金属矿山

傅梁杰, 屈雨鑫, 樊迪康, 杨华明

2023, 52(11): 1-15.

摘要 ( 140 )

PDF (3012KB) ( 366 )

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插层剥片能够大幅提升高岭土径厚比、比表面积等指标,是高岭土在生物医药、橡胶、涂料、吸附和催化等领域高端应用的关键技术,对高岭土矿产资源的高值化利用具有非常重要的意义。重点归纳和总结了近年来高岭土插层剥片的国内外研究进展,统计了插层剂种类、高岭土产地和插层反应条件(温度、水含量和时间)等对高岭土层间距和插层率的影响,阐述了辅助插层、多次插层置换等插层技术对高岭土层间距和插层率的影响,分析了不同工艺参数对插层效率的影响规律;阐述了物理剥片法、化学剥片法和物理化学剥片法等剥片技术,分析了剥片设备及工艺参数对不同产地高岭土的层间距、片层厚度、比表面积、孔容及形貌的影响。进而基于国内外研究进展探讨了插层微观机制、插层剂污染及高岭土径厚比低、纳米片不稳定等问题,并对高岭土插层剥片技术的未来发展方向进行了展望。绿色高效的插层剥片技术的研发与推广,对我国高端高岭土矿物粉体生产及下游产业高性能材料开发与利用具有重要意义。

矿物材料在燃料电池质子导体中的研究进展

李俊升, 黄鸿鑫, 杨园园, 陈佳淇

2023, 52(11): 16-33.

摘要 ( 65 )

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质子交换膜燃料电池作为能源结构转型的重要载体,其性能、寿命以及成本受到电解质膜发展的制约。相比于传统的聚合物质子交换膜,利用矿物材料制备的无机质子导体成本低廉且性能优异。因此,无机质子导体是理想的电解质材料。然而,无机质子导体同时实现高质子传导性能和化学稳定性是一项极具挑战的任务。本综述详细讨论了质子在电解质中的传导过程、传导机制以及传导机制判定,明确了物质结构与质子传导之间的关系。详细论述了各种具有质子传导性能的无机电解质材料,以及针对各种质子导体本身缺陷而提出的改善措施。氧化物作为无机质子导体的主要类型,其快速发展对推动燃料电池的广泛商业化起着关键作用。因此,本综述最后对氧化物型无机质子导体的发展进行了三个方面的展望:① 界面工程,研究和优化氧化物界面结构和性质,以提高质子传输速率;② 多功能复合材料,将氧化物与其他材料相结合,形成复合材料,以实现更好的质子传导性能和致密性;③ 新的低成本烧结技术的开发,通过引入人工智能、开发新型烧结介质等手段降低放电等离子烧结、微波烧结等非常规烧结技术的成本。

基于金属氧化物半导体的瓦斯气体传感器研究现状及进展

陈享享, 刘天豪, 欧阳云飞, 黄世毅, 张朝阳, 罗盛葳, 陈润萱, 林修合

2023, 52(11): 34-44.

摘要 ( 104 )

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瓦斯是我国煤矿以及相关金属矿山安全事故发生的主要诱因。甲烷是瓦斯的主要成分,利用高性能气体传感器对甲烷进行及时的监测预警,可有效保障矿山井下作业的安全。金属氧化物半导体型传感器相比电化学式、气相色谱式、接触燃烧式、光学式等气体传感器,具有成本低、体积小、稳定性好和响应快等优点,因此应用前景广泛。介绍了几种常见的金属氧化物半导体甲烷气敏材料,分析其用于甲烷气体传感的基本原理和优势,总结得出提升金属氧化物半导体材料气敏性能的 3 个主要方向为形貌调控、贵金属掺杂和构建异质结。目前需要进一步围绕表面电阻控制、化学敏化和电子敏化等 3 种气敏提升机制进行优化制备。总体而言,金属氧化物半导体气敏材料的研究为开发高性能瓦斯传感器奠定了基础,并将有助于矿山的安全和可持续生产。

钢渣矿化固化二氧化碳研究现状及展望

谢元涛, 封孝信

2023, 52(11): 45-54.

摘要 ( 379 )

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近 10 a 来,碱性固体废弃物矿化固化 CO2 技术得到了迅速发展,被认为是稳定固废和对抗全球变暖的有效技术之一。钢渣作为一种高产量的富钙固废,在该技术中的应用具有较高经济价值和重要社会意义。综述了钢渣矿化固化 CO2 的方法,包括直接矿化法与间接矿化法。首先分析了直接矿化法中的湿法与干法 2 种途径,认为湿法矿化效率优于干法矿化,其中反应温度、时间、钢渣粒径和液固比等因素都会影响钢渣中钙镁离子的扩散和与 CO2 反应的速度,现阶段提高湿法矿化效率的原理基本可归结为促进矿化反应向正反应方向进行。之后分析了间接矿化法中钢渣离子浸出和浸出液固碳 2 个重要步骤,认为固碳效率很大程度上取决于钙镁离子的浸出率,随后总结了强酸性及弱酸性环境对离子浸出的影响,以及现阶段浸出液固碳工艺路线及优化方式。最后展望了未来研究方向:完善钢渣固碳的热力学和动力学理论体系,开展中大规模的工业化试点研究和开发固碳后钢渣的高值化应用途径等,为实现钢渣固碳的工业化建设提供指导。

基于基板界面调控的半导体材料气敏性特征研究进展

闫呈浩, 卢瑞, 唐朝, 李昂, 白金州, 赵思凯, 沈岩柏

2023, 52(11): 55-66.

摘要 ( 68 )

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基板界面对于气敏材料的结晶生长和气敏特性至关重要,不仅能够为晶体的生长提供成核位点,还能调控材料的微观形貌,并进一步影响材料的气敏特性。重点归纳和总结了硅基板、玻璃基板、Al2O3 基板、AAO 基板等常规基板以及黏土矿物基板对气敏材料生长特性和气敏特性的影响。分析了各种基板界面结构特性、界面调控方式及效果、气敏材料生长及特性等。常规基板具有较为稳定的物理化学性质,有助于获得结晶程度高、比表面积大、气敏效果佳的气敏材料。但仍存在一些不利于材料生长的结构特性,如表面光滑、晶格失配、耐高温及酸碱程度差等问题, 需要在材料生长过程中对基板进行界面调控处理,以达到改善缺陷、获得具有优越性能的纳米气敏材料的目的。黏土矿物基板能够解决常规基板存在的一些问题,但基板的结构和性能仍需不断完善和优化。基于国内外研究进展, 探讨了贵金属催化剂层调控、多孔化处理、种子层预处理和二元复合材料制备等界面调控方法对气敏材料微观形貌和气敏性能的影响,并对基板法制备气敏材料的未来发展方向进行了展望。基板的改进和研发将提升气敏材料的性能,推动半导体气体传感器在矿山的应用,对矿业资源的绿色开发具有重要意义。

机械力化学法活化铝系硅酸盐矿物降解六氯苯机理研究

何晓曼, 许新成, 姚真真, 张其武, 杨巍

2023, 52(11): 67-73.

