摘要：煤矸石山斜坡面矸石散体的颗粒偏析现象对其渗透特性有重要影响。为了研究斜坡面的空气渗流特性,基于自主设计的室内渗透率测定装置,结合散体岩土力学理论、通风理论及FLUENT数值模拟,研究了煤矸石山斜坡面不同高度不同深度处矸石散体孔隙率与渗透率的整体分布规律及空气渗流和温度分布特征,并通过现场实测进行验证。结果表明:在研究预设条件下,矸石山斜坡面浅部的孔隙率和渗透率分布特征受到颗粒偏析现象的显著影响,随着高度与深度增大,呈现出非线性负指数衰减规律;随着斜坡面矸石散体的粒径增大,其孔隙率也呈增大趋势,并且其增速逐渐放缓;矸石山顶部覆盖黄土层,导致渗流速度缓慢,氧气质量浓度较低,不利于氧化放热反应的进行,底部孔隙率较大风速过快,积热条件不佳,因此高温区域位于矸石山中上部距坡面2~3 m处,最高可达780 K;风速场在热风压与外界风压的共同影响下,最高风速位于中上部近坡面处,可达0.06 m/s。此外,沿矸石山X方向和Z方向深入,渗流速度与氧气浓度下降速率逐渐减小;整体而言,矸石山斜坡面孔隙率的分布是影响矸石山内部空气渗流特性的一个极为重要的因素。通过对矸石山风速氧气以及温度场的研究,将矸石山大致划分为表层冷却区、聚热易燃区以及内部低温区。研究成果可为我国干燥多风的中西部矿区煤矸石山自燃火区的准确预测和判定提供基础参考。

摘要：露天堆放的煤矸石山极易自燃引发严重的地质灾害和环境污染。为改善传统的土壤覆盖治理方法，结合阳泉自燃煤矸石山综合治理现场，在黄土覆盖前以当地黏土和粉煤灰为原料构建不同设计构型的隔离层，并动态测量隔离层渗透率以及治理1a后试验区覆盖层的地温、紧实度，探讨在煤矸石与覆盖土壤之间添加隔离层防治白燃的效果。结果表明：利用黏土和粉煤灰构建隔离层，改善了传统的覆盖层结构，土壤紧实度随土层深度增加呈逐渐增大趋势，形成“上松下紧”利于植被生长的理想剖面；隔离层可有效阻隔空气，效果为粉煤灰与黏土混合〉黏土〉粉煤灰，试验以粉煤灰：黏土=1：2（体积比）比例充分混合构成的隔离层效果最佳，监测期间渗透率一直保持在低于50×10^-12m^2的水平，地温从表入深基本平稳，在土层深度10-30cm处温度大致稳定在10-15℃之间。该研究可为自燃煤矸石山综合治理中隔离层的构建提供参考数据及思路。

摘要：煤矿开采过程伴随着大量煤矸石和废弃物的堆积,对当地生态环境造成巨大危害,恢复受损煤矿区煤矸石山生态系统成为近年来研究的热点。目前,许多研究者从煤矸石山土壤和植被恢复技术、监督管理等方面进行归纳总结,各有侧重地提出相应恢复措施,对于指导当地生态恢复实践发挥了重要作用。然而,绝大部分研究综述均未深入分析煤矸石山生态恢复过程中的关键问题,同时也未从生态系统的整体性和长期稳定性考虑设置恢复路径。基于此,通过梳理前人研究成果,归纳出煤矸石山恢复过程中的地质安全、土壤环境、植被恢复、种群繁衍、生态系统稳定等方面关键问题,从恢复前后逻辑关系和生态系统整体性考虑,设计出边坡稳定性处理及整形、土地复垦、物种选择、人工建植、土壤种子库形成、种群繁衍与更新、生态系统健康和稳定性评价、补充措施等一整套煤矸石山生态恢复的主要路径和方法,对煤矸石山生态系统恢复的基本途径从六个方面进行了总结,同时提出存在的问题和未来需要进一步研究的方向,为煤矸石山生态系统恢复实践提供重要理论指导。

