做得好——德国应对后采矿的挑战

本书分后采矿时代的人才培养、科研领域和国际合作三部分介绍德国在利用后采矿留下的资源以及应对后采矿风险方面的工程实践和构想。内容包括后采矿时代人才培养的知识结构、波鸿工程应用技术大学成立了后采矿研究院、开设了“岩土工程与后采矿”硕士专业及培养机制、后采矿时代面临的挑战与机遇；后采矿时代的德国硬煤开采遗留的问题、矿区地层结构与特征、矿井水管理、地表移动规律和工程实例等；后采矿问题的国际合作、欧洲煤矿关闭的经验以及与中国合作的救援钻机等。

译者序
Preface
中文版作者序
前言
第1篇 后采矿时代的研究和教育领域
1 德国波鸿工程应用技术大学、后采矿研究院：战略、行动和研究重点 3
1.1 引言 3
1.2 硕士专业“岩土工程与后采矿” 4
1.3 德国煤炭行业的长期责任 5
1.4 后采矿研究院 6
1.5 结论与展望 10
参考文献 10
2 通过改进大学教育来支持解决德国废弃矿区的问题 11
2.1 引言 11
2.2 采矿周期 12
2.3 专业技术问题 13
2.4 法律方面 14
2.5 废弃矿区的危险 15
2.6 风险管理过程 16
2.7 后采矿新机遇 17
2.8 示范项目 18
2.8.1 瓦斯生产 18
2.8.2 排土场上的风轮 18
2.9 研究项目：能量存储 18
2.10 其他构想 20
2.10.1 光伏 20
2.10.2 矿井水中的热量 20
2.10.3 矿井水中藻类的生长 20
2.10.4 地热能源 20
2.11 新专业“岩土工程与后采矿” 20
2.11.1 学习模块 21
2.11.2 方向A 的主要领域 24
2.11.3 方向B 的主要领域 24
2.12 结论 25
参考文献 26
3 老矿井带来新机遇：德国废弃矿区的风险管理 27
3.1 引言 27
3.2 在北莱茵-威斯特伐利亚州(NRW)的采矿 27
3.3 采矿周期 28
3.4 风险管理理论 29
3.5 风险管理过程 30
3.6 废弃矿区的风险 31
3.7 后采矿管理：可持续采矿的机会 32
3.8 后采矿风险分析 33
3.9 后采矿机遇分析 33
3.10 风险管理：抓住机会(工程实例) 34
3.10.1 实施的工程项目 34
3.10.2 研究项目 35
3.10.3 初步构想 36
3.10.4 新想法 37
3.11 埃瓦尔德煤矿：一个后采矿综合范例 37
3.12 风险与机会 39
3.13 后采矿的关键要素 39
3.14 结论 40
参考文献 41
4 采矿遗产：在德国具有重要普世性价值的面向未来的发展 42
4.1 引言 42
4.2 鲁尔的采矿遗产(德国) 43
4.3 采矿遗产保护与开发：风险与机遇 45
4.4 采矿遗址处理：指导方针与行动计划 49
4.5 矿区典范 51
4.5.1 可持续性和性 51
4.5.2 为整个地区创造一个积极的形象 52
4.5.3 可转移性 53
参考文献 53
5 德国硬煤矿业的可持续发展战略 54
5.1 引言 54
5.2 可持续发展和(后)采矿 56
5.3 德国(后)采矿的风险管理 57
5.4 德国硬煤开采：从工业化到后采矿 58
5.5 如何在技术上控制采矿影响 60
5.6 后采矿时代的风险与机遇 62
5.7 后采矿时代教育：后采矿时代很好的基础 63
5.8 结论 64
参考文献 65
第2篇 后采矿时代的科研领域
6 德国硬煤开采结束后埃姆歇泥灰岩隔水效果的评价方法 69
6.1 简介 69
6.2 地层与地质结构 70
6.3 数值模拟 72
6.3.1 数据输入 72
6.3.2 地层模型 73
6.3.3 岩石物理力学性能模拟 74
6.3.4 断层分析 74
6.4 结论 75
参考文献 76
