类铀矿岩材料制备及氡扩散系数测定的实验研究

扩散过程是主导氡在铀矿岩中运移与析出的主要方式。铀矿原岩辐射较大且取样困难,不利于开展有关室内实验。为了解决以上问题,依据相似理论,以某花岗岩为原型,选取石英砂、铀尾砂、水泥、精铁粉和微硅粉等为原材料,制备了3种不同材料配比的圆柱形类铀矿岩试样,并测定了原型和试样的物理力学参数;然后采用密闭腔体法测量了原型和试样在不同包裹方式下的累积氡浓度,推导氡的扩散性能参数的计算公式,通过计算获得了原型和试样的氡扩散长度和扩散系数。实验结果表明:花岗岩原型与所制备的类铀矿岩的颗粒密度、抗压强度、抗拉强度、内聚力和内摩擦角相似比的均值分别为1.09∶1、3.93∶1、4.28∶1、3.47∶1和1.00∶1;花岗岩原型的扩散系数为0.146×10^-6m²·s^-1,类铀矿岩的扩散系数介于0.114×10^-6～0.594×10^-6m²·s^-1之间,两者的相似比介于0.25∶1～1.28∶1之间。研究认为所制备的试样3在一定程度上可用来模拟花岗岩型铀矿岩,以满足室内实验的需求。     

地下矿山深孔崩矿爆破漏斗试验研究

为配合某矿山的深孔采矿试验,在与试采采场岩性相似的巷道内布置了12个单孔、4个变孔进行爆破漏斗试验。对现场应用的乳化炸药爆破漏斗特性曲线、爆破漏斗体积与炸药埋深关系、漏斗半径与炸药埋深关系、爆破漏斗的最佳埋深与临界埋深、爆堆块度等进行了分析研究。试验得出最佳埋深为1.09 m,临界埋深为1.65 m,最佳漏斗半径为0.79 m,最佳漏斗体积为0.37 m3,孔间距为最佳爆破漏斗半径的1.9倍,块度平均合格率为58.4%。试验表明,爆破漏斗试验在深孔爆破实践中具有重要指导作用。     

从教学方法入手提高教学质量的若干思考——以安全工程专业为例

针对南华大学安全工程专业教育现状,同时考虑到安全工程系发展形势,总结了教学过程中发现的各种问题,进而分析得出改进教学方法、提高教学质量的若干见解。着眼于教材内容,从宏观上提出了"基于‘标准’的课程教学方法改革"。另外,由于院系规模不断扩大,专业方向逐渐完善,教学质量很有必要紧随学院发展的脚步,分别从师资、教材、实验室和实习基地三方面探讨了此问题。所得结论可供其他专业及高校参考。     

常幅循环荷载作用下岩石的滞后及阻尼效应研究

通过花岗岩常幅循环加载试验,分析岩石的非线弹性滞后特性。卸载阶段,应变相位滞后于应力相位,加载阶段,应变相位可能滞后、相等或超前于应力相位。研究结果表明,加卸载中阻尼效应的差异引起变形曲线的畸形,变形-时间曲线变成一条上宽下窄的非正弦曲线,而塑性变形的累积使平均应变水平线逐渐上移,因此出现应变相位超前于应力相位的现象。基于应变相位与应力相位的关系,探讨滞回圈可能存在的形态,若应变相位始终滞后于应力相位,滞回圈呈椭圆形;若加载段中应变相位超前于应力相位,则呈新月形;若既有滞后又有相等和超前的情形,则呈长茄形。将岩石视为黏弹塑性材料,讨论动弹性模量和阻尼比的计算方法,给出两者的修正计算式。利用试验数据分析动弹性模量和阻尼比的演化规律,结果表明,动弹性模量的演化与应力水平密切相关,成线性或倒S型发展规律;而阻尼比则取决于动弹性模量以及滞回圈面积的大小,演化曲线呈U形或L形。     

