不同照度下煤矸图像灰度及纹理特征提取的实验研究

研究煤和矸石在不同照度下的响应特性，设计了差异照度煤矸图像采集系统，进行了煤矸图像采集实验，建立了煤矸灰度子图像数据库，对数据库中的子图像的灰度、纹理特征进行了提取，通过定义归一化特征差异指数以及基于支持向量机(SVM)对实验数据进行了分析与讨论。结果表明:在同一照度下，煤和矸石在灰度及纹理特征上存在差异，且随着照度的改变，煤和矸石的特征也发生变化，同时两者的变化规律存在显著差异。基于不同特征的SVM分类器的识别正确率不同，照度的变化也会对分类器的识别正确率产生影响;当考虑照度因素后，分类器的识别正确率最大增加了13.31%，此外基于多特征多照度融合的SVM分类器性能较好，识别正确率为98-39%。     

某选矿厂铜粗精矿提铜除杂试验研究

某选矿厂铜粗精矿中夹带大量的锌硫矿物及滑石、云母等易浮脉石矿物,在铜精选段采用石灰及硫酸锌虽然能抑制锌硫矿物,但对以滑石为主的易浮脉石矿物无抑制作用,导致精选后的铜精矿产品中脉石杂质含量大、铜品位明显偏低。针对该现状,在铜精选段进行了降低铜精矿中易浮脉石矿物的提铜除杂试验研究,在铜精选段采用CMC-Na作为易浮脉石矿物的抑制剂后,获得了铜精矿含铜品位22.34%,精选段作业回收率84.71%的选铜指标,达到了提铜降杂的目的。     

铁尾矿-煤矸石-污泥复合烧结砖的制备与特性

以铁尾矿和煤矸石为主要原料,掺加部分污泥及其他辅料制备铁尾矿-煤矸石-污泥复合烧结砖,分析了铁尾矿、煤矸石、污泥与其他辅料的矿物组成、化学成分及粒度特征,考察了铁尾矿、煤矸石和污泥配比、坯体成型压力、烧结温度对烧结砖质量的影响,借助XRD、SEM、ICP等手段分析了烧结砖中重金属离子的固化效果与微观结构。结果表明:铁尾矿-煤矸石-污泥复合烧结砖的制备条件以铁尾矿∶煤矸石∶污泥∶页岩配比为54∶30∶6∶10,成型压力20 MPa为宜;烧结温度1 100℃,保温时间3.0h。制品经过高温烧结后,物料中重金属被固化或部分挥发,重金属离子浸出率大小为:Pb~(2+)Cu~(2+)Zn~(2+)Cr~(3+),且符合GB5085.3—2007的规定。显微分析表明:未烧砖坯断面多为离散颗粒、大小和排列均无序;高温烧结后新生成的玻璃晶相明显增加而呈现液相固结,显微表面更加平整均匀致密。     

煤矸石去除矿井水中水溶性有机物及氨氮的实验研究

煤矸石去除矿井水中污染物的有效性对于评价目前煤矿区实施的地下水库技术及实现矿井水的高效综合利用具有重要意义。以神华神东煤炭集团公司补连塔煤矿取得的煤矸石为水处理剂、取得的矿井水作为研究对象，通过柱实验研究室温条件下煤矸石对矿井水中有机物和氨氮的去除效果。研究结果表明:在6.44个孔隙体积数(PV数)的矿井水的淋滤实验过程中，煤矸石对矿井水中DOC的去除能力可达到64%，这与煤矸石中高岭石、白云母、伊利石和绿泥石等铝硅酸盐矿物对有机物的吸附、降解作用有关，但其对矿井水中芳香族化合物的阻滞及去除能力小。实验过程中煤矸石对氨氮的去除效率逐渐下降但仍能达到81%，因此研究用煤矸石对矿井水中氨氮有着较高的去除能力，这主要是由于煤矸石中含有的伊利石及高岭石均具有一定的阳离子交换容量而对氨氮起到吸附作用。试验中后期，流出液pH值高于了原水值，这与氨氮的水解作用有关，出水ORP显著下降，这说明在模拟的水-岩系统中还原环境不断增强，有机物的降解作用得到增强。     

某富含蛇纹石的低品位难选铜镍矿选矿工艺研究

针对某铜镍矿铜镍品位低,铜镍矿物嵌布粒度微细,共生关系复杂,蛇纹石含量高等特征,开展了选矿工艺试验研究。试验结果表明,采用预先脱除脉石-铜镍混合浮选流程,通过对含Ni 0.51%、含Cu 0.20%、含Co 0.02%的原矿进行选择性磨矿,利用MIBC预先脱除部分易浮脉石,碳酸钠作矿浆pH调整剂,CMC作MgO脉石的抑制剂,硫酸铜和丁基黄药分别作铜镍矿物的活化剂和捕收剂,全流程浮选闭路试验获得了含Ni 7.78%、Cu 2.91%、Co 0.24%,回收率分别为Ni 72.98%、Cu 66.57%、Co 51.29%的铜镍混合精矿。该工艺流程获得了较好的选别效果,实现了铜、镍、钴的有效回收。     

