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龙葵对典型酸性矿山废水重金属的处理效果研究 被引量：1
1
作者 李振飞 李书钦 +2 位作者 童立志 李继宁 雷蕾 《环境工程技术学报》 北大核心 2025年第1期268-278,共11页
酸性矿山废水(AMD)的pH低、重金属浓度高,是矿区生态环境的一大威胁。开展高效、可持续、环保、低成本的AMD处理技术研究十分必要。以硫铁矿(PR)和银铅矿(SL)2种典型强酸性AMD(PR-AMD、SL-AMD)为研究对象,设计龙葵(Solanum nigrum L.)... 酸性矿山废水(AMD)的pH低、重金属浓度高,是矿区生态环境的一大威胁。开展高效、可持续、环保、低成本的AMD处理技术研究十分必要。以硫铁矿(PR)和银铅矿(SL)2种典型强酸性AMD(PR-AMD、SL-AMD)为研究对象,设计龙葵(Solanum nigrum L.)吸收模拟试验对AMD进行处理。通过投加氢氧化钠调节2种AMD的pH为5和7后(PR-pH5、PRpH7和SL-pH5、SL-pH7),进一步利用龙葵水培试验对重金属进行净化处理。结果表明:PR-AMD中铁和硫酸根浓度较高,但重金属污染程度较低,而SL-AMD中存在以Cd、Zn和Cu为主的多金属复合污染。2种AMD的pH调整为5后更有利于龙葵的生长,但龙葵对重金属的吸收能力受到AMD组分的显著影响。龙葵对SL-AMD中的Cd具有较高的富集和地上转移能力,但对PR-AMD中的Cd吸收后主要富集在根部。除了SL-pH5处理组水中的Cd和Zn外,其他处理组中重金属的浓度均显著低于GB 8978—1996《污水综合排放标准》中标准限值。PR-AMD中Cd的去除主要是通过龙葵吸收作用,其他重金属(Pb、Zn、Cu和As)主要通过中和沉淀作用从水中去除;而SL-AMD中重金属去除原因主要为中和沉淀作用。上述结果表明碱性中和复合龙葵深度净化方法对AMD的修复具有一定应用前景。 展开更多
关键词 酸性矿山废水 碱性中和 龙葵 吸收 重金属
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地下金属矿山回风井污风治理技术研究与实践
2
作者 贾敏涛 李晓健 +1 位作者 任甲泽 李静波 《金属矿山》 北大核心 2025年第6期195-203,共9页
矿井通风系统是地下矿山传统八大系统之一,承担着排尘、毒、湿和为井下供氧换热的重要作用。回风井外排污风包含的粉尘、有毒有害气体及雾气等对地表环境产生一定影响。针对以上问题,相关学者对回风井污染因子治理技术开展了探索研究,... 矿井通风系统是地下矿山传统八大系统之一,承担着排尘、毒、湿和为井下供氧换热的重要作用。回风井外排污风包含的粉尘、有毒有害气体及雾气等对地表环境产生一定影响。针对以上问题,相关学者对回风井污染因子治理技术开展了探索研究,并建成了相关工程示范,但对其研究与应用现状缺少深入总结。基于此,检测了典型矿山回风井外排污染因子成分并分析了其成因,并对近年来矿山回风井污染因子治理典型技术和案例进行了梳理。研究结果表明:已知的各污染因子受井下作业工艺影响,其浓度呈现时段化分布特征,存在未知的刺激性污染气体;惯性法、高压静电法、湿式共振栅法和吸附法可以有效降低污染因子浓度。在上述分析的基础上,针对污染因子治理技术研究现状,分析了目前存在的不足,并提出了未来的主要研究方向,即探究回风井除雾降尘机理、完善回风井余热回收与除雾协同技术、发展低浓度有害气体快速吸附技术,以及构建粉尘—冷凝雾—有害气体协调治理体系。 展开更多
关键词 矿井通风 回风井 污染治理 除雾降尘 静电除雾 协同治理
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基于超临界CO_(2)射流破岩的地下硬岩矿山非爆连续开采模式研究与展望
3
作者 陆玉根 肖益盖 +4 位作者 杨家冕 罗润泽 王星 常剑 李同鹏 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期418-422,共5页