摘要：【目的】煤矸石山自燃灾害严重破坏生态环境,影响安全生产,已成为我国生态文明建设进程中的瓶颈问题,为科学制定灭火方法及实施灭火工程,自燃煤矸石山火区范围的准确探测至关重要。【方法】提出采用无人机热红外倾斜摄影测量技术探测高温区三维分布的思路,研发热红外图像多尺度高斯滤波细节增强技术,突出目标边缘信息;基于FLIR Tools软件开发工具包SDK (software development kit)开发热红外图像一键式批量化处理软件,利用ThreadPool高效地开展热红外图像的多线程异步处理,全局统一所有热红外图像颜色阈值与温度数值的对应关系;最后采用批量处理后的热红外图像进行自燃煤矸石山火区表面温度场三维重构,并在陕西某煤矸石山火区进行了现场应用。【结果和结论】结果表明:(1)经过多尺度高斯滤波细节增强后,热红外彩色图像细节特征得到显著增强,热红外图像信息熵由6.989提高到了7.624。(2)所开发的热红外图像批量化处理软件可在10 min内对1 000张热红外图像进行快速处理,极大提高了工作效率。(3)上述技术在陕西某煤矸石山火区现场成功构建了一区及二区煤矸石山火区三维表面温度场,分别圈定了11 693 m^(2)和10 800 m^(2)高温区,为火区发展态势评估和后续灭火方案设计提供了支撑。研究成果可应用于煤矸石山火灾、煤田火灾、垃圾填埋场火灾、森林火灾以及建筑火灾等高温场景的温度场三维重构,为火区侦查、火情调查及火源位置诊断提供详实的火场数据支持。

摘要：对山西省阳泉市280煤矸石山小气候特征、地形条件、煤矸石理化性质、水分和生物特点进行了调查分析。结果表明,煤矸石山的小气候特征表现为以干热和干旱为主。煤矸石自燃致使地温产生较大异常,局部自燃的煤矸石坡面地表温度远高于植物生长的正常温度范围。煤矸石山坡度大,堆积松散,易产生坡面侵蚀。表层煤矸石经侵蚀后,植被根系周围缺乏附着物,生长势逐渐变弱。煤矸石物理特性与黄土相比,其持水能力差,有效水分含量低,缺乏下层水分补给,直接影响到植物正常生长。自燃后的煤矸石pH值降低,表层煤矸石养分状况差,微生物种类和数量均偏少。煤矸石山植物生长状况显示,地表温度、侵蚀状况、酸性和含水量是影响植物生长的重要因子。地温高于50℃或pH值小于5的地区植物均不能生长。植物盖度在含水量小于15%的区域较含水量为20%的区域下降约10%～20%,在侵蚀区植物盖度下降约30%。

摘要：针对曹村矿矸石山自燃火区特点及现场勘查状况,结合以往矸石山灭火经验,提出以注浆法、注胶为主,辅以直接挖除火源、黄土混合碾压、黄土覆盖的综合治理方案,论述了注浆法灭火原理及灭火工程工艺设计的具体措施,该方法在现场实施效果良好。

摘要：煤矸石山属人工堆垫,区域地貌较为复杂,传统的测图方法难以实施。本文利用RTK联合免棱镜全站仪,针对门头沟区龙泉镇煤矸石山坡度陡峭、矸石疏松等条件进行了测图实践,并进行了精度分析和成图效果比对。表明该方法适用于煤矸石山测图环境并可快速采集数据,精度分析符合满足作业要求,成图能较好地复原煤矸石山地形实际。

摘要：长期的采矿活动使煤矿区大量的煤矸石堆积形成煤矸石山,成为矿区环境污染和恶化的主要因素之一。煤矸石山对矿区造成的危害主要包括引发火灾、破坏矿区景观、污染环境、形成地质灾害等。提出了植被生态重建治理煤矸石山的措施,其主要技术手段包括煤矸石山立地条件分析、山地整形、基质改良、植物种类选择和栽培等。通过合理的规划设计,最终实现矸石山稳定的植被生态系统。

摘要：我国煤矸石山的生态恢复研究开展了近30年,取得了巨大的成就。通过对煤矸石山生态恢复的背景理论以及煤矸石山立地条件方面所进行的研究进行分析,结合我国工程实践应用,指出煤矸石山生态恢复仍需在以下几个方面作进一步的研究,即:煤矸石山植被恢复体系的构建、立地条件的系统研究、煤矸石山植被恢复的演替规律研究以及生态治理的评价体系构建。

摘要：以半干旱地区的山西潞安王庄矿煤矸石山为试验对象，从煤矸石山绿化的可行性分析入手，对煤矸石的理化特性进行了系统的分析，并据此对绿化作出了合理的设计、施工和管理。在实践中探索出一套在半干旱、地温高等恶劣条件下煤矸石山绿化的实用技术，特别是在矸石山整地方式、树种和苗木规格选择、种植及管理方式以及矸石山上植物生长规律等方面总结出了经验。试验结果表明已成活４７种植物，成活率在８０％以上。覆盖率已达５５．６％，取得了在短时间内成功绿化整座矸石山的客观效果。