不同成像原理显微镜在煤微表面形貌表征中的应用

本文分析了光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)的基本成像原理,并通过3类显微镜表征了煤样新鲜断面和抛光表面不同尺度的形貌。结果表明,光学显微镜下由于观察范围内煤样新鲜断面各点距离焦点不同使得观察到的图像常出现模糊不清的区域;抛光煤样表面较为平整,成像效果相对较好,且可以定性分析煤的不同组分。SEM图像可连续放大,且能通过2维图像显示3维结构进而得到更细致的微表面信息,其对抛光表面形貌的观察可以定性分析煤的不同组分。AFM得到的3维图像较2维图像更能直观地展示微表面形貌,微表面粗糙度、高差数值及其统计分布规律可准确得到;AFM可详细表征纳米级裂隙及其宽度,得到裂隙截面上3处宽度分别为21.63 nm、17.31 nm、8.66 nm。在煤样表面形貌研究中,若将光学显微镜下细观表征、SEM微米级扫描和AFM纳米级探测三者结合,可精确表达煤样从整体到局部、从毫米级到纳米级的特征,得到较为全面连续、定性定量的信息。     

某铝土矿采场结构参数优化数值模拟

采场结构参数是地下矿山开采中影响开采安全和回采效率的重要因素,合理选择采场的结构参数是矿山亟需解决的技术难题。以某铝土矿采场结构参数优化为研究对象,综合分析了某铝土矿矿体的赋存条件,采用FLAC3D三维数值模拟软件,构建了直接顶板为土状岩体的铝土矿分条回采模型。为确定较为合理的采场结构参数,分别选取7、9、11 m三种采场开挖方案,分析了不同结构参数下的围岩变形、应力分布和塑性区分布特征。对比各方案应力、位移、塑性区之间的变化。结果表明,7 m跨度下采场整体处于稳定状态;当跨度增加到9 m,采场顶板出现一定的塑性区;当跨度继续增加到11 m,采场顶板的塑性区范围和位移量进一步增大,采场中间存在沿条带方向出现垮冒的风险。因此,为了保证采场稳定性与安全,建议采场跨度选择9 m。研究结果为类似铝土矿矿山采场结构参数的确定具有借鉴意义。     

强降雨洪水条件下尾矿库溃坝灾害影响研究

强降雨是导致尾矿库发生溃坝灾害的重要因素。为进一步探究强降雨洪水条件下尾矿库溃坝灾害影响,依托四川某尾矿库为研究对象,分析不同降雨频率条件下（200年、500年、1000年）的洪水暴发强度,并结合FLO-2D软件对强降雨条件下尾矿库溃坝影响进行了数值模拟。研究结果表明：溃坝量对尾矿库溃坝致灾程度有显著影响,溃坝砂流的灾害影响程度随溃坝量的增加而增大;溃坝尾砂流的最大淹没高度和峰值流速随溃坝量的增加而增大,下泄砂流的沿程淹没高度随尾砂运动距离的增加呈下降趋势;在地面高程变化幅度大的区域砂流的流速明显偏大,地面高程变化对砂流流速变化有较大影响。根据溃坝模拟结果,对强降雨条件下的溃坝尾砂流致灾影响程度进行了预估,为相关尾矿库溃坝灾害预测提供了参考。     

六苴铜矿深部岩体地应力特征分析与研究

六苴铜矿深部开采过程中面临着较大的高应力灾害问题,在综合对比分析目前国内外主要地应力测量方法的基础上,确定采用空心包体应力解除法进行矿区地应力测量。本次地应力测量工作共布置4个测点,对每个测点进行2次应力解除测量,大幅度提高了测试结果精度。测试分析结果得到了岩体最大主应力值、应力方向以及深部岩体的应力分布规律,可为后续深部巷道布置、支护设计优化等工作提供可靠的基础参数。     