非爆破岩连续开采是未来实现地下硬岩矿山开采安全、绿色、高效的重要手段和途径,本文总结了当前非爆破岩连续开采的研究现状,针对地下硬岩矿山主要有机械破岩和液态CO_(2)爆破破岩。与液态CO_(2)爆破破岩不同,本文提出了基于超临界CO_... 非爆破岩连续开采是未来实现地下硬岩矿山开采安全、绿色、高效的重要手段和途径,本文总结了当前非爆破岩连续开采的研究现状,针对地下硬岩矿山主要有机械破岩和液态CO_(2)爆破破岩。与液态CO_(2)爆破破岩不同,本文提出了基于超临界CO_(2)射流破岩的非爆连续开采模式,利用超临界CO_(2)极佳的流动性和渗透性,在超高压条件下,入射到岩层中直接致裂破坏岩层,再利用超临界CO_(2)气化体积迅速膨胀,进一步扩大岩层致裂效果。理论上,这种破岩方式安全可控、绿色环保,且尚未运用在矿山开采领域,具有较高的创新性,但对超临界射流设备的研制要求较高。基于此,研究设计了超临界CO_(2)射流破岩设备及装配喷嘴的钻头,提出了适用不同开采条件下三种超临界CO_(2)射流硬岩破岩的连续开采工艺模式,并提出了未来亟待研究解决的问题并展望。 展开更多
关键词 超临界CO_(2) 射流破岩 地下硬岩矿山 非爆连续开采
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我国非煤矿山职业健康防控技术研究现状、挑战及展望 被引量：6
4
作者 王运敏 李刚 +1 位作者 刘建国 金龙哲 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第9期1-12,共12页
矿业是现代工业的粮食,在国民经济发展中发挥着不可替代的作用,但采矿过程伴随众多职业危害因素,给工人职业健康与安全造成极大影响。采用文献查阅、现场调研、访谈交流等方法,并基于团队已有研究积累,对新中国成立以来我国非煤矿山职... 矿业是现代工业的粮食,在国民经济发展中发挥着不可替代的作用,但采矿过程伴随众多职业危害因素,给工人职业健康与安全造成极大影响。采用文献查阅、现场调研、访谈交流等方法,并基于团队已有研究积累,对新中国成立以来我国非煤矿山职业健康防控技术研究现状进行了综述,并分析了当前面临的主要挑战。结果表明:我国非煤矿山职业危害主要涉及粉尘、噪声、高温等7类因素,存在“点多、面广、源强”的显著特点,防治难度大;在7类职业危害因素中,粉尘危害最为突出,且爆破粉尘、强疏水性微细粉尘、井下喷浆粉尘与高寒、低气压、超大规模开采粉尘防治是目前面临的主要挑战。在上述分析的基础上,指出我国非煤矿山职业健康防护技术未来发展方向为健全非煤矿山职业危害监管体系、强化职业危害控制科技创新与实践、推行职业危害防控专业化社会服务、坚持职业危害个性化与综合防治、探索职业危害智能化防治技术,逐步形成以监管落实为驱动、科技创新为抓手、社会服务为目标的科学发展模式,切实提高非煤矿山职业危害因素防治效果,保障工人职业健康与安全。 展开更多
关键词 非煤矿山 职业健康 尘肺病 粉尘防治 研究现状
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融合Copy-Paste的大尺度露天矿岩质边坡裂隙检测方法研究
5
作者 江松 魏玉 +4 位作者 饶彬舰 闫培韬 王会杰 刘仲光 顾清华 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第5期144-159,共16页
露天矿岩质边坡表面恶化而产生的节理、裂隙是诱发滑坡灾害的关键因素,及时准确的裂隙检测是保障矿山安全的重要前提。针对传统数据增强算法生成的裂隙形态单一以及现有边坡裂隙检测方法多局限于局部图像分析的难题,提出了一种融合Copy-... 露天矿岩质边坡表面恶化而产生的节理、裂隙是诱发滑坡灾害的关键因素,及时准确的裂隙检测是保障矿山安全的重要前提。针对传统数据增强算法生成的裂隙形态单一以及现有边坡裂隙检测方法多局限于局部图像分析的难题,提出了一种融合Copy-Paste的大尺度露天矿岩质边坡裂隙检测方法,通过Copy-Paste算法对裂隙形态进行扩增,进而建立滑动窗口算法—U-Net精准分割—全景特征拼接的三阶段系统工作流程,攻克大尺度场景下裂隙特征丢失与误检的难题。