摘要 ( 78 )

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针对六氯苯(HCB)在土壤中长期存在难以降解的问题,本研究基于机械力化学法,系统地探究土壤中固有成分铝系硅酸盐(高岭土、白云母和膨润土)对 HCB 的降解效果,讨论了球磨转速、球磨时间、HCB 初始浓度等条件对 HCB 降解效率的影响。在 HCB 浓度为 50 000 mg / kg 的条件下,600 r / min 球磨 2 h 后,铝系硅酸盐矿物对 HCB 去除能力由大到小依次为高岭土、白云母、膨润土,高岭土和白云母对 HCB 的去除率分别为 90. 13%、85. 72%,膨润土几乎不降解 HCB。 HCB 的去除率随着球磨时间增加而增加,与转速呈正相关。 HCB 初始浓度的降低有利于 HCB 的降解和脱氯效率,当 HCB 处于高浓度水平 50 000 mg / kg 时,高岭土和白云母的脱氯效率较低;当 HCB 处于低浓度水平 2 500 mg / kg 时,高岭土和白云母的脱氯效果提高,高岭土的脱氯效果优于白云母。利用 ESR 检测自由基信号发现,高岭土在机械力化学作用下产生了高活性氧类自由基,而白云母和膨润土未产生自由基。利用 GC-MS 分析 HCB 降解中间产物,当高岭土作为添加剂时,产生的自由基导致 HCB 的 C—Cl 发生断裂,经过连续脱氯过程,HCB 的稳定结构被打破,形成了一系列不稳定的含 Cl 中间产物。综上所述,铝系硅酸盐矿物在机械力化学作用下能够高效降解 HCB,而且便宜易得,不会造成二次污染,具有广泛的应用潜力。

碱浸改性蛇纹石尾渣吸附材料的制备及其对 Cu2+的吸附性能研究

刘文宝, 丁睿, 刘文刚, 李维超, 张覃, 沈岩柏, 刘睿哲

2023, 52(11): 74-80.

摘要 ( 67 )

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为提升蛇纹石尾渣(ALS)对重金属污染物 Cu2+的去除效果,实现废水中 Cu2+的高效去除,开展了蛇纹石尾渣碱浸改性研究,系统探究改性后蛇纹石尾渣吸附材料(AALS)对废水中 Cu2+去除性能的影响。结果表明,当蛇纹石尾渣与氢氧化钠质量比为 1 ∶0. 12、改性温度为 30. 0 ℃ 、改性时间为 90. 0 min 时,改性效果最佳。利用 BET、SEM、 XRD 和 FTIR 等分析方法考察了碱浸改性蛇纹石尾渣的改性机理。结果表明,碱浸改性致使蛇纹石尾渣的比表面积从 22. 62 m2 / g 提高到 67. 19 m2 / g,碱可以侵蚀蛇纹石浸渣的结构,导致其暴露出更多 Si—O—Si、Si—O 官能团,增加了颗粒表面的 Cu2+吸附位点。 AALS 对溶液中 Cu2+的最佳吸附条件为 AALS 用量为 0. 15 g、吸附时间为 15 min、溶液 pH 值为 5. 39,此时其对 50. 0 mL 浓度为 125. 0 mg / L Cu2+溶液中 Cu2+的吸附量及 Cu2+去除率分别为 40. 68 mg / g 和 95. 27%。吸附动力学拟合结果表明,AALS 对溶液中 Cu2+的吸附更符合准二级动力学模型,由此可知 Cu2+在 AALS 表面以化学吸附为主。解吸试验表明,盐酸不仅能够实现 AALS 的再生,且在多次解吸再生后,AALS 对溶液中的 Cu2+仍具有较高的吸附率。研究结果可为蛇纹石尾渣改性材料的制备和溶液中重金属 Cu2+的吸附处理提供借鉴和指导。

磷石膏 / 固硫灰渣复合材料对铀( Ⅵ )的吸附行为及机理研究

夏雪, 周磊, 杨国辉, 廖志慧, 聂小琴, 董发勤

2023, 52(11): 81-90.

摘要 ( 54 )

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为了减少磷石膏(PG)和固硫灰渣(SFA)这两种工业固体废弃物在环境中的堆积以及避免其给自然环境带来的风险,最大化降低对环境的污染,以 PG 和 SFA 为原料,采用一步高温煅烧法制备了磷石膏/ 固硫灰渣( PG / SFA)新型复合吸附材料,同时采用批次静态吸附法研究了 PG / SFA 对的铀(Ⅵ)吸附性能。并利用 PG / SFA 较强的亲铀特性,对铀矿开采过程中产生的铀矿坑水开展了深度净化处理应用研究。最后,结合 SEM、FTIR 和 XRD 表征手段, 探讨了 PG / SFA 对铀的吸附机理。结果表明:在 pH = 6. 0、吸附剂 PG / SFA 投加量 0. 02 g、吸附时间 60 min、铀初始浓度 125 mg / L、吸附温度 40 ℃的条件下,PG / SFA 对铀的吸附量可达 84. 6 mg / g;PG / SFA 对铀的吸附符合准二级动力学模型和 Langmuir 等温吸附模型;水中共存阴、阳离子(Ba2+、Sr2+、Ni2+、Ca2+、Cl-、NO- 3 、CO23-、F- )对 PG / SFA 吸附铀的性能基本无影响。在真实铀矿坑水中,PG / SFA 对铀的去除率可达 99. 8%,分配系数(Kd)高达 1. 46×106 mL / g,出水铀浓度低至 0. 003 mg / L。 PG / SFA 对铀的吸附机理主要为 PG / SFA 中的 Ca2+和 PO34- 与 UO22+ 发生沉淀反应,并进一步在 PG / SFA 表面生成钙铀云母 Ca(UO2)2(PO4)2· 3H2O 矿相结构。研究表明,利用工业固废磷石膏和固硫灰渣可作为铀矿坑水的高效吸附材料,从而实现“以废治废”的目标。

半干旱矿区蒙脱石基人工藻结皮的构建及其固铅机制

毕玉晶, 周克强, 夏令, 宋少先, 朱江, 胡勇

2023, 52(11): 91-100.

