地复垦与规划所带来的生态效益、社会效益及经济效益.     

白音华一号露天煤矿合理帮坡角的确定及边坡稳定性评价

 为保证白英华一号露天煤矿开采过程的边坡安全,确定了白音华煤田一号露天煤矿各帮合理帮坡角,并对其边坡稳定性进行了分析与评价。根据白音华煤田一号露天煤矿边坡各剖面分层物料的物理力学性质,应用FLAC^3D数值模拟软件计算模拟了白音华煤田一号露天煤矿各帮边坡的稳定性,确定了各帮合理帮坡角。同时,对东端帮实施内排提高帮坡角进行了研究,模拟结果表明,内排的实现提高了所压边坡的稳定性,在保证内排跟踪距离的前提下适当提高帮坡角,进而提高煤炭的回收率在露天煤矿中是可行的。     

基于高分辨率遥感影像的露天矿区地表变化研究

以某露天矿区为试验区,充分利用该区域两期高分辨率遥感影像所提供的丰富细节信息及其土地利用现状,将矿区分为露天矿坑、矿坑边端帮、剥离区、排土场、排土场边坡、工业广场、道路7种类型.在功能分区的基础上,将区域内部的各地物类型划分为一个个实体单元,并利用GIS空间分析功能提取了矿区的地表变化信息.     

深凹露天矿坑回填工艺

 国内早期开发的露天煤矿多为倾斜煤层深凹露天矿,不能实现内排,开采结束后形成一个巨大的矿坑,露天矿停产后对边坡、地下水等不再进行维护,随着时间推移将会产生严重的地质环境灾害。回填露天矿坑是解决地质环境灾害的有效措施,利用正在生产的相 邻露天矿的剥离物作为回填物料,采用溜井或溜槽工艺进行回填,可充分利用物料重力进行运输,可极大地降低运输成本。以抚顺西露天矿坑回填工艺为例进行研究,提出了合理的回填工艺。     

“双碳”视角下我国露天煤矿的绿色可持续发展

 为发挥我国煤炭能源兜底作用和露天煤矿的弹韧性特征,并提出低碳视角下未来我国露天煤矿绿色可持续发展的对策,总结了当前露天煤矿山分布、储量和煤种、生态环境、产能调节韧性等特征,以及面临的生态扰动、端帮压煤、小设备作业以及剥采时空失调等问题,提出了解决采矿源头低碳绿色生态减损可持续发展的8项关键技术与发展对策。     

宝日希勒露天矿端帮高位煤层靠帮回采技术研究

现阶段近水平复合煤层露天矿端帮靠帮回采建设过程中,仍然存在局限,只是研究了下部煤层的回采,对于高位煤层的回采难度较大,研究较少,因此,为了能在近水平复合煤层中进行高位煤层的回采,通过分析宝日希勒露天矿边坡工程地质情况和地层赋存特点,利用FLAC^3D构建端帮三维数值模拟模型,计算了借助内排土场平盘靠帮回采高位煤层1-2煤时换填步距与边坡稳定性的关系,设计确定了靠帮回采高位煤层1-2煤边坡稳定性控制技术及相应的靠帮回采方案。研究结果表明：端帮1-2煤高位煤层靠帮回采换填步距不超过80 m,端帮1-2高位煤层靠帮回采时,借助于发展到1-2煤台阶底板上的内排土场平盘布置设备进行靠帮回采,回采方式为分层捣运、内排追踪回填。全区靠帮回采可多回收1-2煤2.260×10⁷ t,取得49.72亿元的经济效益。     

基于多轨道SBAS方法的露天矿高陡边坡形变监测

面向深凹露天矿形变监测,利用三组Sentinel-1数据对鞍钢集团大孤山铁矿进行小基线子集分析,研究了一种基于地形特征的坡向位移求解方法,将三组卫星视线(line of sight,LOS)方向形变转换为坡向位移.三组监测结果均与实测数据存在较高一致性,且与矿区降水量变化存在相关性.大孤山铁矿矿坑的形变区域主要集中在西北帮.研究表明:岩体结构、岩性与降水是影响露天矿坑边坡稳定性的主要因素.多轨道小基线子集法可作为常规监测手段来监测深凹露天矿潜在的形变,为防灾减灾、安全生产提供技术支持与依据.     

黑岱沟露天矿排土场西部变形区滑坡控制

针对黑岱沟露天矿排土场西部变形区无法在该区继续进行后续排弃工作的问题,通过对影响变形区边坡稳定的基底、水、排弃物等主要因素进行分析,得出积水入渗是导致变形区排土场边坡稳定性下降的主要因素。进一步分析了变形区边坡变形破坏的主要模式,结果表明:坡角置换与压脚的设计是边坡控制的关键,结合数值模拟计算结果,提出了对排土场西部变形区坡脚进行土岩置换及填方压脚的治理措施。     

多排土场间土岩物料流向流量动态规划模型

为进一步优化露天矿山排土场土岩堆置结构,降低排土运输成本,针对现阶段尚未有效解决的多排土场间物料堆置问题展开研究,提出一种面向多排土场的、考虑其内部自身发展建设的物料块体堆置次序优化算法。首先以阶段间物料流运输功最小化为目标函数建模,将排土场设计参数、空间形态以及位置关系作为约束条件,构建堆置次序规划模型;然后以排土程序设计为基本空间约束构建先验条件,提出一种多排土场间决策阶段动态生成算法;最后采用0 1整数规划对整个规划问题进行阶段性求解,得出多排土场内块体模型的最优化堆置次序,并给出排土场内部详细的土岩流向流量规划方案。针对神华新疆黑山露天煤矿随着开采深度加大、卡车排土场运距过大等现实排土运输问题,以运输功最小化为优化目标,运用所提出的算法对该矿排土场内部堆置结构进行了优化。确定了该矿未来11年南、北两外排土场内部结构最优的堆置方案;相比原设计有效的控制了运输能耗,可节省该矿每年1~2亿元的排土运输成本。     

矿物肥料对露天矿排土场土壤水分入渗的影响

为了加快矿山废弃地上地复垦进程,采用野外取土样和室内分析相结合的方法,研究了矿物肥料对露天矿排土场土壤水分入渗的影响.结果表明,对照地、草炭、沸石和粉煤灰达到稳渗时间分别为60 min、100 min、90 min和70min;初渗率、平均入渗率和稳定入渗率表现为草炭>沸石>粉煤灰>对照:粉粒含量与初渗率呈显著正相关,初渗率、平均入渗率、稳定入渗率与容重呈负幂函数关系,与总孔隙度呈正幂函数关系,与非毛管孔隙度呈正幂函数关系,而与毛管孔隙度无关系.该研究可为加快排土场等矿山废弃地的生态恢复与重建提供理论依据.