试验结果表明:相较于传统数据增强方法,本文方案使裂隙样本多样性显著提高,而且较使用传统数据增强的Mask R-CNN、.U-Net模型,本文算法在分割IoU指标上分别实现了0.22%和0.85%的提升。依托洛阳栾川龙宇钼矿的边坡工程开展验证,所提出的三阶段系统工作流程对于提升大尺度内裂隙的识别与分割效果具有积极的促进作用,mIoU值较不使用三阶段系统工作流程时显著提升了7.09%,满足工程实时监测需求。所提方案可为高陡岩质边坡工程灾害预警提供新的技术路径。 展开更多
关键词 大尺度岩质边坡 滑坡灾害 裂隙检测 裂隙形态扩增 U-Net
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干湿循环及循环加卸载条件下白云岩渐进损伤的能量特性研究
6
作者 张锋 王运敏 +2 位作者 李小双 鲁俊 侯国庆 《矿冶工程》 北大核心 2025年第4期1-7,共7页
探讨了干湿循环与循环加卸载共同作用下白云岩的力学性能及能量演化规律。结果表明,干湿循环引起的结构损伤导致白云岩由脆性破坏向延性破坏转变,表现为滞回环面积增大与峰值强度下降;循环加卸载初期具有强化作用,随后进入软化与损伤阶... 探讨了干湿循环与循环加卸载共同作用下白云岩的力学性能及能量演化规律。结果表明,干湿循环引起的结构损伤导致白云岩由脆性破坏向延性破坏转变,表现为滞回环面积增大与峰值强度下降;循环加卸载初期具有强化作用,随后进入软化与损伤阶段。能量分析结果显示,总输入能量主要以弹性应变能形式存储,耗散能比例随损伤累积缓慢增长,且由耗散能定义的损伤变量呈现“渐进—加速—稳定”的演化特征。 展开更多
关键词 岩石力学 白云岩 干湿循环 循环加卸载 能量演化 耗能比 损伤变量
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深凹露天矿山挂帮矿安全回采工艺研究及实践 被引量：5
7
作者 李得 李翠 +2 位作者 刘磊 孙明志 覃陆均 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第4期7-13,共7页
为充分回收挂帮矿资源,根据攀西某深凹露天矿山挂帮矿赋存条件及内排土堆排情况,本文提出“内排土连续回填、挂帮矿分步回采”工艺。利用内排土修筑临时道路至回采平台,为回采工作创造设备运转空间;同时连续回填采坑,缩短挂帮矿回采完... 为充分回收挂帮矿资源,根据攀西某深凹露天矿山挂帮矿赋存条件及内排土堆排情况,本文提出“内排土连续回填、挂帮矿分步回采”工艺。利用内排土修筑临时道路至回采平台,为回采工作创造设备运转空间;同时连续回填采坑,缩短挂帮矿回采完成后边坡暴露时间。采用靠帮预裂爆破,控制单响起爆药量在250 kg以下,使用等效载荷加载于回采区域,经计算,边坡最大振动速度1.6 cm/s,满足边坡安全速度要求。建立边坡三维模型,计算了回采工艺全过程中边坡位移变化情况,回采完成后边坡整体位移均小于0.5 cm,不会出现大范围边坡失稳。经现场实际应用,累计采出矿石超过58.34万t,且边坡稳定。为矿山下一步全面回采挂帮矿资源提供技术支撑,可供类似矿山参考借鉴。 展开更多
关键词 深凹露天矿山 内排土 挂帮矿 安全开采 边坡稳定
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露天矿山智能网络视频三维建模技术研究 被引量：1
8
作者 颜宇 周洪文 +5 位作者 陆世东 晏承进 柯波 黄嘉俊 杨彪 常剑 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第11期185-191,共7页
