金川二矿区深部高应力碎裂围岩巷道卸让压支护试验

随着采矿深度的增加,金川二矿区巷道失稳等问题突出,借鉴矿区浅部巷道卸让压支护经验对深部巷道进行试验,优化支护方案。以二矿区深部开采工程分斜坡延伸工程850~814 m段为试验地点,选取3种支护方案,通过巷道收敛变形监测、支护体外观观察、岩石松动圈对比等方法评价3种支护方案的效果,得出锚杆+钢筋网+钢拱架+喷射混凝土一次支护、锚杆+钢筋网+喷射混凝土二次支护的方案最优,稳定期在二次支护后6个月,其后巷道逐渐趋于失稳状态,建议在该阶段进行相应加固措施,以延长巷道的使用寿命;同时,一定数量的孔口密封空置锚杆孔对巷道围岩有一定的卸压作用。结果对二矿区深部开采巷道支护方案设计具有指导作用。     

热挤压成形GH3625合金管材组织及裂纹形成机理

通过对比热挤压成形管材和爆裂管材的组织以及对爆裂管材裂纹和断口的分析,研究了热挤压成形GH3625合金管材的组织及裂纹形成机理。结果表明:爆裂管材与成形管材的组织均为等轴晶,但爆裂管材的开裂使晶界处的应力集中得以释放,其组织中并没有形成变形孪晶,在管材径向方向上也不存在晶粒尺寸不均匀的现象。挤压比过高导致管材在热挤压过程中绝热升温严重,使低熔点的Laves相熔化并扩散到周围基体中,是裂纹形成的根本原因。在模具出口处高拉应力的作用下,这些裂纹不断扩展最终连接在一起,导致管材的爆裂现象。由于断口表面冷却速率较高,组织通过奥氏体区的时间较短,再结晶形核核心多且晶粒长大过程受阻,使断口表面形成了一层十分细小的再结晶晶粒。     

金川矿山混合充填料浆环管试验系统与管输特性研究

料浆流变特性是影响管道输送的重要因素,其流变参数是进行料浆管道输送阻力分析的重要指标。针对金川矿山充填材料的复杂多变性,开展了多种混合充填料浆流变特性研究和管输阻力因素分析。首先,简要介绍了金川矿山充填料浆管道输送的环管试验系统及检测技术;然后,概述了金川矿山充填料浆环管试验的部分研究成果。通过分析不同条件下的充填料浆管道输送试验成果,揭示了多种混合充填骨料粒径级配、料浆浓度、管道流速和水灰比对管输阻力的影响规律。最后,给出棒磨砂集料的高浓度充填料浆优化配比,为金川矿山安全、高效和高浓度充填法采矿奠定了基础。     

深部矿山一体化安全管控模式构建

针对深部矿山安全生产管理面临的一系列问题，结合《金属非金属矿山安全标准化规范地下矿山实施指南》（AQT 2050.2-2016）的要求，提出了从采场检测到远程控制的一体化解决方案，特别是针对矿山井下采场、穿脉道等区域的安全检测难点，提出了基于无线技术的检测思路，理论分析可行、实践应用前景较好。通过采用基于矿山物联网异构技术条件下的无线传感检测技术思路，构建了深部矿山一体化安全管理及控制平台体系，可有效满足深部矿山安全生产管理需求，推进智慧矿山建设进程。     

基于扫描间距调控Inconel 738合金的微观组织和力学性能

采用EBSD技术系统地研究了扫描间距h对选区激光熔化(SLM)成形Inconel 738合金微观组织、动态再结晶行为、织构演变和力学性能的影响。研究表明,随着h的增加,平行于沉积方向的细长柱状晶晶粒长/径比减小,晶粒的形貌由粗大的细长柱状晶向细小的等轴晶转变,晶粒的取向变得更加随机;随着h的增加,动态再结晶体积分数增加,再结晶区域位错密度和应变低于未再结晶区域;随着h的增加,其铸造织构的类型发生变化,织构主要由Rotated-Goss织构{110}110转变为Rotated-Goss织构{110}110+Cube织构{001}100,Cube织构的强度逐渐增强,而Rotated-Goss织构的强度逐渐减弱;此外,通过选择合适的扫描间距(h=70μm),沉积态Inconel 738合金可获得优异室温力学性能(σ_y=933 MPa,σ_(uts)=1209 MPa,ε_f=38%),达到良好的强度与塑性匹配。     