摘要 ( 51 )

PDF (3307KB) ( 275 )

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基于半干旱铅矿区水分匮乏、地表退化、铅污染等极端环境问题,构建蒙脱石基人工藻结皮旨在稳定表土层,防止地表侵蚀,同时固定基质铅,避免尾矿铅浸出威胁生态安全。本研究采用藻(Microcoleus steenstruppi)与蒙脱石(MT)在铅基沙土上构建人工藻结皮,通过观察人工藻结皮的形貌变化,同时监测藻结皮的生物学指标变化,获得蒙脱石促进蓝藻增殖的最佳投入量。通过粒度、Zeta 电位、SEM-EDS、铅化学形态、FTIR、XRD 分析,探究人工藻结皮对基质铅的固定能力及解毒机制。结果表明,M500 中蓝藻的长势最好,其藻丝密度较 M0 大大提高。第 62 d,最佳处理组 M500 的叶绿素 a 含量为 M0 的 1. 9 倍。基质铅可分布于藻丝、胞外聚合物和蒙脱石上。第 62 d,最佳处理组 M500 的总固铅量为 231. 97 μg / cm2,为 M0 的 1. 2 倍。在固铅阶段,蒙脱石促使弱酸可交换态、碳酸盐结合态的铅化合物转化为更稳定的有机结合态、残渣态的铅化合物。根据表征,人工藻结皮促使基质铅转化为溶解度极低的碱式碳酸铅和碱式磷酸铅。因此,蒙脱石基人工藻结皮扩充了其对基质铅的固定效果,并通过降低铅的生物可利用性达到机体解毒的功效。本研究首次提出一种粘土型人工藻结皮治理铅污染土壤的新方法,并揭示了人工藻结皮的固铅机理, 为半干旱铅污染矿区生态修复提供了绿色科学的治理手段,对绿水青山工程实践具有重要的理论和实践意义。

不同碱源对合成 MgAl-LDHs 的结构及除氯性能的影响

易春健, 刘淑贤, 黄宏, 聂轶苗, 王玲, 王龙

2023, 52(11): 101-109.

摘要 ( 75 )

PDF (2380KB) ( 297 )

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为了获得除氯性能较好的镁铝类水滑石,研究了碱源对合成镁铝类水滑石的结构及除氯性能的影响。采用水热合成法,分别以尿素和氢氧化钠为碱源,硝酸根金属盐溶液为前驱体合成了 LDHs-A 和 LDHs-B,采用 XRD、 SEM、BET、FTIR 测试分析了不同碱源对镁铝类水滑石微观形貌的影响,通过氯离子吸附试验比较了 2 种类水滑石的除氯性能及除氯机理。结果表明,LDHs-A 和 LDHs-B 均具有类水滑石结构的 XRD 特征峰,呈片层状结构,晶粒尺寸分别为 1 000~ 2 000 nm、200~ 400 nm,比表面积分别为 40. 804 m2 / g、62. 609 m2 / g,饱和吸附量分别为 45. 41 mg / g 和 78. 69 mg / g。 LDHs-A 为碳酸根插层镁铝类水滑石,LDHs-B 为硝酸根插层镁铝类水滑石。 LDHs-A 符合准一级动力学模型和 Langmuir 吸附等温模型,除氯机理主要为单层物理吸附;LDHs-B 符合准二级动力学模型和 Langmuir 吸附等温模型,除氯机理主要为单层化学吸附。

葡聚糖辅助下多孔球状三水碳酸镁晶体制备及机理研究

李纪勋, 王余莲, 刘珈伊, 张一帆, 邓凤, 关蕊, 李克卿, 苏峻樟, 孙浩然, 苏德生

2023, 52(11): 110-117.

摘要 ( 56 )

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为获得水溶液法制备多孔三水碳酸镁产品适宜的工艺参数,利用 XRD、SEM 等分析手段研究镁源、反应温度、反应时间、添加剂种类及用量等因素对产物物相组成及微观形貌的影响。结果表明:以氯化镁作为镁源,碳酸铵为碳源,添加 1%的葡聚糖,在反应温度 58 ℃ 、反应时间 200 min 的条件下可获得平均直径为 10 μm、球形度良好的多孔三水碳酸镁晶体。添加剂种类及用量对产物物相组成无影响,但对形貌影响较大。镁源种类、反应温度对产物物相组成和形貌影响显著。生长机理分析表明,葡聚糖在溶液中形成网络结构,[MgO6]正八面体生长基元与葡聚糖链上的羟基作用形成片状晶体;同时,由葡聚糖长链形成的网络状结构对多孔球形成起到限域模板作用,网络状结构使三水碳酸镁生长基元沿葡聚糖链方向生长,最终形成多孔球状三水碳酸镁晶体。

多源石墨固废制备电热建筑板材成型试验研究

唐双虎, 任子杰, 高惠民, 马骏辉, 杨云平, 吕阳, 李相国

2023, 52(11): 118-123.

摘要 ( 56 )

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为解决石墨矿山固废综合利用问题,通过质量取代法,将萝北云山石墨开采废石和球形石墨尾料替代水泥砂浆中的标准砂制备电热板材。在球形石墨尾料掺量 7. 41%、石粉掺量 7%、开采废石完全替代标准砂的条件下,探讨了电热板材的成型方式和尺寸对其力学性能和电学性能的影响。结果表明,用振实成型方式制备的电热板材具有较高的力学强度,抗折强度为 7. 48 MPa,抗压强度为 26. 76 MPa;喷涂方式制备的电热板材具有较好的电学性能,体积电阻率为 1. 91 Ω· m;采用振实成型方式,改变电热板材尺寸,薄板的力学强度和体积电阻率均高于厚板,抗折强度为 7. 48 MPa,抗压强度为 35. 78 MPa;最终固废使用比例达到 75. 6%,可为后续电热板材制作提供理论参考。

螯合剂对矿山水体底泥中重金属提取效率研究

孜尔叶克· 尼牙孜汗, 邹航, 成格力, 李智鹏, 万博, 黄永炳

2023, 52(11): 124-129.