露天矿山智能网络视频三维动态监管与预警技术研究,是实现矿产资源储量利用实时化、精准化管理的关键,是矿政管理重要的基础性工作。将智能网络视频监控技术引入露天矿山矿产资源监管领域,提出了一种旋转双摄像头视频影像三维矿山建模... 露天矿山智能网络视频三维动态监管与预警技术研究,是实现矿产资源储量利用实时化、精准化管理的关键,是矿政管理重要的基础性工作。将智能网络视频监控技术引入露天矿山矿产资源监管领域,提出了一种旋转双摄像头视频影像三维矿山建模方法。该方法采用共线方程与Brown模型,实现摄像头的高精度标定;通过相对定向、模型连接、概略绝对定向和自由网光束法平差,实现时序影像自动定向;最后通过SGM密集匹配与三维点云构网,实现矿山三维建模。应用结果表明:所提方法可满足矿山储量动态监测的精度要求,实现矿产资源实时监管,提高矿产资源监管效能,为构建矿产资源动态监管系统提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 露天矿 视频监控 三维建模 储量监测
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保安矿柱充填回采过程中竖井稳定性力学试验研究 被引量：3
9
作者 杨智博 金长宇 +2 位作者 丁成功 柳宏儒 姚桂宏 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期1-8,共8页
竖井作为矿山重要的生产设施,其稳定性决定了矿山正常生产与人员安全。受资源量日渐枯竭影响,为了保证矿山产能顺利过渡,对某金矿竖井保安矿柱内的高品位矿体进行了残矿回收可行性研究。针对复杂采空区周边的残矿回收问题,融合工程经验... 竖井作为矿山重要的生产设施,其稳定性决定了矿山正常生产与人员安全。受资源量日渐枯竭影响,为了保证矿山产能顺利过渡,对某金矿竖井保安矿柱内的高品位矿体进行了残矿回收可行性研究。针对复杂采空区周边的残矿回收问题,融合工程经验法与相似材料试验,提出了一种保安矿柱回采评价方法。该方法通过Mathews稳定图对采场结构参数进行了初步设计,再利用室内相似材料试验模拟开挖过程,通过相似材料的变形与破裂对参数取值合理性进行研究,最终提出保安矿柱内矿体回收方案与采场结构参数。以该矿主竖井保安矿柱内残矿回收为研究背景,利用所提方法进行了回采过程模拟,在满足生产安全与岩层沉降控制标准的前提下,确定了在保安矿柱内采场与现有采空区之间留设10 m宽间柱的回收方案。所提方法与研究结果不仅为该矿竖井保安矿柱内的残矿回收提供了理论支撑,还为其他同类型矿山的残矿回收提供了参考。 展开更多
关键词 竖井 保安矿柱 Mathews 稳定图 相似材料 嗣后充填
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高温深井矿山独头掘进巷道通风降温机理研究 被引量：7
10
作者 李晓健 贾敏涛 +2 位作者 赵旭 李卫国 张明峰 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第2期271-275,共5页
针对高温深井矿山独头掘进作业温度高、通风难等问题,以海南山金抱伦金矿为原型,基于气固两相流理论,采用三维流体仿真软件模拟深井井下高温环境,根据不同通风参数下主运巷及独头巷道的温度场、速度场分布特征,研究风温、风速及岩温等... 针对高温深井矿山独头掘进作业温度高、通风难等问题,以海南山金抱伦金矿为原型,基于气固两相流理论,采用三维流体仿真软件模拟深井井下高温环境,根据不同通风参数下主运巷及独头巷道的温度场、速度场分布特征,研究风温、风速及岩温等对气流分布、温度分布特征影响规律。结果表明:独头巷道有效通风临界距离为7 m,巷道交接处会产生“8”字型涡流,涡流交错处断面平均温度达到最低值,超过7 m,需要采取局部通风措施改善作业环境;采用制冷设备进行降温时,制冷装置距离掘进作业点距离小于30 m,入口通风温度为20~25℃时较为适宜;对于高热巷道围岩覆盖一定厚度的保温材料,减少岩壁向气流中散热,可以有效降低巷道空气温度。研究结论可为高温深井矿山通风系统设计、局部制冷降温设计提供理论支撑。 展开更多
关键词 高温深井 通风降温 局部通风 独头掘进
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高溜井卸矿粉尘分布特性及影响因素试验研究 被引量：1