中国镍资源开发现状与可持续发展策略及其关键技术

镍矿已成为现代航空工业、国防工业以及国民经济不可或缺的战略资源。首先基于世界镍矿资源调查、开发利用现状以及供需矛盾分析,阐述中国镍矿资源特点和资源开发面临的主要问题,提出中国镍矿开发与可持续发展的策略。然后指出循环经济和科技与制度创新并举,提高镍矿资源综合利用水平,是中国镍矿资源开发的发展方向;合理开发国内资源,充分利用海外资源是中国镍矿资源的开发策略。寻找新的镍矿资源是提高资源保有年限的根本;发展边角矿、残矿、贫矿、深井与原位浸出的采矿技术,提高复杂难采矿安全、高效和经济开发,是中国镍矿资源开发与环境保护的重要基础。最后明确红土镍矿开发利用是中国镍矿资源开发的发展趋势。     

As-NaOH-ClO~-体系脱砷试验

提出了在As-NaOH-ClO体系脱砷的方法,并以含砷镍烟灰为原料,系统研究了该体系下的脱砷效果。结果表明:在液固比L/S=10、NaClO浓度4.1%、NaOH浓度3%、反应温度50℃、反应时间1h的最优条件下,砷脱除率达到75%以上,镍损失率小于0.03%,可实现砷的无害化处理和金属镍的回收。     

金川矿区龙首矿西二副井井筒加固

以龙首矿西二采区副井1 240~1 120 m段井筒为研究对象,在对岩体性质、开挖支护时间和围岩与混凝土井壁关系进行合理假设的基础上,建立副井井筒数值模型,选择合理的围岩及混凝土力学参数,针对混凝土强度和井壁厚度变化构建了15种支护方案,运用FLAC3D软件模拟计算出井筒不同方向应力变化和位移变化,进而对比确定井筒加固主要参数的合理取值,为副井1 240~1 120 m段井筒返修支护方案最终确定提供量化参考和理论保证。依据数值模拟结果和井筒的实际变形破坏发展情况,确定了符合实际情况的井筒加固方案,并制定相应井筒返修加固的具体措施,通过对副井加固后井筒的现场监测数据分析以及实际运行情况,验证了井筒数值模拟和加固方案的合理性。     

去应力退火SLM成形Inconel 738合金组织和性能演变

由于选区激光熔化(SLM) 制备Inconel 738合金过程中快速熔化凝固的特点，成形合金中存在较高的残余应力，影响合金的服役。本文主要研究了不同退火温度 (700 ~900 ℃)下保温24 h后合金中残余应力、析出相行为、组织和性能演变。结果表明：退火过程中，组织演变机制为静态回复，发生位错迁移和晶界类型转变；形成的短棒状γ"相(240~440 nm)和球状γ"相(50~250 nm)；晶界碳化物分布由点状向连续状转变，类型由MC向M23C6转变；800 ℃退火后，残余应力由380.94 MPa(沉积态)下降至-66.7 MPa，残余应力得到释放；随着退火温度升高，硬度和抗拉强度先增大后减小，延伸率先减小后增加，800 ℃退火后，合金具有最高的硬度、抗拉强度 (581.2 HV、1330 MPa)为铸造性能(410 HV、945 MPa)的1.42倍、1.41倍。     

铅锌硒在镍电解液固体杂质中的形态分析

镍电解液的品质直接影响电镍的产品质量,镍电解液中除了含有可溶的离子态杂质外,还含有不可溶的固体颗粒杂质。对固体颗粒的性质、形态和来源的研究有助于为镍电解液品质的提高提供理论依据。以固体颗粒中的微量元素铅、锌和硒作为研究对象,分别采用透射电镜、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和X射线粉末衍射等物理表征方法研究固体颗粒的形态结构;利用Tessier连续提取法对3种微量元素在固体颗粒中的具体形态进行化学剖析。实验表明,该类固体主要由镍、铜、铁、硅的碱式盐、碳酸盐、硫酸盐或复盐形式存在,微量元素铅和锌主要以碳酸盐态和铁/锰态存在,而硒则以可溶态和铁/锰态存在。因此,该类固体颗粒来源于镍电解液的净化段而非来源于同槽工作的阳极液的反扩散。