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    • 升降温作用下裂隙演化对单裂隙花岗岩渗流特性影响研究

      宋家琪, 靳佩桦

      Abstract:

      为研究高温高压下粗糙单裂隙表面形貌演化特征及水力流动特性,开展了在不同应力与渗透压条件下,一次温度循环的单裂隙渗流试验,采用三维形貌扫描技术描述不同围压下升降温作用后裂隙表面演化特征,分析了其对单裂隙花岗岩渗流特性的影响,结果表明:单裂隙花岗岩经温度循环及渗流作用后,裂隙表面局部岩体消失,其整体轮廓高度降低,轮廓线趋于平滑;在不同应力下,升温阶段裂隙水力开度和渗透系数先减小后增大,在降温阶段,同一温度下的裂隙水力开度和渗透系数均高于升温阶段时的值;高温高压渗流作用导致裂隙表面岩体产生不可逆的热破坏,裂隙面粗糙度降低,裂隙水力开度与渗流系数因此增大。

      • 1
    • MoS2微位移传感器的制备及其性能测试

      王少朋, 郝惠敏

      Abstract:

      二维压电半导体材料因其独特的物理化学性质在智能传感、能量收集等领域得到了越来越多的应用。MoS2作为其中一种二维半导体材料,当层数为奇数层时,其晶格结构中缺少反转对称中心,因此具有压电效应。采用化学气相沉积(CVD)法在Si/SiO2基底上生长出尺寸为50 μm左右的单层MoS2,然后将其湿法转移到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)柔性衬底上,并通过无掩模光刻和热蒸镀制备出单层MoS2的微位移传感器。对传感器进行测试,结果表明,所制备传感器在与单层MoS2沿Armchair方向的40 μm位移时获得了5.12 nA的压电响应电流,且在40-100 μm位移范围内,压电响应电流与位移呈近似的线性关系,计算得到传感器的响应灵敏度为1.154 μA/%。所提出的微位移传感器为矿用机器人对物体表面细微纹理感知的研究奠定了基础。

      • 1
    • 离子型稀土矿浸矿过程浸矿剂对润湿性的影响

      冯秀娟,

      Abstract:

      本论文以江西省赣州市定南县某离子型稀土矿为研究对象,分别考察了硫酸铵、硫酸镁、氯化钙和去离子水在浸矿过程中对矿物颗粒的微观形貌变化以及在不同浓度、pH条件下对矿物颗粒润湿性的影响,并在分析浸矿剂润湿离子型稀土矿机制的基础上建立润湿动力学方程。研究结果表明:在0-1min内矿物产生积液并逐渐润湿,1-10min内矿体发生膨胀分散,并产生孔隙裂隙,在10min后矿体结构基本不发生变化。通过接触角和黏附功数据可知,浓度在0.3mol/L时润湿性最佳,渗透效果最好,整体大小关系为:去离子水>硫酸铵>硫酸镁>氯化钙;酸性条件下矿物颗粒润湿性更好。通过分析润湿动力学方程可知,去离子水润湿性能最好,K值为1.25182,其次是硫酸铵,硫酸镁次之,氯化钙最差,仅为0.35568。

      • 1
    • 含控制孔切缝药柱爆破增透松软煤层数值模拟研究

      陈响升, 刘泽功,

      Abstract:

      为了探明切缝药柱与控制孔耦合作用下的爆破增透效果,运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件建立了数值分析模型并求解,得到了切缝药柱装药爆破与控制孔共同作用下松软煤层增透的裂隙扩展及应力分布特征。结果表明:切缝药柱和控制孔耦合作用下的定向控制断裂松软煤层效果优于单切缝药柱的爆破效果。应力波传播到控制孔时发生波的反射叠加,拉应力峰值上升,爆生裂纹偏转现象显著。控制孔对裂隙扩展起导向作用,进一步促进了裂隙的发育和扩展。研究结果可为爆破增透松软低透气性煤层工程实践提供一定的理论依据和数据支撑。

      • 1
    • 界面疏水改性强化废弃锂电材料浮选分离机制研究

      侯蕾, 董宪姝

      Abstract:

