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青海木里矿区四号井生态地质修复与效果 被引量:1
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作者 赵欣 王佟 +4 位作者 王伟超 李聪聪 李飞 蒋志坤 李津 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第4期119-127,共9页
【目的】青海木里矿区地处祁连山腹地,为黄河重要支流大通河源头,属高原高寒冻土地带,生态环境敏感、脆弱。本世纪初,矿区煤炭无序开采对生态环境造成了破坏,其中四号井开采后面临高陡不稳定渣山边坡、大量采坑积水、冻土挖毁破坏、渣... 【目的】青海木里矿区地处祁连山腹地,为黄河重要支流大通河源头,属高原高寒冻土地带,生态环境敏感、脆弱。本世纪初,矿区煤炭无序开采对生态环境造成了破坏,其中四号井开采后面临高陡不稳定渣山边坡、大量采坑积水、冻土挖毁破坏、渣石占地与草甸破坏4类生态环境修复难题。【方法】从地质修复的角度,模拟原始地层结构和属性,对不同地质体进行生态地质层构建和再造修复。通过对南渣山滑坡后缘中部进行削顶减载,渣山表层构建坚硬的土壤基底层,采坑坑壁边坡清理、整治形成台阶或平台状,东侧坑底回填和冻土层修复,采坑积水整治形成高原湖泊,渣山采坑边坡人造土壤层和种草覆绿等多种生态地质修复措施,重新塑造四号井开采后的地形地貌形态。【结果和结论】本次治理范围总面积达1 670.31万m^(2),累计完成回填渣土916.03万m^(3),种草覆绿面积296.8万m^(2)。经历3年的生态恢复,木里矿区四号井的渣山山体整体稳定,用渣土成功构建出的人造土壤,自然生长的草种长势旺盛,地表水质良好,已实现地形地貌、生态环境与周边环境整体自然融合的高原新景观。研究方法和效果为高原高寒地区的生态屏障保护和其他地区生态修复提供了成功经验和借鉴。 展开更多
关键词 生态环境修复 生态地质层 高原高寒地区 不稳定边坡 冻土层构建 土壤重构
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高原高寒矿区生态地质层修复中的土壤层构建与成分变化差异 被引量:33
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作者 王佟 蔡杏兰 +11 位作者 李飞 王辉 刘金森 周伟 谢色新 赵欣 宁康超 杨庆祝 李聪聪 高超 孙浩 龚雨杭 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2407-2419,共13页
木里矿区地处高原高寒地区,经多年开采后生态破坏严重,土壤资源极度贫乏,能否将采矿渣土改良成适宜植被生长复绿的人造“土壤层”成为了生态修复过程中的科学难题。基于此,开展了适宜祁连山腹地高寒草甸生长的重构土壤材料和改良最佳配... 木里矿区地处高原高寒地区,经多年开采后生态破坏严重,土壤资源极度贫乏,能否将采矿渣土改良成适宜植被生长复绿的人造“土壤层”成为了生态修复过程中的科学难题。基于此,开展了适宜祁连山腹地高寒草甸生长的重构土壤材料和改良最佳配方的研究与试验。选用木里矿区渣土为土壤层构建矿基材料,以当地羊板粪、商品有机肥、牧草专用肥等为土壤改良材料,分土壤层构建和人造土壤肥力提升两大部分在矿区现场室内设置不同配比开展盆栽种草及出苗对比实验研究,重点分析了土壤层构建出的人造土壤与原始草甸土的差异。研究结果表明:①通过将羊板粪和矿区内经过人工破碎筛选后的细纯渣土进行深度拌合,可以有效构建具备植被立地条件和基本生长条件的人造土壤;②利用主成分分析法,分析了不同材料和配比在加入人造土壤后,土壤肥力提升的综合效果,得出渣土+羊板粪+商品有机肥+牧草专用肥(组合3)的土壤层构建方案最优,牧草长势好,与原始草甸土壤成分最相近;③现场大面积土壤层构建时,根据最佳的配比方案,制定了羊板粪用量为450 m^(3)/hm^(2)左右、商品有机肥用量为22500~30000 m^(3)/hm^(2)、牧草专用肥为225 kg/hm^(2)的土壤层构建和肥力改良方案,复绿成效显著,在高原高寒木里煤矿区生态修复过程中,推广应用了土壤层构建方法,有效解决了当地无土的难题,矿区的生态环境得到有效治理,节省高额的治理费用,也为同类矿区大面积生态地质层修复提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 土壤层构建 生态地质层 人造土壤 土壤肥力 高原高寒矿区