摘要 ( 47 )

PDF (1529KB) ( 285 )

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为实现矿山水体底泥重金属污染的绿色修复,利用 EDTA、GLDA 和 MGDA 等 3 种螯合剂在不同的条件下提取矿山水体底泥中的重金属 Cd、Cu 和 Ni 并分析其作用机理。研究采用分批提取、BCR 提取等试验方法比较分析了 EDTA、GLDA 和 MGDA 等 3 种螯合剂和不同影响因素对矿山水体底泥中重金属提取效率的影响。研究结果表明,最佳淋洗时间因重金属元素及螯合剂种类而异,pH 是螯合剂提取重金属效率的主要影响因素,螯合剂浓度的增加能显著提高重金属去除率,累计循环淋洗对重金属的去除效率提升不足 5%。螯合剂去除矿山水体底泥中重金属是通过改变重金属的存在形态。在室温体系下,3 种螯合剂最适使用条件为:EDTA 与重金属离子摩尔比 6 ∶1(淋洗时间 16 h,pH = 4),循环淋洗 2 次;GLDA 与重金属离子摩尔比 4 ∶1(淋洗时间 8 h,pH = 4),循环淋洗 3 次;MGDA 与重金属离子摩尔比 6 ∶1(淋洗时间 8 h,pH = 4),循环淋洗 3 次。在最适使用条件下,螯合剂对 Cd 的去除效果由大到小依次为 EDTA、GLDA、MGDA,对 Cu 的去除效果由大到小依次为 MGDA、EDTA、GLDA,对 Ni 的去除效果由大到小依次为 MGDA、GLDA、EDTA。绿色螯合剂 GLDA 和 MGDA 可以替代传统螯合剂 EDTA,提高成本效益和环境友好性。用 Na2S 处理淋洗液后,重金属回收率可达 95%以上,处理后淋洗液中重金属含量低于国家排放标准,可直接排放。研究结果可为螯合剂去除矿山水体重金属污染底泥提供理论支撑。

基于切顶卸压理论的绿色开采理念探索

李俊平, 王海泉, 刘非

2023, 52(11): 130-135.

摘要 ( 55 )

PDF (1902KB) ( 299 )

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保水开采、减沉开采及废石、尾矿充填是非煤地下矿山绿色开采的核心内容。充填采矿是实现绿色开采的根本途径,但充填采矿不仅成本相对较高,实践表明也无法根本消除不均匀沉降及深部开采高地压。提出了基于切顶卸压理论的绿色开采理念,阐述了各种赋存条件下矿体绿色开采和安全开采的技术设想。研究表明:借助控制爆破切断一定深度的顶板并堆筑成支撑顶板的堆石坝,不仅能消除或转移高地压,还能借助这个似弹簧结构的合理分布控制顶板沉降,也能作为充填采矿的挡墙;在急倾斜采空区,通过直接排放爆破松石到未凝固的胶结充填体中,不仅可以大幅度降低充填成本,还能够提高充填挡墙的强度;基于切顶卸压理论的绿色开采理念是矿山深部实现安全、绿色开采和矿柱全采的必由之路。

基于板壳理论的采空区顶板稳定性分析及应用

翟会超, 孙长坤, 于永纯, 董志富, 魏晓明, 方林

2023, 52(11): 136-141.

摘要 ( 41 )

PDF (1437KB) ( 303 )

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金厂河铅锌铜多金属矿主采区矿石资源消耗过快,D 采区为主要补给矿块,铅锌品位低,充填掘进工程量多,充填难度大、成本高。针对金厂河铅锌矿 D 采区现存问题,运用弹性理论建立板壳结构力学分析模型,研究采空区顶板经历两次冒落而趋于稳定,计算分析不同方案下的采空区顶板的初始冒落高度分别为 11 ~ 38 m、26 ~ 58 m、 41~ 87 m,后续稳定冒落高度可达 1. 5~ 2. 0 倍采空区跨度。同时,依据采场参数和松散体特性,分析冒落 67 ~ 100 m 即可自然挤压冒落拱底板。为防治地表错裂塌陷,提出及时废石充填空区挤压临时矿柱,增强矿柱支撑能力和限制空区大范围冒落。以此设计空场法、留矿柱空场法和空场适时充填不同开采方案,通过空区顶板初始冒落高度、矿柱承载数值、回收矿量对比,推荐空场适时充填方案可保证 D 采区安全开采。

缓倾斜厚大矿体采场结构参数优化研究与应用

柴红, 郭俊超, 杨淑慧, 刘成博

2023, 52(11): 142-147.

摘要 ( 46 )

PDF (2533KB) ( 297 )

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缓倾斜厚大矿体采场结构参数的确定和优化对采场安全、经济、可靠回采等工作意义重大。以山东半岛某地下矿井为例,基于 Mathew 稳定图表法对采场地质参数和开采参数进行计算,确定了采场尺寸范围。利用 FLAC3D 数值模拟软件,对采场参数取值进行了进一步分析,综合经济、技术因素确定了采场参数合理取值。研究表明:① 在综合考虑利用围岩自身支撑能力的基础上,给出了合理的采场宽度范围为 28. 36~ 42. 17 m。 ② 利用 FLAC3D 数值模拟软件对采场进行数值模拟,通过对不同宽度方案条件下应力场与位移场的分析,明确了该采场 34 m 宽度为最优方案。

破碎岩层硐室连接处帷幕注浆—长锚索联合支护技术

董亚宁, 李国平, 孙茂贵, 殷登才

2023, 52(11): 148-153.

摘要 ( 40 )

PDF (2632KB) ( 287 )

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钟九铁矿矿区水文地质条件复杂,矿床顶、底板岩性以姑山组和周冲村组为主,矿区围岩主要为Ⅳ类基岩,岩体完整性较差。该矿工程副井施工井下开拓工程中,-550 m 水平水泵房硐室断面跨度大且围岩破碎,加之周边水仓爆破扰动,导致-550 m 水平中央变电所与水泵房硐室连接处顶板围岩出现不同程度的开裂、变形、沉降,甚至有冒落风险。对此,融合帷幕注浆与锚索支护技术优势,提出了帷幕注浆—长锚索联合支护与加固技术,并对具体的施工技术方案进行了设计。该技术基本思路是充分利用注浆帷幕将破碎顶板胶结成一个整体,然后采用长锚索将连接处顶板固定到稳定岩层上,最后通过扩刷方式完成中央变电所与水泵房的连接。根据上述技术思路,详细讨论了不同位置的帷幕注浆与长锚索支护的关键技术参数设计,并通过数值模拟耦合分析方法,对帷幕注浆与长锚索支护效果进行了详细分析。研究表明:通过进行帷幕注浆施工,能够在连接处顶板及两帮围岩形成加固帷幕,大幅改善连接处的围岩性质,通过进一步施工长锚索支护,围岩变形和破坏可得到有效控制。所提出的联合支护技术方案及相关技术参数设计,对于类似矿山井下围岩稳定性控制有一定的参考价值。

高台阶并段预裂爆破半隔孔导向爆破技术研究

徐晓东, 杜文秀

2023, 52(11): 154-160.