7 矿井水体的密度分层有助于长期的水资源管理 77
7.1 简介 77
7.2 密度分层理论 78
7.3 测量方法 80
7.4 水文地质总结 80
7.5 充水井筒和钻孔中的分层 83
7.5.1 鲁尔煤田 83
7.5.2 其他矿区的实验 85
7.6 矿井水位上升的前景 86
参考文献 86
8 利用定向钻井和衬管技术，优化废弃矿井水资源的长期管理 87
8.1 前言 87
8.2 衬管技术 89
8.3 水平定向钻井技术 91
8.4 预案 94
8.5 预测 95
参考文献 96
9 基于GPS测量的德国硬煤开采地表水平移动探测 97
9.1 德国的硬煤开采 97
9.2 水平和垂直移动的测量 100
9.3 开采区域 100
9.3.1 开采区域A 100
9.3.2 开采区域B 101
9.3.3 测量分析 102
9.4 结论 107
参考文献 108
10 哥白尼计划、圣天诺卫星计划和后采矿信息：更好地理解现代遥感技术 109
11 伊本布莱特煤矿矿井水管理的长期规划 111
12 西部废弃硬煤矿区(伊本比伦)水力流场模拟 117
12.1 引言和目标 117
12.2 水体流动模型研究 119
12.3 自然降水的模型垂直方向水运移模拟 120
12.3.1 计算蒸发和蒸腾的方法 120
12.3.2 地表径流计算方法 120
12.3.3 非均质岩中非饱和水运移模型 121
12.4 创建迪肯伯格水道水力模型 121
12.5 数值模拟结果 121
12.6 结论 123
参考文献 124
第3篇 后采矿时代的国际合作
13 后采矿的国内挑战与国际合作 127
13.1 后采矿研究院 127
13.2 国际合作 131
13.3 后采矿的国内和国际范例 134
13.4 结论与展望 136
参考文献 137
14 欧洲煤矿关闭的经验：德国及邻近地区的情况概述 138
14.1 引言 139
14.2 德国煤田地区 140
14.2.1 鲁尔区 141
14.2.2 萨尔 143
14.2.3 伊本比伦 144
14.3 鲁尔区的较为性任务 144
14.3.1 圩田措施 144
14.3.2 埃姆歇改造 145
14.3.3 长期水资源管理 146
14.4 废弃矿井和近地表采矿 147
14.5 波鸿工程应用技术大学的后采矿研究院 149
14.5.1 获取充水矿井中的密度分层 149
14.5.2 监测井下充水过程 150
14.5.3 含水巷道或排水巷道分析 151
14.5.4 德国、欧洲和世界各地的地下矿山充水过程评估 151
14.5.5 结论和措施 152
14.6 总结 152
参考文献 153
15 德国、欧洲硬煤矿区矿井充水问题研究 155
15.1 引言 155
15.2 硬煤矿区调查 155
15.3 充水矿区水位上升的启示 157
15.4 对充水矿区矿井水位上升引起地面隆起和沉降的认识 158
15.5 建议 159
参考文献 160
16 面向利益相关者的可持续土地管理：鲁尔地区是城市的榜样 161
16.1 前言 161
16.2 可持续土地管理(SLM)的各个方面 162
16.3 利益相关者可持续土地管理的方法 163
16.4 挑战：增长和城市转型 165
16.5 鲁尔区可持续土地管理 166
16.6 结论 170
参考文献 170
17 钻孔救援在中国煤炭行业中的应用 172
17.1 中国煤炭的数据分析 172
17.2 中国煤炭行业的安全标准 173
17.3 智利圣何塞矿工成功撤离对中国救援钻孔活动的影响 174
17.4 救援钻孔的一般要求 176
17.5 补给孔 176
17.6 施工救援钻孔 180
17.7 为中国煤炭行业开发钻孔救援服务 182
17.8 结束语 183
参考文献 184