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露天矿区生态地质层修复中地形重塑层的构建技术及应用 被引量:13
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作者 赵欣 王佟 +6 位作者 李聪聪 林中月 李飞 王伟超 冯康宁 尹亚磊 蒋喆 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期113-122,共10页
露天地区矿山开采容易形成不规则采坑、高陡边坡和渣山、原始土壤破损、采坑积水等一系列地貌形态的改变,造成与周边环境的不协调。不仅影响地表生态环境,还会对地下浅层水渗流场、冻土层等带来不同程度的影响和破坏,且存在滑坡、垮塌... 露天地区矿山开采容易形成不规则采坑、高陡边坡和渣山、原始土壤破损、采坑积水等一系列地貌形态的改变,造成与周边环境的不协调。不仅影响地表生态环境,还会对地下浅层水渗流场、冻土层等带来不同程度的影响和破坏,且存在滑坡、垮塌等地质隐患和灾害。针对这些问题,从地质角度提出通过构建地形重塑层实现开采后矿山地形地貌重塑的思路与方法,应用形成的地形重塑层修复关键技术,在青海木里高原高寒露天矿区生态环境治理与修复中取得显著效果。首先定义地形重塑层,即是对地貌起伏形态、采坑和渣山边坡等的稳定性和安全性起控制作用的复杂成形曲面。地形重塑层是一个复杂不规则且动态变化的重构层,是生态地质层修复的一种情况。提出地形重塑层的构建思路与方法:(1)通过空-天-地一体的地质勘查与监测手段,对矿山开采后的采坑、采坑边坡和渣山等情况进行系统的勘查、监测和评估。(2)根据治理对象的不同,对修复的目标地质体进行分类,本次依据边坡坡体岩性变化和岩层倾向与坡向的关系,将岩质边坡分为4类13型。(3)通过理论计算结合现场勘查测量,确定不同修复地质体的地形重塑层形态与产状。(4)通过覆土复绿,实现采坑、渣山依形就势的综合治理和矿山地形地貌的修复。以青海木里矿区为例,系统论述了地形重塑层构建与修复技术:对采坑坑底的修复,考虑挖损采坑深度和地形现状,设计合理的坑底样式,防止出现二次滑坡或坍塌等地质灾害;对边坡治理与修复,通过理论计算和野外现场观测,确定木里矿区边坡稳定的合理坡角应小于26°,治理时根据不同岩质边坡类型,采用清坡处理、修筑台阶状边坡等方法,保证采坑边坡稳定和后期植被复绿;对于特殊的渣山边坡治理,需要通过构建坚硬的地形重塑层,形成类似鸡蛋壳一样的渣山外壳,以起到稳定地形地貌、防止水土流失和涵养水源的作用。利用遥感影像数据对比治理效果,治理前矿区地形杂乱,边坡坡角大且不稳定,植被退化,经地形地貌重塑治理后,矿区边坡的坡角基本都处于26°以下,植被长势良好,治理效果显著。提出的地形重塑层构建方法和修复技术为高原高寒矿区生态治理和矿山地形地貌的修复提供了新的治理思路与方法。 展开更多
关键词 高原高寒地区 露天矿区 矿山生态环境 生态地质层 地形重塑层 边坡失稳 青海木里矿区
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分布式光纤传感技术在煤矿地质监测中的应用 被引量:12
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作者 李世念 张旭苹 +4 位作者 宋宏 陈健 张益昕 陆金波 赵晓京 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期215-225,共11页