11
作者 王明 李刚 +3 位作者 宋富美 田冬梅 张超 胡锦华 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期230-235,共6页
为了研究高溜井卸矿过程中粉尘的产生和分布及其影响因素,提出合理有效的粉尘控制措施,根据相似原理,建立了多中段高溜井的相似试验模型,通过改变卸矿试验过程的参数条件,监测粉尘浓度的分布特性,并对其主要影响因素进行了灰色关联分析... 为了研究高溜井卸矿过程中粉尘的产生和分布及其影响因素,提出合理有效的粉尘控制措施,根据相似原理,建立了多中段高溜井的相似试验模型,通过改变卸矿试验过程的参数条件,监测粉尘浓度的分布特性,并对其主要影响因素进行了灰色关联分析。结果表明:卸矿时底部中段粉尘浓度及粉尘沉降时间都远大于上部中段;卸矿流量越大及卸矿高度越高,粉尘平均浓度越高;粉尘浓度随矿石粒径及溜井阻力系数增大而减小;矿石含水率增加卸矿口粉尘浓度显著下降,含水率超过3.5%时,粉尘浓度下降趋势较缓;卸矿口粉尘浓度与矿石含水率、卸矿高度关联度最高,其次是溜井阻力系数、卸矿流量和矿石粒径大小。试验结果与现场测试数据相吻合,为有针对性地提出高溜井粉尘控制措施提供了理论基础。 展开更多
关键词 高溜井 卸矿 冲击气流 粉尘 影响因素
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基于矿井风流运动特征的逸散粉尘喷雾除尘研究 被引量：1
12
作者 李刚 姜伯洋 +2 位作者 胡方强 马涛 郭立稳 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第3期39-46,55,共9页
深部矿产资源机械化、规模化开采导致工作面产尘量显著增大,矿井粉尘逸散问题日益严峻。为解决现有降尘措施控尘效果不理想问题,改善工作面作业环境,开展了基于工作面风流运动特征的巷道逸散粉尘喷雾除尘性能研究。分析工作面风流运动... 深部矿产资源机械化、规模化开采导致工作面产尘量显著增大,矿井粉尘逸散问题日益严峻。为解决现有降尘措施控尘效果不理想问题,改善工作面作业环境,开展了基于工作面风流运动特征的巷道逸散粉尘喷雾除尘性能研究。分析工作面风流运动特征及粉尘运移规律;综合分析雾化喷嘴宏观喷雾特性并进行喷嘴优选;搭建相似实验模型对喷雾降尘性能参数进行优化。研究结果表明:工作面地质构造会影响风流运动特征,而风流运动特征是决定粉尘颗粒运移路径的关键因素;在测试的5种喷嘴中,空心锥喷嘴在射程、流量及雾化角等参数方面均表现出最优的控除尘性能;在喷嘴布置方式方面,逆向喷雾捕捉粉尘效果更好,当布置角度为120°时,出口处粉尘质量浓度可降至22.7 mg/m^(3),达到最佳降尘效果。 展开更多
关键词 矿井粉尘 喷雾除尘 风流运动特征 粉尘运移规律 喷雾特性
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地下金属矿山火灾时期CO的演化仿真与应用实践——以刘楼矿为例
13
作者 赵旭 贾敏涛 +1 位作者 周伟 张昊 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第2期108-114,共7页
为明确刘楼矿井下无轨运输车辆发生火灾时的避灾路线,根据矿井火灾烟气扩散规律,采用数值模拟的方法,利用FDS火灾模拟软件获取运输巷柴油设备起火时的CO生成规律与数据,将其代入Ventsim通风系统三维仿真软件,开展起火10 min内及主扇风... 为明确刘楼矿井下无轨运输车辆发生火灾时的避灾路线,根据矿井火灾烟气扩散规律,采用数值模拟的方法,利用FDS火灾模拟软件获取运输巷柴油设备起火时的CO生成规律与数据,将其代入Ventsim通风系统三维仿真软件,开展起火10 min内及主扇风机反转后的CO扩散时间与空间多维度的仿真计算。研究结果表明:反风后6~10 min,约70 ppm的CO将进入2#主井石门区域,对2#主井区域人员撤离造成不利影响;增加-200 m 1#主井~2#主井联巷避灾风门后,反风试验实测结果达到预期效果。根据CO的时空演化仿真及现场实践,为矿山避灾路线的制定提出调整建议。研究结果可为多中段、多井筒生产的地下矿山优化通风系统、提高避灾能力提供参考。 展开更多