摘要 ( 33 )

PDF (2654KB) ( 277 )

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为控制高台阶并段爆破边坡质量及稳定性,在传统预裂爆破技术的基础上,提出了半隔孔导向预裂爆破技术。分析了隔孔导向预裂爆破应力分布规律及裂隙扩展情况。研究表明:半隔孔发挥上部未装药段空孔导向作用,形成拉应力集中,并在炮孔底部加强装药段形成压应力集中,弥补正常孔装药的不足,克服炮孔深部夹制作用;选取半隔孔装药量 1. 5、2. 0、2. 5、3. 0 kg 及孔间距 0. 6、0. 7、0. 8、0. 9 m 各 4 种方案,开展了半隔孔技术方案数值分析和现场试验。试验结果表明:装药量 2. 5 kg、线装药密度 0. 42 kg / m 时,孔距选为 0. 8 m,此时可使能量利用率最大,保证底部的炮孔贯穿。研究结果对于露天矿山开采靠界爆破实践具有一定的参考意义。

考虑渗流作用的深部巷道围岩让压—锚注耦合控制规律研究

顾明丽, 党钧陶

2023, 52(11): 161-166.

摘要 ( 35 )

PDF (1962KB) ( 273 )

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地下水的存在给巷道围岩稳定带来了较大威胁,为了研究地下水渗流作用对深部巷道支护的影响,基于渗流对岩体体积力等效理论和让压—锚注锚杆的等效强度准则,应用弹塑性理论,推导了渗流作用下巷道围岩塑性应力场与塑性区分布的理论解,并利用等效圆方法给出了考虑现场渗流作用下的让压—锚注锚杆支护方案参数确定方法。以鲁西南地区某矿为例,给出了矿井回风大巷的锚杆长度、间排距、预紧力等参数,通过 FLAC3D 数值模拟对支护参数取值合理性进行了验证。研究表明:① 考虑渗流作用后,巷道围岩塑性区增大,稳定性系数减小,通过减小间排距能够有效减少塑性区分布;② 通过理论计算确定现场参数,利用数值模拟验证结果表明:现场支护方案能够显著提高巷道稳定性,有效减少塑性区的范围,控制围岩变形。

减水剂作用下超细尾砂膏体流变和力学性能研究

周浩, 孙晓刚, 邱景平, 郭镇邦, 张世玉, 袁龙, 王成利

2023, 52(11): 167-173.

摘要 ( 28 )

PDF (1852KB) ( 283 )

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为解决超细尾砂胶结充填材料(CUTB)流动性差、强度低的问题,分析了减水剂( SP)对 CUTB 的浆体流变、固化强度及波速等的改善效果,并提出了基于絮凝体含水量的屈服应力预测模型。结果表明:① 当 SP 掺量从 0 增加到 0. 04%时,屈服应力和等效塑性黏度分别降低了 51. 3%和 37. 5%;② 提出的考虑絮凝体含水量的动态屈服应力模型是科学有效的,最大堆积密度和有效固体浓度是影响新拌 CUTB 屈服应力的主要微观因素;③ SP 能够显著提高 CUTB 的强度,当 SP 掺量从 0 增加到 0. 04%时,3、7、28 d 强度分别提高了 17. 7%,34. 0%和 28. 0%;④ 最优的 SP 掺量为 0. 03%。研究结果可为矿山实际利用 SP 改善 CUTB 性能提供参考。

冻融循环下纤维改性充填体的力学特性研究

惠金卫, 马小卫, 王言龙

2023, 52(11): 174-178.

摘要 ( 43 )

PDF (1380KB) ( 281 )

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为了有效降低矿山地下采场岩爆灾害、合理控制采场围岩变形,一般采用尾砂充填地下采空区,传统的尾砂强度很难在复杂的地下空间中发挥作用,尤其是高寒高海拔矿区的冻融循环环境,有必要确保冻融环境下的充填体具有良好的力学性能。为研究冻融循环对纤维改性充填体力学行为的影响,首先将不同质量百分比(0、0. 2%、 0. 4%、0. 6%、0. 8%、1. 0%)的纤维与充填料浆混合进行混合,然后对纤维—充填体混合物进行 0、5、10、15 次冻融循环,并讨论了纤维改性充填体混合物的坍落度、单轴抗压强度、劈裂抗拉强度随纤维掺量和冻融循环次数的变化趋势。结果表明:循环冻融显著降低了纤维改性充填体混合物的力学性能,纤维的适量掺入对充填体力学性能改善起到了主要作用,纤维掺量为 0~ 0. 6%时可以有效提高充填体的强度,纤维掺量超过 0. 6%时会劣化充填体的力学性能。此外,纤维的掺入极易与充填体内的水分融合而起到固水作用,从而抑制其流动性。

碱激发粉煤灰基胶凝材料的水化过程及力学性能

乔龙腾, 宋志峰

2023, 52(11): 179-185.

摘要 ( 46 )

PDF (2065KB) ( 279 )

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为分析碱激发粉煤灰胶凝材料的力学性能,在实验室开展了不同碱激发条件下粉煤灰胶结充填体的抗压强度试验,系统分析了激发剂类型、激发剂掺量及粉煤灰掺量对充填体强度的影响规律。结果表明:当粉煤灰掺量为 10% ~ 20%时,粉煤灰基胶结充填体抗压强度均随着粉煤灰含量增加而不断增大,并且添加碱性激发剂能有效提高强度指标;添加了激发剂的粉煤灰基胶结充填体强度在各龄期段的增长速率明显高于未添加激发剂的充填体强度增长速率;粉煤灰基胶结充填体抗压强度随着激发剂掺量增加均表现出先增大后减小的趋势,并且在激发剂掺量为 3% 时达到最大值;此外,添加 NaOH 的充填体强度明显高于添加 Na2SiO3 的充填体抗压强度,并且对 28 d 抗压强度的改善效果优势更为突出;随着养护时间增加,水化反应生成的凝胶物质也逐渐增多,水化产物填充了孔隙结构从而促使充填体具有较好的承载性能。

改性镁渣基充填材料的性能评价及其孔结构演变规律研究

徐明刚, 刘立国

2023, 52(11): 186-190.