煤炭一直是中国的主体能源,煤矿地质监测是煤矿安全生产的重要保障.分布式光纤传感技术具有感测点连续、高精度、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点,在煤矿地质监测中有重要的应用.该文介绍了布里渊光时域反射(Brillouin optical time domain re... 煤炭一直是中国的主体能源,煤矿地质监测是煤矿安全生产的重要保障.分布式光纤传感技术具有感测点连续、高精度、抗电磁干扰、耐腐蚀等优点,在煤矿地质监测中有重要的应用.该文介绍了布里渊光时域反射(Brillouin optical time domain reflectometry,BOTDR)技术在煤矿地质监测中的应用.重点介绍了采用分布式光纤传感技术进行采空区地层变形监测的方法和结果.结果表明,分布式光纤监测技术能够满足煤矿地质监测需求,具有良好的应用前景. 展开更多
关键词 光纤传感 布里渊光时域反射 煤矿地质监测 采空区稳定性 地层变形监测
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富水砂层地下工程涌水涌砂主控地质因素研究 被引量:6
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作者 顾雷雨 杨晶晶 +3 位作者 赵新杰 崔俊峰 韩健 李继升 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期275-283,共9页
沿海沿江地区地下工程建设中钻遇富水砂层地段,极易产生突发性透水涌泥涌砂,导致地面塌陷、隧道掩埋、基坑坍塌等事故发生。以某市轨道交通盾构区间透水事故为例,在收集工程事故资料的基础上,结合区域地质背景、大量钻孔数据、野外勘查... 沿海沿江地区地下工程建设中钻遇富水砂层地段,极易产生突发性透水涌泥涌砂,导致地面塌陷、隧道掩埋、基坑坍塌等事故发生。以某市轨道交通盾构区间透水事故为例,在收集工程事故资料的基础上,结合区域地质背景、大量钻孔数据、野外勘查、现场试验及室内测试结果综合分析,研究此事故背景中各重要地质因素的作用方式,明确引发事故的主控地质因素。结果表明:研究区地质背景复杂,第四纪沉积广泛发育,分布不均,沉积产物复杂多样,地下水位高,水量丰富,上覆淤泥、淤泥质土等不透水层而多具承压性,高水头压力下复合地层稳定性差,持续的渗流侵蚀易产生涌水通道,引发地层结构失稳。基底钻遇的华涌组火山岩节理裂隙发育,透水性弱~强,富水性中等~好,富水性和渗透性变化较大,基岩水发育具有非均一性,不同岩性及风化程度对施工的影响具有差异性。地下揭露的古河道与现今河网发育具有重叠性,东平水道主干河道表现出较高的稳定性和继承性,沿古河道分布有中等~强透水性的砂砾石、卵石层,赋存的深层承压水与基岩水之间大部分区域不存在隔水层,局部与地表水体连通,各种类型水水量交换顺畅,地下水补给方式多样,水文地质条件复杂。上述均为易引发富水砂层涌水涌砂的不良地质条件,尤其是古河道分布发育和复合地层沉积组合2个主控因素,在后续类似地质条件的地下工程建设中需进行重点防控。 展开更多
关键词 富水砂层 涌水涌砂 不良地质 主控因素 地下工程
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浅埋煤层群开采覆岩垮落及导水裂隙带发育规律研究 被引量:2
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作者 尚慧 柳思航 +2 位作者 甘智慧 苏理想 刘阳 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第2期125-137,共13页
