基于客观组合权-改进集对分析模型的矿井突水水源识别

矿井水害事故的发生对煤矿的安全开采带来很大的影响,快速准确地识别突水事件中所涉及的水源,是预防和解决矿井水害的关键手段之一。基于客观组合权和集对分析理论,针对矿井突水水源识别问题,以东滩矿4个含水层中的40个水样为识别样本,选取Na⁺+K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-和HCO₃^-共6项水化学指标作为识别因子,构建了矿井突水的水源识别模型,并利用该模型对10个检验样本进行水源识别。结果表明：客观组合权既避免了主观赋权法的主观随意性的缺点,又弥补了单一客观赋权法带来的片面性较强的不足,能合理地对识别指标进行权重赋值。Ca²⁺和Mg²⁺的权重明显高于其他离子,分别为0.28和0.25,二者的权重之和占比达53%,说明这2个指标在突水水源识别中起主要作用。利用客观组合权-改进集对分析模型对10个检验样本进行识别,准确率达到90%,说明该模型在矿...     

基于水化学和氯同位素的煤矿矿井水来源识别与解析

准确确定矿井涌水来源及组成比例是矿井防治水工作的关键问题之一。先前的研究主要集中于矿井单一水源识别,对多源矿井水的混合问题涉及较少。以河南城郊煤矿矿井涌水为研究对象,采用常规水化学与氯同位素相结合的方法,在主要充水含水层水文地球化学特征研究基础上,识别出矿井涌水来源并解析其组成。结果表明,研究区矿井涌水水化学特征与煤系砂岩水和太灰水相似,表明矿井水主要由上述两种水源混合而来。结合Cl-和37Cl质量守恒原理,经端元法计算得出煤系砂岩水和太灰水占矿井涌水的比例在80.8%以上,未知端元水源贡献比例小于19.2%。该方法对于矿井涌水水源的判别更加快速准确,可为矿井防治水工作提供决策依据。     

淮南采煤沉陷区积水重金属健康风险评价

为研究淮南采煤沉陷区积水中重金属对人体产生的潜在健康风险,对9个矿19个沉陷水域进行采样,测试5种重金属(Cd、Cr、Pb、Ni、Zn)含量,采用美国环境保护局(USEPA)推荐使用的健康风险评价模型,对其进行健康风险评价。研究结果表明：(1)采样水域5种重金属年平均离子浓度由大到小依次为：Zn＞Cr＞Ni＞Pb＞Cd,重金属的分布影响因素可能与农药化肥的使用、工业废水的排放、汽车尾气中重金属的大气沉降、渔业养殖以及采煤活动等因素有关；(2)重金属的健康风险值总体随季节变化,呈现出丰水期小于枯水期的特点；该区域沉陷积水的重金属致癌风险整体较为安全,但化学致癌物(Cr)的健康风险值超出其它4种重金属4~8个数量级；(3)5种重金属的健康风险平均值排序为：Cr＞Cd＞Pb＞Zn＞Ni,其中Cd的致癌风险值及Pb、Zn、Ni非致癌风险值均低于最大可接受风险值(5.05×10-5a-1)。     

煤中某些有害微量元素与人体健康

煤中含有高挥发性AS、Se、F、Hg等有害微量元素。由于煤形成时的地球化学背景和地质环境的差异，有些微量元素在中国某些地区的煤中含量异常高。在燃烧过程中，由于煤中的有机质与无机质发生迁移变化，这些有害微量元素挥发出来并随着煤烟以气体的形式，或以飞灰、粉尘等微小颗粒物形式进入空气，从而影响长期使用和生活在燃煤环境周围人们的身体健康。本文全面阐述了中国煤中三种有害微量元素As,F,Se含量分布，赋存状态及燃烧时的挥发性能，并通过实地调查，分析燃煤过程中As,F,Se对人体的影响以及燃煤型有害微量元素中毒的主要着癍及燃煤型有害微量元素使人体中毒的根本原因和防治方法。     

安徽临涣矿区烟煤与生活污泥共燃的燃烧特性与动力学特征

以安徽淮北临涣工业园燃煤电厂煤样品和生活污水处理厂污泥样品为研究对象,采用热重分析法(TGA)对不同混合质量比条件下的煤与污泥进行了共燃实验,同时通过五种反应动力学模型研究了不同燃烧阶段煤、污泥样品共燃的动力学特征,揭示了煤和污泥的燃烧特性。研究结果表明,煤在529℃出现一个失重峰,污泥分别在140, 293和430℃出现三个失重峰,表明污泥的燃烧过程分为三个失重阶段,而煤只有一个失重阶段。煤的可燃性指数与综合燃烧特性指数为11.36×10–6 mg/(K–2•min), 47.16×10–10 K–3•min–2,与煤相比,污泥的可燃性指数与综合燃烧特性指数较低,分别为10.74×10–6 mg/(K–2•min), 13.04×10–10 K–3•min–2。在煤中添加污泥可以提高反应的燃烧特性,混合质量比以90(煤):10(污泥)为宜。随升温速率升高,煤与污泥的失重减少,燃烧失重速率增加,DTG曲线向高温区移动,产生热滞后现象。在固定碳燃尽阶段,混合燃料的活化能均位于两种原料之间,并且随污泥添加量增加而降低,表明污泥的添加有效提高了煤的反应活性并促进其燃烧过程。     