摘要 ( 33 )

PDF (1453KB) ( 280 )

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工业产生的固废所造成的环境污染问题是实现清洁生产的主要阻碍。为实现可持续发展,将镁渣(MS) 和粉煤灰(FA)回收作为胶凝材料,再与尾砂(TL)混合,制成一种可用于采矿工程中的膏体充填材料,研究了不同粉煤灰掺量和尾砂含量充填体的流变特性、力学性能和孔结构演变。结果表明:① 随着粉煤灰掺量增加,微型坍落度值先增大后减小,粉煤灰掺量为 20%时,充填体的流动性最好。 ② 单轴抗压强度随养护龄期和粉煤灰掺量的增加而增加,随尾砂含量增加而降低,低粉煤灰含量的充填体在早期强度发展缓慢,而高粉煤灰掺量的充填体早期强度发展较快。 ③ 临界孔径和孔隙率随着粉煤灰掺量的增加而减小,掺量越大临界孔径减小的幅度越大,随着尾砂含量增加,临界孔径和孔隙率逐渐增大。

裂隙网络几何参数对岩体抗压强度影响及破坏模式研究

夏子晋, 袁海平, 方兴业, 于旭阳, 黄松涛

2023, 52(11): 191-197.

摘要 ( 45 )

PDF (5376KB) ( 281 )

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当前矿山巷道局部垮塌现象严重,其诱因多为岩体内部裂隙发育扩展,进一步导致岩体丧失自稳平衡能力而破坏。为探究裂隙几何参数对岩体强度性能的影响及其破坏模式,将离散元软件(PFC)与裂隙网络相结合,进行了岩体单轴抗压模拟。结果表明:岩体抗压强度随裂隙岩体中裂隙密度、倾角不断增大,分别呈负相关及“ U”形分布趋势,裂隙倾角为 45°时岩体强度最低;岩体破坏模式受裂隙形式影响,平行裂隙对岩体的影响程度较大。研究成果在一定程度上揭示了裂隙在岩体中的发育规律,也是影响岩体强度的关键因素,对探究工程中裂隙岩体稳定性及破坏过程有一定的参考意义。

基于概率积分法的济宁某矿地表位移规律研究

林芳, 冯晓九

2023, 52(11): 198-204.

摘要 ( 36 )

PDF (2078KB) ( 272 )

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采空区上方地表移动变形将严重影响附近建(构)筑物的安全。为分析地表移动变形引起建(构)筑物的破坏类型,明确地表沉降、倾斜、曲率对建(构)筑物的影响,基于概率积分法,以济宁北部某矿 3307 工作面为例,结合地表实测位移结果与 FLAC3D 数值模拟,分析了地表移动变形规律,并对地表建(构)筑物进行了安全性分析。研究表明:① 随着工作面推进,地表下沉量逐渐增大,当采空区长度达到 2 倍的影响半径时,地表盆地最低位置开始触底, 此时下沉量达到最大值。随着工作面继续推进,地表盆地尺寸不断扩大,最大下沉值不再增大。 ② 开采深度对地表盆地形状具有重要影响,当开采深度较小时,地表盆地近似为开采工作面形状,随着开采深度增大,地表盆地逐渐趋近于椭圆形。 ③ 对 3307 工作面地表变形规律进行分析,将实测结果与理论计算结果进行了对比,两者误差小于 5%, 证明了理论计算结果的合理性。

矿山巷道三维激光扫描点云复合滤波算法研究

李龙龙, 宫成, 李雨成, 崔豫楠, 毋晓军, 李玉良

2023, 52(11): 205-212.

摘要 ( 42 )

PDF (1913KB) ( 284 )

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三维激光扫描技术具有高效率、高精度、低成本等优点,能够实现复杂矿井三维模型的快速构建。然而, 该技术存在获取的点云数据体量庞大、噪声大等不足,给数据存储、传输、处理带来诸多不便。为解决上述问题,提出了巷道三维激光扫描点云复合滤波算法。依据算法侧重点和点云特征将数据滤波划分为精简与降噪两个过程,进而结合矿山半圆拱巷道特征提出了“剖面—轴向—随机”复合式数据精简滤波模型和复合式数据降噪滤波模型,并对复合算法的适用性、可靠性、合理性、准确性进行了对比分析。结果表明:相比单一算法,采用复合滤波算法精简与降噪后,在合理保留巷道原有的轮廓特征与细节的同时,数据简化率高达 99. 3%,最大程度滤除了椒盐噪声、高斯噪声等各类离群点,实现了确保模型质量前提下数据大规模精简与离群点高效处理的目标,为矿山全生命周期实时状态展示、动态评估、行为预测奠定了基础。

统计信息系统中单位名称及统计口径变化追溯管理

刘乾鹏, 孙效玉, 赵永娇, 张博, 王仁炎

2023, 52(11): 213-220.

摘要 ( 46 )

PDF (2727KB) ( 283 )

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单位名称和统计口径是统计信息系统中的基础信息,但是由于集团公司重大战略调整、业务重组或组织变革,难免引起单位名称及统计口径变化。针对单位名称及统计口径变化所产生的单位名称追溯、汇总数据集成和统计口径中单位排序等问题,研究设计了统一的单位编码规则,提出了以时间为节点的历史信息追溯方法。基于数据库高性能嵌套查询的表达式语句,对统计口径管理设计了单一数据表;对单位信息管理设计了多数据表和单一数据表两种解决方案,通过数据库空间占用和系统响应时间对两种解决方案进行对比分析,择优选择了单一数据表方案。为方便代码统一调用,采用 C#语言编写多个程序接口,实现了单位名称、数据汇总和统计口径的有效管理,在平庄煤业集团综合统计信息系统的实际运用中取得了良好的效果。

融合场景理解与机器视觉的矿山巡检机器人导航避障研究

王斌, 田宝雄, 赵明辉

2023, 52(11): 221-227.

