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基于水槽试验的矿渣型泥石流启动特征研究:以栾川县康山金矿区为例
1
作者 刘向东 黄虹霖 +6 位作者 刘星宇 孙建伟 贾煦 赵兴志 张旭晃 程贤达 孙亚柯 《西北地质》 北大核心 2025年第1期300-314,共15页
矿渣型泥石流是一种以大规模的开采矿产资源产生的废石弃渣为主要物源演化形成的一种典型的人为泥石流,具有频发性、人为性、污染性、可控性等特点。为进一步探索底床坡度、冲水流量和颗粒级配等因子对泥石流启动过程的影响和控制作用... 矿渣型泥石流是一种以大规模的开采矿产资源产生的废石弃渣为主要物源演化形成的一种典型的人为泥石流,具有频发性、人为性、污染性、可控性等特点。为进一步探索底床坡度、冲水流量和颗粒级配等因子对泥石流启动过程的影响和控制作用及各因子间的关系,基于相似性原理,采用比尺结构,以河南省栾川县康山金矿区采矿产生的废石渣堆为主要物源进行水槽试验。通过传感器记录矿渣型泥石流形成过程中的孔隙水压力和含水率的变化情况,并用高清摄像机观测矿渣启动形成泥石流的现象。试验结果表明:①矿渣型泥石流主要以顶面侵蚀型、流态化型、顶面侵蚀+流态化型3种方式启动。②泥石流启动临界孔隙水压力与底床坡度呈负相关关系、与细颗粒含量变化关系不明显。③级配、坡度一定时,随着冲水流量不断增大,泥石流启动临界水量呈现先减小、后增大、再减小趋势,并存在一个最有利于矿渣启动的冲水流量。④冲水流量、级配一定,坡度越大,矿渣越容易启动。⑤坡度、冲水流量一定,细颗粒含量为30.36%矿渣最容易启动。研究结果进一步丰富了对矿渣型泥石流启动机理的认识,可为矿渣型泥石流预警、防治和矿山生态修复提供参考。 展开更多
关键词 矿渣型泥石流 启动特征 水槽试验 康山金矿区
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栾川矿集区地学大数据挖掘和三维/四维建模的资源-环境联合预测与定量评价 被引量：15
2
作者 王功文 张寿庭 +10 位作者 燕长海 庞振山 王宏伟 冯占奎 董宏 程红涛 何亚清 李瑞喜 张智强 黄蕾蕾 郭娜娜 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期139-155,共17页
21世纪地球科学的“第四范式”与第四工业时代以及5G+智能通信为矿业开发与环境防护的关联研究提供了新契机。以地球动力学背景、成矿过程、定量评价“三位一体”的地学理论为基础,以栾川矿集区为例,运用地学大数据(多维多尺度的地质、... 21世纪地球科学的“第四范式”与第四工业时代以及5G+智能通信为矿业开发与环境防护的关联研究提供了新契机。以地球动力学背景、成矿过程、定量评价“三位一体”的地学理论为基础,以栾川矿集区为例,运用地学大数据(多维多尺度的地质、地球物理、地球化学、高光谱与高分辨率遥感(多时相)以及实时矿业等数据)的深层次人工智能挖掘和三维/四维多学科多参数多尺度建模技术平台,开展矿集区至矿床多尺度的三维地质模型、成矿过程模型和定量勘查模型构建及其资源的定量预测评价,旨在实现数字矿山的高精度三维地质(岩石、构造、水文、土壤等)环境保护和资源综合开发利用的动态评价,为研究区矿产资源与矿山环境可持续发展提供科学依据。研究结果概述如下:(1)地球科学大数据关联矿集区资源预测评价。利用三维地质建模、地质-地球物理正反演解译、地球化学与遥感等地学数据深层次挖掘,结合自主研发GeoCube2.0集成软件,实现了栾川矿集区(500 km^(2),深部2.5 km)的深部靶区优选和矿产资源综合评价,Mo资源量650万t,W资源量150万t,Pb-Zn-Ag累计具有500万t资源量。(2)地质、矿床与勘探的三维地学建模关联矿山环境。南泥湖—三道庄—上房矿山露采场与骆驼山深部巷道勘探与采矿的资料表明,区域NW向的斑岩夕卡岩型矿床与矿体与地下水空间关联度不高,而成矿期后通常具有张性或张扭性特征的NE向断裂是地下水运移的通道;在NW向Pb-Zn矿床地段具有显著淋滤特征的次生金属矿产出,浅表的氧化铅锌矿与锰铁矿伴生孔雀石化、铅华等水蚀作用;高海拔Pb-Zn矿区且NE向断裂构造发育的冷水、百炉沟地段存在地下水污染风险。(3)智慧矿山构建关联资源环境评价与决策。在大型矿山建立三维地质模型并关联矿区古采洞、露采场与深部巷道工程,实现矿业合理定位和可持续发展;利用高光谱数据库构建三维有用、有害元素模型实现勘探、采矿与选矿矿物学关联以便于有害元素(As、Sb、Hg等)的回收或尾矿处理;利用高分辨率Worldview2影像判别重要尾矿库的废水、矿渣泥浆含铁染分布,以便于防护地表径流水、土壤污染等。 展开更多