浅埋煤层群井下开采对上覆岩层有较大影响,不仅会加剧地表沉陷,而且可能造成地表和地下水流失,影响生态环境和发展安全。为进一步掌握浅埋煤层群开采过程中覆岩垮落规律和裂隙分布特征,以宁夏石嘴山二矿2^(#)、3^(#)、5^(#)和6^(#)煤层... 浅埋煤层群井下开采对上覆岩层有较大影响,不仅会加剧地表沉陷,而且可能造成地表和地下水流失,影响生态环境和发展安全。为进一步掌握浅埋煤层群开采过程中覆岩垮落规律和裂隙分布特征,以宁夏石嘴山二矿2^(#)、3^(#)、5^(#)和6^(#)煤层为研究对象,分别采用相似材料模拟试验、数值模拟和经验公式计算,分析导水裂隙带发育规律;同时采用相似材料模拟试验方法,分析一次采动和多次采动覆岩垮落规律。研究结果表明:(1)浅埋近距离煤层群开采时,上层煤周期来压步距大于下层;(2)单层煤开采时,上覆岩层垮落以“铰接结构”和“台阶结构”形式出现,两层及多层煤开采时,“铰接结构”稳定性明显降低,垮落结构主要以“台阶结构”稳定在采空区上方;(3)一次采动时形成“梯形”裂隙区,二次采动时形成“M”形裂隙区,多次采动时形成两个“等腰梯形”裂隙区;(4)导水裂隙带发育高度一次采动时呈平稳增长—缓慢变化趋势,重复采动时,导水裂隙带发育高度则呈快速增长—平稳增长趋势;(5)相似材料模拟试验值及数值模拟结果与实测值较为接近,且均符合煤矿防治水规定。该结果可为类似矿区煤层群高效开采提供参考依据。 展开更多
关键词 煤层群 覆岩垮落 导水裂隙带 相似材料模拟 数值模拟
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新疆某露天煤矿非工作帮边坡稳定性分析
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作者 马俊强 《工矿自动化》 北大核心 2025年第S1期196-199,共4页
为研究新疆某露天煤矿非工作帮稳定性,布置了地表调查、瞬变电磁、钻探、测试化验等工作,根据勘探结果,用Slide软件采取定性分析法及稳定性验算方法对边坡今后的整体稳定性进行分析、评价。研究结果表明:(1)首采区东部非工作帮边坡内地... 为研究新疆某露天煤矿非工作帮稳定性,布置了地表调查、瞬变电磁、钻探、测试化验等工作,根据勘探结果,用Slide软件采取定性分析法及稳定性验算方法对边坡今后的整体稳定性进行分析、评价。研究结果表明:(1)首采区东部非工作帮边坡内地层主要由烧变岩、泥岩、炭质泥岩、砂岩和煤构成,边坡岩体发育两条节理。(2)经计算1-1剖面、2-2剖面、3-3剖面,2023年8月境界下东部非工作帮边坡整体稳定性良好。 展开更多
关键词 露天煤矿 边坡 稳定性 赤平投影 SLIDE
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边坡监测与治理技术在高寒矿区露天煤矿生态修复中的应用研究 被引量:18
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作者 李聪聪 王佟 +4 位作者 赵欣 李飞 蔺楠 江晓光 王伟超 《中国矿业》 北大核心 2024年第4期122-131,共10页
边坡治理是露天矿山生态修复中的重要内容之一。以青海木里矿区聚乎更区为例,针对高寒矿区露天煤矿的边坡问题识别、监测和治理开展了系统研究,通过遥感、物探、钻探及地表测量等手段研究了矿区内不稳定边坡发育特征及稳定性。研究结果... 边坡治理是露天矿山生态修复中的重要内容之一。以青海木里矿区聚乎更区为例,针对高寒矿区露天煤矿的边坡问题识别、监测和治理开展了系统研究,通过遥感、物探、钻探及地表测量等手段研究了矿区内不稳定边坡发育特征及稳定性。研究结果表明:建立了以遥感技术为核心,辅以常规的地表监测、地质调查、物探及钻探等手段的“天空地时”一体化不稳定边坡探查监测体系,确定矿区内不稳定边坡发育特征及稳定性,为矿山修复治理针对性开展边坡治理提供依据;采用高危渣山降高减载和边坡减坡治理技术,对边坡台阶进行清坡处理,消除浮石和崩塌等灾害,对渣山削坡卸载,使采坑边坡和渣山边坡达到稳定状态;并以聚乎更4号井南渣山为例,根据高密度电法探测和钻探验证,识别出了常年冻土上限和渣土层与原采坑基岩界线两个滑移面,确定后缘载荷过大是导致滑坡的主要因素,采取“后缘降高减载+边坡减坡+水系连通+综合监测”的治理方案,治理后既消除了对边坡前缘的载荷,又为后期植被复绿提供了稳定的立地条件。多期次动态监测表明边坡后缘已趋于稳定;边坡监测及治理技术在木里矿区生态修复治理中得到广泛使用,治理后的渣山边坡坡度控制均小于26°,有效消除了不稳定边坡对修复治理的影响,保障了矿山生态修复治理成效。 展开更多