摘要 ( 53 )

PDF (1618KB) ( 275 )

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近年来,随着机器人技术和人工智能技术的迅猛发展,越来越多的矿山企业开始采用机器人进行巡检和监测,以提高生产效率和降低人工巡检成本。然而,由于矿山环境复杂多变,存在大量的障碍物和危险因素,传统的巡检机器人往往不能满足实际需求,需要引入一些先进的场景理解和机器视觉技术,以提高机器人的导航和避障能力。提出了一种基于融合场景理解与机器视觉的矿山巡检机器人导航避障方法。首先,通过机器视觉技术对矿山环境进行识别和定位,获取当前机器人所处的位置和周围场景信息。然后,利用场景理解技术对矿山场景进行分析,包括识别各种矿石、设备和人员,并对矿山环境中的障碍物进行检测和分类。最后,将融合后的场景理解和机器视觉信息应用于机器人的导航和避障控制。试验结果表明:所提方法能够有效提高机器人在复杂矿山环境下的导航和避障能力,对于推动智能矿山建设、提高矿山生产效率、降低巡检成本具有一定的意义。

一种基于多尺度特征复用残差网络的矿山图像重建算法

马琳, 苏明, 兰义湧

2023, 52(11): 228-233.

摘要 ( 44 )

PDF (2266KB) ( 264 )

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针对矿山图像重建中细节损失导致重建质量低下的问题,提出了一种基于多尺度特征复用残差网络的矿山图像重建算法,旨在提高矿山场景下图像重建的精度和效率。首先,设计了一个多尺度特征提取模块,通过堆叠多个并行的卷积层和池化层,结合局部残差网络构建图像特征提取模块,通过不同尺度的多路组合网络,从输入图像中充分提取图像的多尺度细节特征。这些特征表示具有不同的语义信息和空间分辨率,能够捕捉到图像中的不同细节和纹理结构。然后,引入了特征复用模块,将不同尺度的特征进行融合和复用,以增强图像重建的准确性。通过多尺度的特征交互和信息传递,可以有效地利用全局和局部的上下文信息,提高图像的重建性能。通过在自建的矿山图像重建数据集上进行试验,结果表明:所提出的算法在重建精度和效率方面均得到了显著提升,与其他深度学习模型相比,该算法在重建图像的细节保留和结构准确性方面表现出更好的性能。此外,该算法具有较快的训练和推断速度,适用于实际应用场景。

基于 RS—可拓理论的金属矿山应急能力评估

谢振华, 幸贞雄, 徐明智

2023, 52(11): 234-240.

摘要 ( 38 )

PDF (1363KB) ( 272 )

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及时、准确地评估金属矿山的应急能力,能为金属矿山提升应急能力提供科学指导。根据应急相关的法律法规,结合文献分析和现场调研,并利用解释结构模型方法,建立了金属矿山应急能力评估的模型体系。该体系由应急预防能力、应急准备能力、应急响应能力、应急救援能力等 4 个一级指标、20 个二级指标组成。在对比分析各种评估指标权重确定方法的基础上,选择粗糙集理论(Rough Set,RS)和专家评分法确定了金属矿山应急能力评估指标的权重。该方法能充分体现数据的客观性,提高评估结果的精准性。论述了基于可拓理论的应急能力评估方法,能较好地解决综合评估中指标的不相容问题。在某金属矿山应用了基于 RS—可拓理论的评估方法,获得了准确、客观的评估结果。该方法具有较强的科学性和实用性,能有效降低金属矿山的事故风险。

高陡岩质边坡“面—点—面”稳定性综合评价方法———以安太堡露天矿为例

陶志刚, 刘珂源, 杨晓杰, 李静涛, 张鹏, 李赓照

2023, 52(11): 241-252.

摘要 ( 64 )

PDF (7016KB) ( 281 )

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为了能够有效识别边坡危险区和准确判断边坡稳定状态,提出了一种基于模糊综合评价法、MSARMA 法和 FLAC3D 的“面—点—面”边坡综合评价方法。首先根据现场边坡岩体的组成和结构特征,总结出滑坡成灾因子, 并根据滑坡体特征和采空区时空分布特征划分出离散型和连续型变量的赋值标准;然后,基于模糊数学综合评判原理,对多因素影响域内的高陡边帮稳定性进行综合评价,确定出不稳定区、较不稳定区、较稳定区和稳定区空间区划; 最后以不稳定区域的边坡潜在滑动面为计算模型,采用 MSARMA 方法进行边坡影响因子的敏感性分析,确定出敏感性因子,并用 FLAC3D 有限差分法进行数值模拟分析。以安太堡露天煤矿为例,划分了其不稳定区域,得出了在渗流和震动等敏感因子下的位移场演变规律。结果表明:天然工况下,边坡 X、Y 方向最大位移为 30 cm 和 41 cm;渗流工况下,西北帮边坡 X、Y 方向最大位移分别为 45 cm 和 70 cm;在地震作用下,北边帮和西边帮底部点的位移变化较小, 顶部点的位移较大。在上述分析的基础上,根据数值模拟分析结果提出了不稳定区域边坡加固及监测的设计方案, 确保了边坡的整体稳定性。所提出的边坡综合评价方法可为类似高陡岩质边坡稳定性分析提供参考。

深凹露天矿顺层边坡稳定性及灾变防控技术研究

张国胜, 董鑫, 陈彦亭, 杨天鸿, 邓文学, 李华

2023, 52(11): 253-260.

摘要 ( 44 )

PDF (3936KB) ( 273 )

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深凹露天矿通常存在较多的安全问题,以研山铁矿为例,其设计的最终境界边坡高度超过 600 m,东帮边坡是典型的顺层岩质边坡,受邻近新河渗水、风化作用等影响,边坡稳定性较差,亟须对其稳定性进行评价并提出治理方案。为预防滑坡灾害发生,通过工程地质勘察查明边坡岩体结构,然后应用修正的 Hoek-Brown 强度准则来确定层状岩体强度,在此基础上,基于各向异性的有限元法对边坡潜在失稳破坏模式及稳定性进行了研究。结果表明: 层理倾角与最终帮坡角相近时,边坡安全性较差,故 N26 勘探线东帮边坡开挖完成后,上部风化带与最终境界坑底处的台阶有剪出的风险。根据以上研究,提出了疏干排水、局部加固以及监测预警相结合的边坡灾变综合防控措施,为研山东帮安全开采提供保障。

研山铁矿西帮反倾岩质边坡变形监测及数值模拟分析

刘洋, 杨天鸿, 李华, 杨意德, 赵永, 李金多, 邓文学

2023, 52(11): 261-267.