循环爆破荷载作用下类铀矿岩损伤与氡析出规律的实验研究

为了深入研究类铀矿岩在循环爆破荷载作用下的损伤及氡析出规律,首先制作了室内爆破装置,然后依据相似理论,以铀尾砂等为原材料制备了类铀矿岩来代替实际的铀矿岩,在室内制成250 mm×250 mm×200 mm的试块,在试块上设置25个测点,再对试块施加循环爆破荷载,直至试块完全破碎。利用非金属超声波检测仪测量试块每次爆破前后的纵波波速,并换算成对应的损伤值;同时,采用密闭腔体法测量试块爆破后的累积氡浓度,并计算出氡析出率。采用K-Means聚类算法计算出25个测点的权重,进而得到综合损伤变量。研究结果表明,随着爆破次数增加,矿岩损伤呈现出“倒S”形状,且氡析出率与矿岩损伤值的变化具有一致性。该研究可为今后铀矿开采过程中的氡辐射防护和岩体稳定性研究提供参考和借鉴。     

基于正交设计的类铀矿岩相似材料配合比试验研究

为了深入研究深部铀矿岩氡析出机理, 依据相似模型试验原理, 设计了水灰比、砂胶比、微硅粉含量和精铁粉含量的4因素3水平正交设计方案, 共设计了9组材料配比方案, 得到了27个试样的相关物理力学参数, 其中饱和密度均值为2.34 g/cm³, 单轴抗压强度均值为54.12 MPa, 弹性模量均值为2.00×10⁴ MPa, 泊松比均值为0.19, 镭含量均值为1.70 Bq/g; 并采用极差分析方法分析了各因素对相似材料物理力学参数影响的敏感性; 最后通过MATLAB对试验数据进行多元回归分析。研究结果表明, 各项物理力学参数基本满足花岗岩型铀矿岩相似材料模型试验的要求, 最终得到优化配合比为：水灰比0.3、砂胶比1.18、微硅粉占水泥质量0.14%、精铁粉占水泥质量0.24%, 并采用该优化配合比进行了试验验证。该分析结果可为研究深部铀矿岩氡析出机理提供理论依据。     

基于HAZOP的CO_2+O_2原地浸出采铀工程供气系统危险性分析

采用HAZOP分析方法对某铀矿CO2+O2原地浸出采铀工程的CO2+O2供气系统进行分析,识别设备和操作过程中存在的潜在危险,分析其可能导致的后果。在此基础上,提出建议措施。这些措施可使系统安全得到优化,降低系统发生事故的可能性,从而保证地浸采铀系统的正常运行。     

安全工程专业本科毕业设计（论文）质量提升的研究与实践

本科毕业设计（论文）是大学培养人才的一个重要环节，是学生对大学四年所学知识的综合运用。对南华大学安全工程专业毕业设计（论文）存在的问题进行深入剖析，指出存在的问题；结合最近2年毕业设计（论文）的教学实践，对提高毕业设计（论文）质量的措施进行了有益探索，并提出了改革的对策和思路。初步的实践结果表明，安全工程专业毕业设计（论文）的总体质量有了明显提高。     

矿井通风系统的组合赋权可拓模型安全综合评价

通风系统是井下矿山的重要组成部分之一,在生产实践中对其进行安全综合评价具有重要意义。首先在查阅相关文献的基础上,将影响矿井通风系统的主要因素归纳为风量(风速)合格率、风源风质合格率、井下作业环境空气质量合格率、矿井有效风量率、主扇装置效率和风量供需指数等6个指标;在此基础上,建立通风系统评价的可拓模型,然后利用变异系数法和层次分析法,分别得到上述指标的权重,再利用博弈论对以上权重进行综合,用综合优化后的权重对通风系统进行评价;最后结合某矿井对该模型进行了验证,得出:该矿井通风系统的安全评价等级类型为中等(D3),综合评价值与实际情况吻合。     

混凝土损伤模型的分类研究

结合国内外的研究成果状,对应用于混凝土损伤断裂分析的各种本构模型进行分类研究,详细介绍了混凝土损伤本构模型的分类依据与方法,列举了具有代表性的损伤本构模型,绘制出了混凝土损伤本构模型的分类图。