关键词 反风试验 避灾路线 金属矿山 数值模拟 应急救援
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利用电炉钢渣制备软磁陶瓷试验研究
14
作者 裴德健 华绍广 +1 位作者 邱全山 倪云 《中国有色冶金》 北大核心 2025年第5期137-143,共7页
针对钢渣的增值资源化利用问题,本文以低铁电炉钢渣、高密土和滑石为原料,Fe_(2)O_(3)为添加试剂,分别在空气气氛和N_(2)气氛下制备SiO_(2)-CaO-MgO(15%)-Al_(2)O_(3)体系陶瓷,重点研究铁在该体系中的赋存状态及磁性性能表现,考察利用... 针对钢渣的增值资源化利用问题,本文以低铁电炉钢渣、高密土和滑石为原料,Fe_(2)O_(3)为添加试剂,分别在空气气氛和N_(2)气氛下制备SiO_(2)-CaO-MgO(15%)-Al_(2)O_(3)体系陶瓷,重点研究铁在该体系中的赋存状态及磁性性能表现,考察利用钢渣制备具有软磁特性功能陶瓷的可行性,以期避免软磁陶瓷材料制备过程中加入硬磁、Y型铁氧体、NiZnCu铁氧体等原料,导致成本增加。试验结果表明,利用电炉钢渣在N_(2)气氛、1150℃的烧制条件下,可制备出单位质量饱和磁化强度为6.38 emu/g的软磁功能性陶瓷;铁在辉石体系陶瓷中有三种赋存状态,固溶Fe^(2+)的辉石相、磁铁矿相和赤铁矿相;铁元素在空气烧制过程中的变化过程为在1150℃前赤铁矿已发生分解反应,在1150~1200℃区间生成的部分磁铁矿与已生成的辉石发生共熔,促进陶瓷的致密化,至1200℃分解反应结束,赤铁矿转化为具有磁性的磁铁矿相;部分烧制后的试样出现赤铁矿,原因是试样在空气气氛冷却过程中,高温生成的磁铁矿被氧化所致;N_(2)气氛烧制试样的磁性能显著优于空气气氛烧制试样,且磁性能与试样中磁铁矿相含量呈正相关,T10在N_(2)气氛下1150℃烧制而成试样的磁性能参数最优,Ms和Mr分别为6.38 emu/g、1.38 emu/g。本研究所制备试样与等离子烧结成的MnZn铁氧体层状复合陶瓷的Ms值(33.05 emu/g)存在一定差距,但结果可为后续钢渣制备软磁陶瓷材料提供参考。 展开更多
关键词 电炉钢渣 软磁陶瓷 赤铁矿 磁铁矿 N_(2)气氛 磁性能 资源化利用
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干湿循环及循环加卸载作用下白云岩力学特性及能量演化规律研究
15
作者 侯国庆 王运敏 +2 位作者 李小双 张锋 鲁俊 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第4期865-876,共12页
利用MTS 815.04试验系统对经过不同次数干湿循环的白云岩开展了不同围压的循环加卸载试验,从应力—应变曲线、峰值强度、动态弹性模量、能量演化和耗能比等方面,探讨了白云岩力学特性和能量演化规律。结果表明:(1)应力—应变曲线随干湿... 利用MTS 815.04试验系统对经过不同次数干湿循环的白云岩开展了不同围压的循环加卸载试验,从应力—应变曲线、峰值强度、动态弹性模量、能量演化和耗能比等方面,探讨了白云岩力学特性和能量演化规律。结果表明:(1)应力—应变曲线随干湿循环次数的增加表现出内凹的非线性特征;(2)循环荷载提高了白云岩的承载能力,循环荷载下的峰值强度超过了相同围压条件下常规压缩的峰值强度;(3)动态弹性模量在0.3σc、0.5σc和0.8σc应力水平下的变化可划分为强化阶段和弱化阶段,且随围压的增加而增大,随干湿循环次数的增加而减小;(4)总能量和弹性能在循环加卸载中表现出典型的阶梯式上升;(5)白云岩在首次干湿循环过程中表现出显著的压密效应,其耗能比高于同一应力水平下的其余循环加卸载过程,耗能比均值随围压和干湿循环次数的增加以及应力水平的提高而增大。该研究成果为复杂环境的岩石力学特性提供了理论依据,对矿山边坡的灾害防控具有重要的参考意义。 展开更多