采空区矸石压实过程对煤柱支承压力的影响

为了研究采空区压力及煤柱上支承压力随采空区矸石压实程度的变化规律,通过实验室试验、数值模拟等方法,探讨建立了采空区矸石压缩模量与矸石压实率之间的关系式,分析了采空区矸石压力分布随矸石压实率变化规律;基于弹性基础梁理论和弹塑性极限平衡理论建立了煤柱上支承压力与采空区矸石压力间的关系式,分析了煤柱支承压力峰值大小、峰值位置受矸石压实率影响规律。最后,将采空区矸石压缩模量与矸石压实率之间的关系用于FLAC3D数值模拟,与理论形成对比,证明二者结果基本一致。研究表明:矸石压实率越大,采空区压力回升越快,压力恢复至原岩应力的位置距煤壁越近,对应的煤柱上支承压力峰值位置越靠近煤壁,压力峰值越小。     

切顶卸压沿空留巷巷旁挡矸支护技术研究与应用

为解决无煤柱沿空留巷巷旁窜矸、难于维护及巷帮变形量大等问题，针对顺和煤矿综采工作面上覆岩层地质特性，并结合矿井以往的施工经验，提出了切顶卸压沿空留巷巷旁挡矸支护技术，主要通过掘进过程中恒阻锚索主动支护、回采前切顶爆破、回采过程中36U型钢棚配合菱形网挡矸支护协同作用，建立顶板主动被动联合支护、巷旁刚性柔性联合支护体系，实现了沿空留巷巷旁支护不蹿矸、巷道变形量小的效果，避免了回采过程中帮部二次扩帮返修的问题。在顺和煤矿2108轨道巷回采过程中的成功实践，为同等地质条件下沿空留巷的支护提供参考。     

自燃煤矸石山隔离层空气阻隔性对时间的响应

为了制定合理的自燃煤矸石山覆土碾压方案与绿化时间,防止煤矸石复燃,本文通过室内试验,对土壤试样施加不同压差,探讨自燃煤矸石山隔离层空气阻隔性对时间的响应及隔离层含水率与空气渗流速度、渗透率的相关性。结果表明:随着时间推移,土壤试样的空气渗流速度与渗透率均呈二次函数式增大,从第6天起空气渗流速度开始超过临界渗流速度,隔离层阻隔性能降低;不同压差下空气渗透率均值从第19天起开始超过临界空气渗透率,隔离层阻隔效果降低;隔离层空气渗流速度与渗透率随含水率变化呈对数函数式变化,均随着含水率的降低而上升。     

运动学参数对滚筒截割夹矸煤岩应力影响规律

由于夹矸煤岩赋存条件的复杂性及滚筒截割煤岩过程载荷的非线性,得到滚筒截割煤岩的应力信息非常困难,因此很难从可靠性方面对运动学参数进行匹配。以煤岩截割机理和有限元理论为基础,利用LS-DYNA建立螺旋滚筒截割夹矸煤岩的耦合模型,分别对不同工况进行截割过程的动态模拟,以获取煤岩体、滚筒截齿相关组件的最大应力信息。采用曲面拟合技术分析滚筒转速及牵引速度对煤岩体、滚筒截齿相关组件最大应力的影响规律,建立了相关零件应力关于滚筒转速及牵引速度的规律方程。以采煤机生产率、截割比能耗为目标建立了采煤机滚筒运动学参数的优化方程,并得到了滚筒转速与牵引速度的最佳匹配值,研究表明:当滚筒转速为61. 63 r/min,牵引速度为4. 776 m/min时,采煤机生产率可达190. 64 t/h,截割比能耗仅为0. 868 9 kW·h/m3。截齿合金头、齿体、齿座、叶片的应力分别为:1 339. 4,887. 5,454. 7,105. 2 MPa,岩石和煤体最大应力分别为:59. 15,8. 799 MPa。     

炮掘岩巷大块矸石成因分析及防治措施

为了解决辛置煤矿东四延伸皮带巷掘进过程中由于大矸产生率过高造成巷道掘进效率低下的问题,在对大矸产生原因进行分析的基础上,提出采用锲直复合掏槽爆破方式代替原有的直眼掏槽爆破,并从巷道掘进效率、大矸产生率等方面进行详细对比分析。掘进采用锲直复合掏槽爆破方式后,大矸产生率从30%以上降低到20%以内,且最大矸石粒径从1000 mm×800 mm降低到500 mm×400 mm,巷道掘进进尺从1.5 m/d提升至3 m/d,应用效果显著。