      为实现废弃锂离子电池中的正、负极电极材料有效分离,以邻苯二酚和高碘酸钠(CA-SP)制备一种新型浮选抑制剂,选择性抑制正极材料的浮选,从而通过反浮选成功将正负极材料分离。通过浮选可获得富钴精矿,且精矿品位和回收率分别为90%和83%。本论文采用X射线光电子能谱(XPS)、紫外光谱(UV-vis)分析进行表征,研究了邻苯二酚(CA)-高碘酸钠(SP)在聚偏氟乙烯(PVDF)、钴酸锂(LiCoO2)和石墨表面的吸附机理。最后得出CA-SP作为一种有效的正极材料抑制剂,具有成本低、环境友好等优点,在工业电池回收中也具有很好的应用前景。

      • 1
    • 基于现场监测数据的金属矿地下崩落法开采覆岩冒落规律研究

      张 玮, 杨天鸿

      Abstract:

      为揭示金属矿地下崩落法开采覆岩冒落规律,以大红山铁矿地下主矿体无底柱崩落法开采为例,借助“冒落拱”理论对覆岩自然冒落与持续冒落进行了判别。基于大红山铁矿对覆岩冒落的巷道观测、钻孔探测数据,得到了其覆岩冒落发展过程与规律。结果表明:随着地下主采区矿体不断崩落采出,覆岩会发生自然冒落与持续冒落,并最终贯通地表,与现场观测结果一致。首采480分段,且在年平均出矿量94万m3条件下,按照覆岩冒落高度的半年速率,覆岩冒落大致可分为以下2个阶段,分别为快速冒落阶段(68.3m/半年)、匀低速冒落阶段(28.65m/半年)。得到了大红山铁矿崩落法开采覆岩冒落至地表的滞后时间经验公式,可为大红山铁矿露天与地下联合开采动态优化时空开采顺序提供有益指导。

      • 1
    • 双向均压数显相似材料试件制备装置的研制与应用

      李杨杨, 张士川, 党金铭

      Abstract:

      相似材料模拟试验作为一种科学研究方法,在采矿工程领域研究巷道围岩体、顶底板岩层力学性质等方面得到了广泛应用。然而,传统相似材料试件制备装置制备的相似材料试件存在压实不均匀、上实下松等问题,导致制备的试件力学性质离散性大。针对上述问题,本文研制了双向均压数显相似材料试件制备装置,该装置能够实现双向均压、压力实时显现、自动脱模等功能。为验证本装置适用性和可靠性,开展了相似材料试件制备与单轴加载试验,试验结果表明,相较于传统模具,该装置制备的相似材料试件外观整体均匀密实、尺寸统一、加载面平整、无边角缺失现象;试件应力-应变曲线规律,物理力学性质表现稳定;试件阶段破坏特征明显,测试结果稳定性更高,试验数据更可靠。该装置的研制克服了传统装置配制过程捣锤敲击压实人力消耗大、制备效率低等缺点,对提高相似材料试件制备效率、降低实验结果离散性具有重要意义。

      • 1
    • 非爆破密集钻孔切顶机理及参数优化研究

      刘云飞, 康天合

      Abstract:

      预裂切顶是维护沿空巷道围岩稳定性的一种重要方式,为了解决瓦斯聚集区域爆破切顶的安全性和采动裂隙发育区水力压裂的局限性问题,研究了沿空留巷切顶和未切顶时顶板力学结构、非爆破密集钻孔切顶机理及切顶钻孔的参数优化。运用钻孔周围应力集中致裂围岩的方法,分析了密集钻孔切顶的机理,并且运用数值模拟软件3DEC研究了密集钻孔对东峰煤矿3202进风顺槽沿空留巷复用巷道切顶的效果,并进行参数优化。研究结果表明:在不进行钻孔切顶时,留巷顶板下沉严重;当钻孔直径为110 mm、间距为150 mm时,可形成密集钻孔弱化带;钻孔间岩层破裂明显;当钻孔高度22m,钻孔角度为仰角80°时基本顶岩层完全垮落,留巷顶底板移近量明显减小。