关键词 岩石力学 白云岩 干湿循环 循环加卸载 动态弹性模量 能量演化
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矿山生产集成与安全应急管控平台研发与应用
16
作者 刘允秋 徐修平 +9 位作者 席浩睿 华绍广 隋福仁 叶飏 程小舟 肖益盖 尹宜雪 于正兴 曹帅 岳利平 《金属矿山》 北大核心 2025年第7期137-145,共9页
为应对矿山采矿生产系统与安全智慧应急系统面临的挑战,满足矿山多源数据集成分析的需求,解决智慧矿山建设中的数据孤岛问题,基于物联网、大数据等技术,设计并研发了智能矿山生产集成与安全应急管控平台。该平台主要包含矿山基础信息管... 为应对矿山采矿生产系统与安全智慧应急系统面临的挑战,满足矿山多源数据集成分析的需求,解决智慧矿山建设中的数据孤岛问题,基于物联网、大数据等技术,设计并研发了智能矿山生产集成与安全应急管控平台。该平台主要包含矿山基础信息管理、生产管控以及安全智能应急3个子系统。在技术实现上,平台采用微服务架构,基于J2EE规范和轻量级Spring Boot框架进行搭建,能够对矿山数据进行采集、预处理、存储、分析与应用,实现矿山安全生产的实时监测预警与调度指挥功能,推动互联网与矿山行业的深度融合。在某大型金属矿山对所研发的平台进行了应用,结果表明:该平台在矿山安全监管方面展现出显著优势,实现了对矿山各区域的实时监测与数据自动化采集,有效提升了监管效率;同时,在自动化管理方面,平台优化了矿山生产流程,减少了人工干预,降低了人为失误风险。所研发的平台有助于提升矿山安全监管的精准度与自动化管理水平,促进矿山智能化发展,为矿山行业数字化转型提供有力支持。 展开更多
关键词 智能矿山 物联网 矿山生产集成 安全应急 管控平台
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多中段开采复杂采空区群稳定性数值模拟研究
17
作者 张雄天 马炳德 +2 位作者 张春阳 胡凯兵 田小龙 《矿冶工程》 北大核心 2025年第2期26-33,共8页
为评估西部矿业肃北博伦七角井铁矿当前多中段开采采空区稳定性,采用FLAC~(3D)软件模拟矿山开挖过程,重点分析多中段开挖后采空区应力、位移变化情况。结果表明:采空区应力以压应力为主,主要集中于采场顶板、间柱区域,最大压应力约为20 ... 为评估西部矿业肃北博伦七角井铁矿当前多中段开采采空区稳定性,采用FLAC~(3D)软件模拟矿山开挖过程,重点分析多中段开挖后采空区应力、位移变化情况。结果表明:采空区应力以压应力为主,主要集中于采场顶板、间柱区域,最大压应力约为20 MPa,分布在2150 m中段采空区间柱区域;采空区最大沉降位移为20.30 mm,最大水平位移为7.22 mm,采空区整体稳定性良好,但较大规模采空区长期暴露使得矿柱易发生变形、垮落,后续生产过程中应定期排查矿柱变形情况并采取措施加固矿柱。 展开更多
关键词 七角井铁矿 深部开采 多中段 采空区 稳定性 应力 位移 采空区处理
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结构面影响深埋隧道硬质围岩岩爆特征试验研究
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作者 韩世迎 王航龙 +3 位作者 彭俊 朱君星 王林飞 潘堃 《岩土力学》 北大核心 2025年第6期1765-1776,共12页