R407C组分质量误差对压缩机性能测试——流量计法的影响

对于混合工质R407C,在生产、储存、运输、分馏时其组分HFC-32／HFC-125／HFC-134a浓度难以严格达到23％／25％／52％。针对上述问题,本文讨论了R407C各组分浓度误差小于5％时对压缩机性能实验——流量计法的影响,从而提高测试结果的精度。     

建筑物下充填条带开采方案设计及效果评价

为了解放建筑物下煤炭资源,以邯郸矿区某矿断层发育区地质采矿条件为研究背景,基于超高水材料充填开采技术,提出了充填条带、冒落条带2种开采方案的工作面布置。在分析了地表变形预计参数的基础上,采用概率积分法基本原理,进行了地表变形预计,并对开采方案进行了优化设计,并给出了安全开采技术措施。结果表明：采用充填条带开采和冒落条带开采,分别可采出煤炭资源330.17万t、216.88万t,采出率分别为70%、45%,地表最大下沉分别为1 390 mm、1 420 mm,最大倾斜均为10.9 mm/m,建议采用超高水材料充填条带开采方案。此方案设计为类似地质采矿条件下的煤炭资源开采提供了理论依据和技术参考。     

杨家岭页岩微宏观下物理力学特征研究

杨家岭中采区北坡高程150 m处有滑坡,由此造成的破坏变形给安全生产带来极大影响。滑坡岩石为孤峰组页岩,为探究岩石宏微观破坏机制,利用X射线粉晶衍射、扫描电镜、MTS816型电液伺服控制试验机等对其进行研究。试验结果表明：研究区页岩主要由碎屑矿物石英和黏土矿物伊利石、少量绿泥石和高岭石组成,岩石具有一定吸水性;微观下,页岩内部整体为片状结构,含有直径约0.61～4.01μm的孔洞,长度约1.09～2.95μm的原生裂纹;单轴压缩下,岩石抗压强度与弹性模量随着加载速率的增大,而成指数关系增大,在低加载速率下,页岩有明显的屈服阶段,且破坏形式为脆性张拉破坏;三轴压缩下,页岩抗压强度平均下降了15.31%～20.40%、黏聚力下降了16.57%左右,围压能够提高饱水页岩的抗压强度,其主要发生脆性剪切破坏,且破坏倾角约为67.38°;岩石损伤强度和峰值应变受围压影响最为明显,其强度受围压敏感程度依次为损伤强度>峰值强度>起裂强度。研究结果表明：研究区页岩矿物成分和微观结构可能是诱发其宏观破坏的主要原因。     

潘谢矿区深部灰岩水离子来源解析与水循环示踪

采集潘谢矿区太灰水和奥灰水共28个水样,通过piper三线图、因子分析、离子比例系数及氢氧稳定同位素分析,研究矿区深层灰岩地下水离子成分特征及其来源,揭示水岩相互作用与水循环。结果表明：(1)研究区太灰水为低矿化度水,水化学类型主要为HCO3-Na型和Cl-Na型；奥灰水为高矿化度水,水化学类型主要为Cl-Na型；两含水层为碱性水,常规离子变异系数较小,水环境较为稳定；(2)太灰水中Na+不仅来源于蒸发岩的溶解,还来源于硅酸盐矿物的风化作用,奥灰水中水岩交互作用以蒸发岩溶解为主；两含水层均发生了阳离子交替吸附作用,太灰水的交替吸附比奥灰水强烈；(3)太灰水和奥灰水主要源于暖季大气降水的入渗补给,氘盈余均低于全球大气降水氘盈余平均值(10‰),蒸发作用不强烈,空气相对湿度高。     

重复采动条件下老采空区瞬变电磁探测

淮南大通煤矿已闭坑多年,采煤塌陷区基本稳定,由于闭坑后小煤窑滥挖乱采留下了大量不明的采空区,给当地矿山环境治理和生态恢复带来了一定的危险性。针对上述问题,采用Terratem瞬变电磁仪对大通煤矿原4#井采空区及其受小煤窑重复采动活化情况进行了现场探测。