“十三五”期间非煤矿山安全生产情况及未来对策

非煤矿山的开采是我国的基础产业,同时也是经济发展的重要支柱,在许多新兴产业发展中扮演着越来越重要的角色。随着矿产资源开发强度的不断加大,非煤矿山行业也产生了较多典型的安全生产事故,为探讨我国非煤矿山安全存在的主要问题,本文搜集了我国“十三五”期间（2016—2020年）非煤矿山安全生产数据,分别从事故发生区域、事故类型、事故发生时间、开采方式、矿种类型、所属行业等方面进行了分析,得出以下结论：（1）我国非煤矿山中小型矿山以40%左右的产能、酿成了超过90%的事故,安全生产基础总体薄弱;（2）如内蒙古、湖南、广西等重点区域安全成产形势仍严峻;（3）地下矿山的事故起数和死亡人数均占非煤矿山事故总量的50%以上,以冒顶坍塌为主的10类事故死亡人数较大。导致这种情况的主要原因是我国非煤矿山企业安全管理能力仍然较弱、非煤矿山安全生产监管监察能力仍需提升、我国非煤矿山智能化建设仍处于初级阶段,事故重灾区机械化、自动化、智能化建设程度总体较低。只有进一步推进非煤矿山企业及监管监察部门装备设备的智能化水平的提升,从矿山全生命周期中的各个生产流程及环节进行改造升级,才能实现“十四五”时期安全生产质量的进一步提升。     

某铁矿全尾砂胶结充填体力学性能研究

安徽某铁矿山针对西部矿区-370 m以上的矿体,以及前期预留的矿柱拟采用分段空场嗣后充填采矿法进行回采。利用该矿选场产生的全尾砂作为井下充填骨料,不仅可以减少尾矿长期堆存而产生的各种问题,节约筑坝、防灾和防洪等的工程建设费用,还能改善尾矿对环境造成的污染,为企业取得一定的社会、经济和环境效益。本文从该矿山全尾砂的物化性能入手,通过对全尾砂的物理性质测试和化学元素分析,充填体的单轴抗压强度测试、抗剪强度测试和承压变形试验,获得了不同充填料浆浓度和砂灰比与全尾砂胶结充填体力学性能的关系,为全尾砂作为矿山充填骨料提供了数据支持及理论依据。     

高硫尾砂充填体强度变化规律实验研究

国内某铜矿尾砂含硫偏高,为论证该矿山能否采用尾砂胶结充填,通过尾砂充填配比实验研究高硫尾砂充填体强度变化规律。结果表明：高硫尾砂充填体在不密闭条件下养护,随龄期的增长逐渐开裂,强度先增加后逐渐减小;在密闭环境下养护,充填体未出现开裂现象,强度随龄期的增长逐渐增加至相对稳定。在不密闭条件下养护,充填体前期强度随料浆质量浓度和灰砂比的变化呈规律性增加或减小,后期强度随灰砂比或质量浓度的变化无明显规律;扫描电镜分析显示高硫尾砂充填体开裂主要是因充填体内含有大量的钙矾石和石膏等膨胀性物质。     

磨矿条件对钢球磨损的影响及磨损规律研究

以东鞍山赤铁矿矿石作为被磨物料,探索了磨矿条件(质量分数、pH值等)对钢球磨损的影响以及磨损规律。结果表明:钢球磨损量随磨矿质量分数的增大先增大后减小,当磨矿质量分数为40%时,钢球磨损量出现最大值;pH值在5～9.5之间时,磨单位质量矿石的钢球磨损量基本不变,即pH值在该区间变化对钢球磨损影响不大。对东鞍山铁矿床中含碳酸铁的铁矿石(1#矿样)、不含碳酸铁的铁矿石(2#矿样)和高亚铁铁矿石(3#矿样)分别进行磨矿试验研究,结果表明,处理这3种矿样时,钢球磨损量基本不变。     

全尾砂絮凝沉降规律研究

通过试验,研究了某铜矿的细粒级全尾砂沉降特性,寻求不同尾砂浆浓度下最合适的絮凝剂添加量;工业试验中立式砂仓仓顶溢流水符合回水要求,砂仓实现连续放砂,相关参数达到技术要求。研究成果为矿山在细粒级全尾砂充填系统中,不经过浓密机,直接由立式砂仓进行重力、絮凝浓缩提供参考。     

尾砂胶结充填体孔隙水特征探索试验研究

尾砂胶结充填体的强度是影响充填体稳定性的重要参数之一.当充填料浆进入采场后,尾砂胶结充填物料内的孔隙水含量与孔隙水特征将影响胶凝材料水化离子以及外部硫离子的运移,从而影响充填体强度.为探索并揭示充填配比对孔隙水特征的影响规律,本文测试了不同浓度充填物料孔隙水体积占比与对应充填体孔隙率,并对比分析了两者之间存在的关系.研...