为了研究结构面对深埋隧道硬质围岩岩爆特征的影响,对有无结构面的两种圆形隧道立方体砂岩试样进行了真三轴条件下岩爆模型试验,试验中采用声发射系统监测了岩爆演化过程。研究发现:结构面对岩爆发生的位置、洞壁破坏模式、岩爆剧烈程... 为了研究结构面对深埋隧道硬质围岩岩爆特征的影响,对有无结构面的两种圆形隧道立方体砂岩试样进行了真三轴条件下岩爆模型试验,试验中采用声发射系统监测了岩爆演化过程。研究发现:结构面对岩爆发生的位置、洞壁破坏模式、岩爆剧烈程度具有较大的影响。无结构面试样两侧破坏位置对称,围岩边壁有较多岩片剥落,形成较浅的V型凹槽;有结构面试样洞壁两侧破坏位置不对称,远离结构面一侧有大量岩片剥落,形成较深的V型凹槽,结构面附近则产生多条裂纹,导致隧道与结构面之间岩体有向隧道空间垮塌的趋势;有结构面试样声发射事件活跃度更高,单个撞击的平均能量约为无结构面试样的2.2倍;根据累计撞击数的演化规律,将岩爆分为3个阶段,阶段Ⅰ为微裂纹闭合及线弹性阶段,阶段Ⅱ为裂纹萌生及稳定扩展阶段,阶段Ⅲ为微裂纹非稳定发育直至发生岩爆阶段。有结构面的试样进入阶段Ⅱ的时间比不含结构面试样早;两种试样在破坏过程中产生的裂纹均为张拉剪切混合裂纹,其中有结构面试样的剪切裂纹占比更大。结构面的存在改变了试样初始损伤的位置,声发射定位与隧道破裂形态基本一致。 展开更多
关键词 结构型岩爆 隧道 V型凹槽 真三轴加载 声发射
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爆破和冻融作用影响下挂帮矿开采边坡稳定性研究
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作者 田小龙 张春阳 +1 位作者 段文权 胡凯兵 《中国安全生产科学技术》 北大核心 2025年第7期13-20,共8页
为了揭示爆破振动与冻融循环耦合作用下寒区挂帮矿边坡失稳机制,提出1种冻融参数折减与爆破荷载等效的数值模拟方法,基于某铁矿构建FLAC3D三维数值模型,通过冻融参数动态折减与爆破荷载叠加,对比分析无爆破扰动、单独冻融影响、单独爆... 为了揭示爆破振动与冻融循环耦合作用下寒区挂帮矿边坡失稳机制,提出1种冻融参数折减与爆破荷载等效的数值模拟方法,基于某铁矿构建FLAC3D三维数值模型,通过冻融参数动态折减与爆破荷载叠加,对比分析无爆破扰动、单独冻融影响、单独爆破扰动和冻融爆破耦合下边坡岩体的位移、应力和塑性区演化规律。研究结果表明:爆破振动对位移增量的影响(0.44 mm)高于冻融作用(0.34 mm);在二者耦合作用下位移增量达到0.50 mm,且塑性区范围扩大了12%~18%,加剧了岩体的损伤。研究结果证实冻融和爆破振动耦合下的渐进损伤效应,提出的耦合数值计算方法可为寒区边坡安全评估提供参考。 展开更多
关键词 爆破振动 挂帮矿开采 边坡稳定性 数值模拟 岩石冻融
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基于三维定位声发射的轴向加载下灰岩破裂特性研究
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作者 程博 江东平 +3 位作者 李龙福 王春 谢理想 王帅彬 《金属矿山》 北大核心 2025年第8期48-56,共9页
为了研究灰岩在轴向荷载作用下变形过程中内部裂隙的扩展,开展单轴加载试验,同时利用三维定位声发射技术和岩石声波参数测试技术实时监测灰岩的加载过程,结合实时波速与声发射信号的演变规律,揭示试样内部裂隙扩展的历程。研究结果表明... 为了研究灰岩在轴向荷载作用下变形过程中内部裂隙的扩展,开展单轴加载试验,同时利用三维定位声发射技术和岩石声波参数测试技术实时监测灰岩的加载过程,结合实时波速与声发射信号的演变规律,揭示试样内部裂隙扩展的历程。研究结果表明:灰岩试样在轴向加载过程中的弹性变形阶段、塑性变形阶段的纵波波速较高,且在塑性变形阶段波速起伏较大,说明在塑性变形阶段岩样内部的裂隙扩展速度最快;但临近破坏时纵波波速较低。加载过程中声发射信号幅值绝大部分低于60 dB,高幅值信号会随着试样破坏的来临出现频率增加,且数值整体呈现升高的趋势。试样起裂于内部,裂隙主要围绕着起裂位置扩展至试样边缘。三维定位声发射信号能够反映出灰岩试样在轴向加载过程中其内部裂隙的扩展情况,并且其位置与最终展现的破坏裂纹明显对应。 展开更多
关键词 三维定位声发射 裂隙扩展 实时波速 信号幅值 破坏裂纹
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