      • 1
    • 低围压双向压缩条件下竖直裂纹扩展机制研究

      家豪, 高阳

      Abstract:

      地下洞室开挖等岩石工程中围岩通常处于双向压缩应力状态下,研究此应力状态下裂纹扩展具有现实意义。以低围压三向受压或单轴压缩条件下含竖直裂纹的岩体试样为研究对象,通过数值模拟的方式分析不同泊松比和裂纹迹长条件下远端轴向压应力和裂纹尖端应力的分布规律。基于叠加原理得到双向压缩条件下竖直裂纹/翼裂纹尖端近场应力的表达式,并提出该应力状态下裂纹岩体试样的应力强度因子及裂纹扩展方向。结果表明:存在远端轴向压应力时,泊松比和裂纹迹长对裂纹尖端应力分布规律有明显影响。裂纹尖端应力与平行于裂纹面的轴向压应力的比值与泊松比成一次函数关系,与裂纹迹长成三次函数关系。

      • 1
    • 国外某赤铁矿工艺矿物学及选矿试验研究

      李亮, 王 帅

      Abstract:

      国外某铁矿TFe品位高达49.04%,主要以赤(褐)铁矿为主,分布率高达91.49%,呈斑状和粒状嵌布。本文采用“阶段磨矿-阶段强磁”工艺进行了选矿试验,在一段磨矿粒度为-0.076 mm含量占55%、强磁粗选场强为857 kA/m、二段磨矿粒度为-0.076 mm含量占65%、强磁精选场强为239 kA/m、强磁扫选场强为477 kA/m的条件下,得到获得铁品位65.26%、总回收率74.40%的铁精矿。为实现尾矿资源的综合利用,进行了捞砂试验,获得粗砂铁品位41.47%,可返回磨矿作业;细砂铁品位13.10%,可用于建筑材料;细尾铁品位35.55%,可进行尾矿再选或用作水泥铁质校正材料。

      • 1
    • 无底柱分段崩落法采场下盘残留矿石二次 回收方式研究及应用

      龙卫国, 谭宝会

      Abstract:

      利用无底柱分段崩落法开采倾斜矿体时易在下盘部位产生矿石残留损失。首先从理论上分析了矿体厚度、矿体倾角以及分段高度、进路间距等因素对下盘残留矿量占比的影响作用,分析结果表明,下盘残留矿量随矿体厚度及倾角的增大而减小,随分段高度和进路间距的增大而增加。随后,在倾斜中厚矿体条件下分析了下盘切岩退采至不同部位时的下盘残留矿量占比,结果表明单纯地采用中深孔切岩退采无法实现下盘矿石的充分回收,下盘残留矿量的占比通常会达到分段矿量的10%~15%,甚至更高。为充分回收下盘残留矿石,研究提出了“下盘切岩退采+辅助进路回收下盘残留矿石”的技术方案,并通过物理放矿模拟试验对该方案的有效性进行了验证,试验结果表明,相对于单一的中深孔下盘切岩退采方式,该方案可使矿石回收率提高6.4%,而贫化率仅增加0.4%。最后,将该方案应用于现场生产实际,取得了较好的应用效果。

      • 1
    • 新型回水处理剂降低脱泥钼损失率试验研究

      苗友清

      Abstract:

      承德某钼矿主要以辉钼矿为主,脉石矿物主要是滑石、蛇纹石,采用脱泥工艺浮选脱除滑石、蛇纹石之后进行浮选选钼的工艺流程。为解决回水中残留药剂对脱泥作业钼损失率高的问题,研发了新型回水处理剂CK-J1,新药剂可对回水中残留药剂进行高效和快速降解。闭路试验结果表明:回水中添加CK-J1用量1000g/t后,可将钼在脱泥产品中的损失率由由13.14%降低至5.71%,钼精矿钼回收率可由72.01%提高至78.40%。

      • 1
    • 红透山铜锌矿循环预热通风系统重构及可行性研究

      盛建红, 唐子龙

      Abstract:

      红透山铜锌矿上部采空区充填后冬季预热防冻系统面临失效,通过利用上部恒温带及增温带多个中段井巷工程,增大预热岩壁暴露面积,对循环预热通风系统进行了重构和可行性研究。研究结果表明,红透山铜锌矿重构预热循环通风系统,将西风井改成进风井,入风温度在-25℃及以上,预热循环通风系统预热空气总量大于124.3m3/s,冬季120m3/s总风量预热后空气温度可达4.43℃,高于防冻井空气温度2℃。Ventsim热模拟预热效果显著,可以有效解决冬季主要提升井筒结冰、竖井卡罐及水管冻裂等问题,且在能耗经济上每年可节省754万元。

      • 1
    • 立轴冲击式破碎机抛料头磨损分析及转子结构优化

      龙启涛, 赵丽梅

      Abstract:

      立轴冲击式破碎机在工作过程中抛料头磨损严重,需要经常更换,严重影响破碎机的运转工作效率。为了减轻抛料头的磨损,同时保证破碎机的破碎效果,通过离散单元法建立抛料头的磨损模型并结合正交试验、回归分析和多目标优化等方法对破碎机转子的结构参数进行优化。研究结果表明,当转子直径为790mm、导料板安装角度为37.2°、分料锥高度为37.9mm时抛料头的磨损程度较小,且不会降低破碎机的破碎效果,为立轴冲击式破碎机转子系统耐磨性的优化设计提供了理论依据。

      • 1
    • 复杂大水矿山近矿体帷幕注浆技术优化及应用

      杨 柱

      Abstract:

      为了进一步提高大水金属矿山井下近矿体帷幕注浆技术的应用效果,应结合矿山实际优化注浆堵水方案及注浆工艺,“因矿制宜、一矿一策”综合分析。总结安庆铜矿东马鞍山矿体井下治水工程实践,针对该区域水文地质条件复杂、岩溶发育程度不均、富水透水性强等问题,提出了分区治理+局部近矿体帷幕注浆技术优化方案。建立了以地质、涌水、钻孔资料的分析,研究区裂隙发育程度的判识方法;确定不良构造形态及富水空间分布情况,优化注浆堵水参数,形成了以“探-注-检”为技术思路的近矿体帷幕优化方案,并根据注浆钻孔涌水量、出水压力、检查钻孔对比等变化情况作效果评价。研究表明:东马鞍山矿体-580~-820m中段采用局部近矿体帷幕注浆方案,年涌水量降幅达36.5%,帷幕注浆后减水成效明显,解决了矿山的突水威胁,为矿山取得了较大的效益,可为同类工程实践提供参考。

      • 1
    • 盐卤腐蚀环境中胶结充填体的强度演化与细观损伤机理

      魏姗

      Abstract:

      为研究滨海矿区井下人工充填矿柱的盐卤腐蚀机理,并为充填材料耐腐蚀性能的提升提供技术参考,对不同腐蚀时间条件下的材料力学性能和细微观结构进行了研究。通过单轴压缩试验,分析了腐蚀时间对强度性能的影响规律,并利用计算机层析扫描(CT)和显微图像探究了试件在盐卤腐蚀作用下的细观损伤演化规律和微观机理。结果表明:随着腐蚀时间从0d增至360d,胶结充填体的抗压强度和弹性模量逐渐下降,变化速率先慢后快;胶结充填材料内部的细观裂隙随着腐蚀时间的增加逐渐扩张,由CT扫描图像计算的面裂隙率呈指数型增长趋势,表明充填体结构损伤程度不断提高;适当增加充填料浆的质量分数有利于力学性能的增强,但效果在长期腐蚀作用下逐渐减弱;胶结充填体的抗压强度与面裂隙率呈负线性相关关系,说明采用CT扫描对预测充填体在腐蚀过程中的强度折减规律是合理可行的;在盐卤环境的长期作用下,腐蚀性离子的侵入和电化学作用使得水化产物的微观形态发生演变,孔隙逐渐扩张,结构的黏结程度下降,最终导致胶结充填材料力学性能发生弱化。

      • 1
    • 基于微缩岩石力学的巷道围岩控制分析

      冉永府, 刘增辉

      Abstract:

      为了研究巷道的围岩力学特征与变形控制,以陕西金源招贤煤矿1305工作面风巷为工程背景,运用理论分析、岩石力学试验、数值模拟和现场工业性实践的研究方法,对巷道围岩破坏特征进行研究。研究结果表明:煤体主要受到张拉破坏和剪切破坏,且靠近卸荷面受到的破坏更严重,支护设计采用锚杆锚索联合支护方式,通过数值模拟试验得出,锚杆长度取2.8 m,两帮应力峰值最小,实体帮的应力峰值为27.5 MPa,煤柱帮的应力峰值为30.81 MPa,其应力峰值区域在锚杆锚固端部附近,右帮煤柱帮比左帮实体帮受到的应力集中作用更大,产生的位移更多,整体巷道的围岩变形量都在控制范围内。揭示了巷道破坏规律,通过设计和优化锚杆支护方案降低围岩应力峰值,有效控制围岩变形。

      • 1
    • 湖南省非煤矿山安全事故统计分析与预防措施

      胡善志, 廖文景

      Abstract:

      为研究湖南省非煤矿山各类型安全事故与事故总量之间的关系,对湖南省非煤矿山安全事故数据进行统计分析,利用SPSS26对各事故类型的事故起数、死亡人数与事故总数、死亡总人数之间的相关性展开分析,并对安全事故预防措施进行研究。研究表明近十年冒顶片帮为发生事故起数和死亡人数最多的安全事故;郴州市、湘西州、常德市,共发生事故的事故起数和死亡人数分别占全省的43.97%和42.05%,应作为监控重点;冒顶片帮与事故总量之间呈幂函数关系,相关性非常显著;高处坠落与事故总量之间呈三次函数关系,相关性显著;全省非煤矿山应从技术上和管理上加强安全管理,构建双重预防机制,预防安全事故发生。

      • 1
    • 复杂条件下急倾斜中厚矿体安全高效采矿方法研究

      刘志军,

      Abstract:

      荡坪钨业使用传统采矿工艺多年,在实践中存在生产能力低、劳动效率低、安全条件差、劳动强度高等问题日益突显,为寻求适合本矿急倾斜中厚矿体安全高效采矿方法,在大直径深孔采矿工艺基础上提出中直径深孔采矿工艺,并选择复杂条件下代表性矿块开展现场工业试验。试验结果表明:中直径深孔阶段空场法是先进合理的采矿方法,与分段空场法相比,矿块生产能力翻番、采矿成本下降15.47%、炸药单耗降低11.76%、损失率与贫化率指标得到大幅优化,创造了良好的经济效益和社会效益,对中小型矿山具有重要的推广意义。

      • 1
    • 都龙矿区排土废石回收有价矿物技术研究

      洪永华, 兰希雄, 谢 贤, 甘云霄, 陈华萍, 王丛正

      Abstract:

      矿山开采过程中会产生含少量有价矿物的废石,随着工业矿石的逐渐消耗,对研究排土废石中有价矿物的回收利用将成为必然。以都龙矿区排土废石为研究对象,采用“光电分选+磁滑轮+干式磁选”的工艺技术,将排土废石分成-150mm~+25mm、-25mm~+10mm、-10mm三个粒级开展试验研究。全流程试验结果表明,当给矿Zn品位为0.408%、Cu品位为0.045%、Sn品位为0.044%时,获得粗精矿Zn品位1.781%、Cu品位0.159%、Sn品位0.153%,回收率Zn51.57%、Cu42.81%、Sn43.14%的技术指标。研究成果对于矿产资源深度开发、延长矿山服务年限及企业可持续发展意义重大,具有较好的示范效应和推广应用前景。

      • 1

    主管单位:长沙矿山研究院有限责任公司

    主办单位:长沙矿山研究院有限责任公司;中国有色金属学会

    总编:褚洪涛

    主编:尹彦波

    副主编:罗园园

    创刊:1981年

    国际标准连续出版物号: ISSN 1005-2763

    国内统一连续出版物号: CN 43-1215/TD

    刊期:月刊

    联系电话:0731-88671578

    Email:kyyk81@263.net

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