露天煤矿绿色开采技术与评价研究

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:seraphim
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近年来,我国煤炭露天开采产量和所占比重逐年增加,已经由原来总产量的5%提高到18.6%。露天煤矿开采向着生产规模大型化、开采工艺设备大型化方向发展,进一步加速了对生态环境的破坏,露天矿区的生态环境急剧恶化,其影响范围也在不断扩大。这就要求我们在露天煤矿开采过程中必须采用绿色开采技术,减少对生态环境的破坏。
  在分析了露天煤矿开采对固体环境、大气环境、水环境、生态环境的影响的基础上,提出土地的整理与恢复技术、大气环境保护技术、水环境保护技术、陡帮开采技术、陡边坡技术、逐孔爆破技术、拉铲倒堆作业技术、外排土场减少占地面积技术、闭坑治理技术等绿色开采技术支撑体系。运用实验研究方法验证了通过添加玉米秸秆生物炭和水稻秸秆生物炭方式对复垦地土壤改良的效果,结果表明中、高用量的生物炭能够显著提高土壤肥力,与玉米秸秆生物炭相比水稻秸秆生物炭对露天煤矿排土场土壤的改良效果更好。为了揭示断面形态对露天矿边坡稳定性的影响,通过简化Bishop法与基于强度折减法的数值模拟计算,得出了包括原设计坡面与不同外凸度的非线性坡面边坡的稳定性变化规律。提出露天煤矿绿色开采工艺系统概念、内涵、分类、系统环节的合理匹配关系,根据我国露天煤田的分类类型,及绿色开采工艺系统的特点和适用条件,构建了露天煤矿选择开采工艺的优化模型。
  以露天煤矿绿色开采为理念,提出基于露天煤矿绿色开采技术的“绿色度”概念、内涵及作用。结合煤炭露天开采对环境影响的分析建立了评价露天煤矿绿色度的三级评价指标体系,一级指标4个、二级指标12个、三级指标73个。引入“绿色因子”作为各级评价指标值,三级评价指标采用模糊隶属度函数确定其“绿色因子”值。
  将露天煤矿“绿色度”评价标准划分为5个等级。运用层次分析法对评价指标进行权重确定。提出可拓物元模型和模糊综合评价模型作为露天煤矿开采绿色度评价的数学评价模型,建立可拓物元评价模型、经典域、节域等描述,以神华北电胜利1号露天煤矿为工程实例,计算该矿绿色度值综合计算值为0.698。运用可拓物元评价模型得出:i=2,则可判定该露天矿绿色度等级为II级,与模糊综合评价模型计算结果一致。
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