用于露天煤矿开采产生的生态冲击定量核算方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于露天煤矿开采产生的生态冲击定量核算方法及系统，其中，该方法包括：根据露天煤矿厂的开采计划确定土地生态系统损毁量；根据土地生态系统损毁量得到土地生态系统损毁量化模型；根据露天煤矿厂在开采计划内的能源消耗确定温室气体排放量；根据温室气体排放量和土地生态系统损毁量化模型得到矿山开采对生态系统的环境冲击量化模型；利用环境冲击量化模型对露天煤矿厂的开采计划进行优化得到对生态系统影响最小的开采计划。本发明专利技术根据露天煤矿的生产工艺特点，不仅考虑了温室气体排放量对环境的影响，还考虑了露天煤矿厂对土地生态系统损毁程度，并基于此对露天煤矿厂的开采计划进行优化，可以大大减少露天煤矿厂对环境的冲击。煤矿厂对环境的冲击。煤矿厂对环境的冲击。

【技术实现步骤摘要】
用于露天煤矿开采产生的生态冲击定量核算方法及系统


[0001]本专利技术涉及煤矿厂治理
，特别是涉及一种用于露天煤矿开采产生的生态冲击定量核算方法及系统。

技术介绍

[0002]露天煤矿在生产过程中会对周边环境产生较大损害。露天煤矿生产对生态环境的损害主要体现在两大方面：一是对土地及其承载的生态系统(简称为“土地生态系统”)的损害，使之丧失或降低提供各种生态服务的功能；二是以CO2为主的废气排放，造成温室效应和空气污染。这些损害统称为“环境冲击”。
[0003]目前人们在评估露天煤矿对生态环境的损害时，只考虑CO2排放造成的温室效应，因此在对露天煤矿厂的治理过程中，仅以减少CO2排放为目标，对露天煤矿的生产过程进行优化，但是这样难以综合评价煤矿山对环境的污染程度，优化效果并不好。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种用于露天煤矿开采产生的生态冲击定量核算方法及系统。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种用于露天煤矿开采产生的生态冲击定量核算方法，包括：
[0006]根据露天煤矿厂的开采计划确定土地生态系统损毁量；其中，所述土地生态系统损毁量包括：采场挖损土地总面积、排土场损毁土地总面积、矸石堆的土地损毁面积、地表生产设施的土地损毁面积和表土堆存的土地损毁面积；
[0007]根据土地生态系统损毁量得到土地生态系统损毁量化模型；
[0008]根据露天煤矿厂在开采计划内的能源消耗确定温室气体排放量；<br/>[0009]根据所述温室气体排放量和所述土地生态系统损毁量化模型得到矿山开采对生态系统的环境冲击量化模型；
[0010]利用所述环境冲击量化模型对露天煤矿厂的开采计划进行优化得到对生态系统影响最小的开采计划。
[0011]优选的，所述采场挖损土地总面积计算公式为：
[0012][0013]其中，A
c,t
第t年末采场挖损土地的总面积，n为第t年末采场地表周界多边形上的顶点总数；x
i
为第i个顶点在水平面上的东西向坐标，y
i
为第i个顶点在水平面上的南北向坐标。
[0014]优选的，所述排土场损毁土地总面积的计算公式为：
[0015][0016]其中，A
p,t
为排土场在第t年损毁土地总面积，V
p,0
为排土场初始建设容量，H
p
为排土场平均高度，f(V
p0
，α
p
)是排土场的第一形态系数函数，取值在1～3之间，α
p
为排土场的坡面角，A
p
为排土场占压土地的总面积，V
p
为排土场的容量需求，s
y
为岩石在排土场的碎胀系数，s4是四纪层在排土场的碎胀系数，v
y,i
为排土场在第i年剥离的岩石的体积，v
4,i
为排土场在第i年剥离的四纪层的体积，f(V
p0
，α
p
)是排土场的第二形态系数函数，取值在1～3之间，L为露天煤矿厂的开采寿命。
[0017]优选的，所述矸石堆的土地损毁面积的计算过程为：
[0018]根据原煤产量确定矸石产生量；其中，矸石产生量计算公式为：
[0019][0020]其中，V
g,t
为第t年末累计的矸石产生量，r
g
为矸石产生率，q
m,i
为开采计划中第i年的原煤产量，γ
g
为矸石散体容重；
[0021]根据所述矸石产生量得到矸石堆的土地损毁面积。
[0022]优选的，所述根据所述矸石产生量得到矸石堆的土地损毁面积，包括：
[0023]采用公式：
[0024][0025]得到矸石堆的土地损毁面积；其中，A
g,t
是矸石堆在第t年末的土地损毁面积，A
g
是矸石堆占地面积，V
g
为第t年末累计的矸石产生量，H
g
是矸石堆平均高度，f(V
g
，α
g
)是矸石堆的形态系数函数，α
g
为矸石堆的坡面角。
[0026]优选的，所述表土堆存的土地损毁面积的计算过程为：
[0027]根据露天采场、排土场、矸石堆场和地表生产设施场地剥离的表土的平均厚度得到表土场的占地总面积；其中，表土场的占地总面积计算公式为：
[0028][0029]其中，A
b
是矸石堆占地面积，H
b