摘要 ( 34 )

PDF (2731KB) ( 279 )

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针对研山铁矿西帮反倾岩质边坡开挖稳定性问题,建立了集成钻孔测斜仪、锚杆应力计、微震、高清摄像头等多种手段的坡内及坡表协同监测网,通过原位监测与数值模拟相结合的研究方法,对研山西帮反倾岩质边坡变形破坏机制进行了分析。结果表明:根据目前监测显示边坡仅 14 m 深度及以上有较小的位移变化,受降雨影响坡体内部出现明显的应力变化特征。微震事件时空分布情况及微震反演分析表明,高坡段为潜在失稳破坏区域,坡体浅层易形成拉裂松动趋势,微震事件呈现出密集—贯通性分布状态,但是沿坡脚发生切层滑移的可能性不大;根据数值模拟计算结果判断,边坡为拉应力主导的变形破坏,下部台阶受节理切割作用先发生拉裂破坏,上部台阶牵引式受拉发生倾倒破坏,整体边坡发生倾倒滑移变形。微震监测结果与数值模拟结果基本一致,研究成果对现场滑坡预警及工程防护有着重要的参考意义。

一种基于静态贝叶斯的降雨诱发尾矿坝失稳评估模型

胡靖雯, 聂闻, 芦松, 王震豪, Pooya Saffari

2023, 52(11): 268-275.

摘要 ( 43 )

PDF (2966KB) ( 272 )

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降雨事件是导致尾矿坝失稳的主要因素之一,评估降雨事件发生时尾矿坝的稳定性对矿山安全运行至关重要。由于降雨在坝体中的渗透机制多变,降雨事件和坝体失稳之间的联系是不确定的,为了减少这种不确定性, 运用贝叶斯分析方法预测不同降雨量下的尾矿坝稳定性。基于尾矿坝堆坝模型试验获取了不同降雨量和空间维度下的坝体物理参数及试验数据,建立了基于贝叶斯的尾矿坝稳定性评估模型。使用信息增益获取各参数预警值并以此为指标计算物理参数的先验概率,结合 Leaky Noisy-orgat 扩展模型计算条件概率,借助 GeNIe 软件建立贝叶斯模型, 通过贝叶斯分析得到尾矿坝在不同降雨条件下各个空间位置的失稳概率。该模型将试验参数与尾矿坝失稳机理不确定性相联系,进一步提高了客观评价的准确性。研究结果表明:① 降雨量越大,尾矿的各参数变动越大,相互作用越明显,坝体失事概率越高。 ② 由于尾矿的空间非均质特性,高处的尾矿失稳概率更大,而降雨将进一步加剧失稳风险。研究成果对于尾矿坝稳定性分析有一定的借鉴意义。

于小世界网络的煤矿工人违规佩戴口罩行为传播和干预研究

石晶, 杨鑫刚, 刘建国, 王天暘

2023, 52(11): 276-282.

摘要 ( 37 )

PDF (3094KB) ( 269 )

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为了对煤矿工人防尘口罩违规佩戴行为进行有效控制,寻找违规行为传播和干预的影响因素,基于小世界网络构建了煤矿工人违规佩戴防尘口罩的行为传播模型。研究表明:基于小世界网络的行为传播模型可以模拟比较复杂的煤矿工人违规佩戴防尘口罩行为的传播过程,并对其做出可视化分析及预测;煤矿工人违规佩戴防尘口罩行为的传播速度随煤矿规模增大而加快,但煤矿规模超过 300 人时增速趋于平缓;当事前干预有效率达到 40%,或事后干预有效率达到 50%以上时可以防止违规佩戴防尘口罩行为大面积传播;当事前干预有效率达到 70%以上时, 可以有效阻止违规佩戴行为在工人中传播;即使事后干预有效率达到 100%,违规行为传播后仍然能够让违规工人数达到总工人数的 18. 0% ~ 22. 7%;事前干预有效率达到 20% ~ 30%,配合不同程度的事后干预,比单纯进行事前或事后干预效果更佳。

湿式嵌入可调文丘里—纤维栅复式除尘装置试验研究

徐洪建, 赵恒锋, 冯自琴, 李治国, 陈宜华

2023, 52(11): 283-289.

摘要 ( 32 )

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针对井下破碎硐室粉尘污染严重,常规湿式除尘器难以有效去除细微颗粒物的难题,在综合各类湿式除尘器优点的基础上,设计了嵌入可调文氏管—纤维栅湿式复合除尘装置,并建立了试验平台。试验研究了嵌入可调文氏管—纤维栅湿式复合除尘装置对细颗粒粉尘的捕集效果,通过改变文氏管扩散管角度、纤维栅结构参数,进行了单因素和多因素正交试验,确定了嵌入可调文氏管—纤维栅湿式复合除尘装置的最佳参数范围。试验表明:当文丘管喉管风速为 22. 7~ 33. 6 m / s 时,扩散管角度为 5° ~ 6°;纤维栅纤维直径为 0. 3 mm,纤维板间距为 3~ 5 cm,纤维板层数为 2~ 4 层,液气比为 0. 3~ 0. 6 L / m3 时,对微细粉尘的去除效率达 99%。与单一嵌入可调文丘里和湿式密集纤维栅除尘装置对比发现,嵌入可调文氏管—纤维栅的湿式复合除尘装置对于粒径小于 3 μm 微细粉尘的去除效率分别高了 5. 4%、6. 6%,对微细粉尘有较好的去除效果。

大冶古铜矿遗址周边农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价

望兆博, 任大军, 肖宇伦, 冷琪, 张晓晴, 张淑琴, 陈旺生

2023, 52(11): 290-298.

摘要 ( 36 )

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为清楚认识大冶市古铜矿遗址周边农田土壤的重金属污染及潜在生态风险,并为农田土壤重金属修复提供科学依据,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和 Hakanson 潜在生态风险指数法,评价该地区农田的重金属污染状况和潜在生态风险程度,并通过 ArcGIS 绘制出重金属污染和潜在生态风险的空间分布情况。结果表明:该地区重金属含量的平均值均高于大冶市土壤背景值,土壤重金属超标问题显著。 60 个样品中,Cu 和 Cd 分别高达 35%和 32%的重度污染率,特别是由 Cd 元素引起的潜在生态风险十分严重,35%以上的样品土壤处于较高潜在生态风险及以上;综合评价结果显示,38%的样品土壤处于重度污染,23%的样品土壤处于较高潜在生态风险及以上。大部分重金属元素含量和潜在生态风险程度的空间分布特征表现为矿区中心地区高,向外辐射区域逐渐降低,说明矿业活动中采矿粉尘、采矿废水、矿石运输是造成重金属污染及潜在生态风险的主要原因。另外,村民从矿山取回土壤作为农田土壤也在一定程度上造成了核心矿区土壤的转移。

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