关键词 矿山生态修复 不稳定边坡 边坡监测 高寒矿区 露天矿山
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基于PS-InSAR技术的佛山三龙湾地区地表形变监测与分析 被引量:2
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作者 刘自荣 甘智慧 +1 位作者 李飞 马俊强 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第S01期242-246,270,共6页
以佛山三龙湾高端创新集聚区为研究区,利用PS-InSAR技术,对2021年3月至2022年4月32景Sentinel-1A数据进行时序分析,得到研究区地表沉降信息,以及主要沉降集中区,并分析主要沉降区成因。结果表明,研究区存在7处地面沉降集中区,沉降速率... 以佛山三龙湾高端创新集聚区为研究区,利用PS-InSAR技术,对2021年3月至2022年4月32景Sentinel-1A数据进行时序分析,得到研究区地表沉降信息,以及主要沉降集中区,并分析主要沉降区成因。结果表明,研究区存在7处地面沉降集中区,沉降速率区间为0~15.4 mm/a,部分区域沉降速率达到22.23 mm/a。沉降受自然因素及人为因素控制,佛山三龙湾高端创新集聚区地面沉降属于发生阶段。在未来,沉降范围将会不断扩大,沉降速率不断增加,沉降集中区域不断增多。 展开更多
关键词 地面沉降 Sentinel-1A 时序分析
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珠江三角洲东平水道的形成演变及工程意义
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作者 杨晶晶 陈健 +2 位作者 刘伟明 赵新杰 吴晓东 《煤炭工程》 北大核心 2024年第S1期171-176,共6页
珠江三角洲东平水道晚更新世以来古河道发育,施工遭遇古河道发育段易引发突水涌砂、地面塌陷、基坑失稳等事故,影响地下工程建设。通过大量钻孔数据、地形图判读、野外调绘、现场勘探和室内测试等手段,研究古河道的分布位置、沉积特征... 珠江三角洲东平水道晚更新世以来古河道发育,施工遭遇古河道发育段易引发突水涌砂、地面塌陷、基坑失稳等事故,影响地下工程建设。通过大量钻孔数据、地形图判读、野外调绘、现场勘探和室内测试等手段,研究古河道的分布位置、沉积特征和水文地质条件,揭示晚更新世以来研究区河道的形成演变过程,探讨影响河道发育的关键地质要素。研究表明:珠江三角洲东平水道上-中段第四纪沉积广泛发育,沉积产物复杂多样,底部揭露有明显的砂砾石层。底砾层整体分布相对连续,沿北西-南东向呈带状延伸,平均厚度为5.71 m,粒度向上逐渐变细,为低海平面时期古河道的冲积产物。河道前期严格受控于基底地形,依北西~南东方向优势发育,东平水道上段主干道表现出较高的稳定性和继承性,随着三角洲的沉积堆高,构造对河道的约束变小,中段则分流形成现今的潭州水道和顺德水道。古河道发育段水量丰富,透水性中等~强,有充足的地下水补给水源和顺畅的补给通道,具有承压性,水文地质条件复杂。当高水土压力击穿并形成涌水通道后,易导致地层失稳,具有重大施工风险,是工程建设中需重点防控的不利地质条件。研究成果可有效指导后期城市地下空间综合利用,为工程建设选址提供重要地质依据。 展开更多
关键词 珠江三角洲 东平水道 古河道 晚更新世 河道演变
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