是表土平均堆置高度，f(V
g
，α
g
)是表土堆的形态系数函数，α
b
为表土堆的坡面角，V
b
为表土场的总容量需求，且V
b
＝(A
c
h
c
+A
p
h
p
+A
g
h
g
+A
s
h
s
)s
b
，s
b
为表土在堆场的松散系数，A
c
、A
p
、A
g
和A
s
分别为露天采场、排土场、矸石堆场和地表生产设施场地的占地面积，h
c
、h
p
、h
g
和h
s
分别为露天采场、排土场、矸石堆场和地表生产设施场地
剥离的表土的平均厚度；
[0030]根据所述表土场的占地总面积得到表土堆存的土地损毁面积。
[0031]优选的，所述根据所述表土场的占地总面积得到表土堆存的土地损毁面积，包括：
[0032]采用公式：
[0033][0034]得到表土堆存的土地损毁面积；其中，A
b,t
是第t年末的表土堆存的土地损毁面积，A
s，t
为地表生产设施场地在第t年的占地面积。
[0035]优选的，所述根据露天煤矿厂在开采计划内的能源消耗确定温室气体排放量，包括：
[0036]采用公式：
[0037][0038]得到温室气体排放量；其中，e
m
和e
x
分别为原煤开采和洗选的单位温室气体排放量；e
y
和e4分别为岩石和四纪层剥离的单位温室气体排放量；y
m
是原煤开采的单位柴油消耗量；y
y
和y4分别是岩石和四纪层剥离的单位柴油消耗量；d
m
和d
x
分别是原煤开采和洗选的单位耗电量；d
y
和d4分别是岩石和四纪层剥离的单位耗电量；d
zm
、d
zy
和d
z4
分别是原煤开采、岩石剥离和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于露天煤矿开采产生的生态冲击定量核算方法，其特征在于，包括：根据露天煤矿厂的开采计划确定土地生态系统损毁量；其中，所述土地生态系统损毁量包括：采场挖损土地总面积、排土场损毁土地总面积、矸石堆的土地损毁面积、地表生产设施的土地损毁面积和表土堆存的土地损毁面积；根据土地生态系统损毁量得到土地生态系统损毁量化模型；根据露天煤矿厂在开采计划内的能源消耗确定温室气体排放量；根据所述温室气体排放量和所述土地生态系统损毁量化模型得到矿山开采对生态系统的环境冲击量化模型；利用所述环境冲击量化模型对露天煤矿厂的开采计划进行优化得到对生态系统影响最小的开采计划。2.根据权利要求1所述的一种用于露天煤矿开采产生的生态冲击定量核算方法，其特征在于，所述采场挖损土地总面积计算公式为：其中，A
c,t
第t年末采场挖损土地的总面积，n为第t年末采场地表周界多边形上的顶点总数；x
i
为第i个顶点在水平面上的东西向坐标，y
i
为第i个顶点在水平面上的南北向坐标。3.根据权利要求1所述的一种用于露天煤矿开采产生的生态冲击定量核算方法，其特征在于，所述排土场损毁土地总面积的计算公式为：其中，A
p,t
为排土场在第t年损毁土地总面积，V
p,0
为排土场初始建设容量，H
p
为排土场平均高度，f(V
p0
，α
p
)是排土场的第一形态系数函数，取值在1～3之间，α
p
为排土场的坡面角，A
p
为排土场占压土地的总面积，V
p
为排土场的容量需求，s
y
为岩石在排土场的碎胀系数，s4是四纪层在排土场的碎胀系数，v
y,i
为排土场在第i年剥离的岩石的体积，v
4,i
为排土场在第i年剥离的四纪层的体积，f(V
p0
，α
p
)是排土场的第二形态系数函数，取值在1～3之间，L为露天煤矿厂的开采寿命。4.根据权利要求1所述的一种用于露天煤矿开采产生的生态冲击定量核算方法，其特征在于，所述矸石堆的土地损毁面积的计算过程为：根据原煤产量确定矸石产生量；其中，矸石产生量计算公式为：其中，V
g,t
为第t年末累计的矸石产生量，r
g
为矸石产生率，q
m,i
为开采计划中第i年的原煤产量，γ
g
为矸石散体容重；
根据所述矸石产生量得到矸石堆的土地损毁面积。5.根据权利要求4所述的一种用于露天煤矿开采产生的生态冲击定量核算方法，其特征在于，所述根据所述矸石产生量得到矸石堆的土地损毁面积，包括：采用公式：得到矸石堆的土地损毁面积；其中，A
g,t
是矸石堆在第t年末的土地损毁面积，A
g
是矸石堆占地面积，V
g
为第t年末累计的矸石产生量，H
g
是矸石堆平均高度，f(V
g
，α
g
)是矸石堆的形态系数函数，α
g
为矸石堆的坡面角。6.根据权利要求1所述的一种用于露天煤矿开采产生的生态冲击定量核算方法，其特征在于，所述表土堆存的土地损毁面积的计算过程为：根据露天采场、排土场、矸石堆场和地表生产设施场地剥离的表土的平均厚度得到表土场的占地总面积；其中，表土场的占地总面积计算公式为：其中，A
b
是矸石堆占地面积，H
b
是表土平均堆置高度，f(V
g
，α
...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾晓薇，胥孝川，王青，王浩，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：