关键词 大数据挖掘 三维/四维建模 定量预测评价 资源环境 智慧矿山 栾川矿集区
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矿渣型泥石流形成条件分析及主要物源特征研究:以栾川县康山金矿区为例 被引量：1
3
作者 刘向东 黄虹霖 +6 位作者 孙建伟 刘星宇 贾煦 张旭晃 孙亚柯 赵兴志 张晓龙 《中国矿业》 2023年第7期72-78,共7页
栾川县曾多次暴发山洪、泥石流灾害,矿渣型泥石流隐患发育十分典型,矿渣型泥石流与自然泥石流最大的差异在于物源不同。以栾川县康山金矿区为研究对象,通过对地形地貌、气象水文和泥石流物源进行调查研究,总结分析了区内矿渣型泥石流形... 栾川县曾多次暴发山洪、泥石流灾害,矿渣型泥石流隐患发育十分典型,矿渣型泥石流与自然泥石流最大的差异在于物源不同。以栾川县康山金矿区为研究对象,通过对地形地貌、气象水文和泥石流物源进行调查研究,总结分析了区内矿渣型泥石流形成条件,泥石流主要物源来自废石弃渣(包括废石渣场和尾矿库),其次是残坡积物、以往泥石流堆积物和沟道内人造耕地。通过实地调查、室内试验和原位试验,对区内废石弃渣、尾矿砂、残坡积土等主要泥石流物源的宏观特征、颗粒级配、渗透特性进行研究,研究结果表明:废石渣场属于砾类土,其不均匀系数C_(u)=35.87,曲率系数C_(c)=1.5,具有明显的颗粒粒径分层规律,级配良好;研究区废石渣场d≥2 mm的颗粒平均含量为76.68%,属于狭义泥石流类型;废石渣场的渗透系数平均值为0.069600 cm/s,是自然泥石流渗透系数(0.021800 cm/s)的3.2倍,是残坡积土渗透系数(0.017320 cm/s)的4倍,是尾矿砂渗透系数(0.001869 cm/s)的37倍;不同泥石流物源的渗透系数与其粗颗粒含量呈正相关关系。 展开更多
关键词 矿渣型泥石流 物源特征 颗粒级配 砾类土 渗透系数
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“非粮化”管控下耕地利用优先序与调整分区研究 被引量：4
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作者 李程秀 王秀丽 赵晓明 《安徽农业科学》 CAS 2023年第17期269-273,共5页
通过确定耕地利用的优先序,对耕地的“非粮化”行为进行合理利用与管控,可以保障国家粮食安全,切实增加农民经济效益。综合自然、经济、社会、生态多方面因素构建指标体系,以耕地地块为评价单元确定耕地利用优先序,并结合基本农田保护... 通过确定耕地利用的优先序,对耕地的“非粮化”行为进行合理利用与管控,可以保障国家粮食安全,切实增加农民经济效益。综合自然、经济、社会、生态多方面因素构建指标体系,以耕地地块为评价单元确定耕地利用优先序,并结合基本农田保护区制定不同耕地利用分区,针对分区内的耕地提出差异化的利用策略。结果表明:以耕地利用优先序评价结果来看,安阳市一级粮作区面积为91 789.03 hm^(2),占耕地总面积的22.48%;二级粮作区面积为216 329.50 hm^(2),占耕地总面积的52.97%;三级粮作区面积为100 255.10 hm^(2),占耕地总面积的24.55%,可以看出安阳市大部分耕地粮食生产的优先级很高,适合作为粮食生产用地使用;叠加基本农田保护区范围,将安阳市耕地利用保护划分为重点保护区、补划潜力区、质量提升区、可调整区4种类型。 展开更多
关键词 非粮化 耕地利用优先序 耕地保护 调整分区 安阳市
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豫西杨山萤石矿床成因:萤石稀土元素组成和流体包裹体热力学制约
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作者 王启博 张寿庭 +2 位作者 唐利 李军军 盛渊明 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1524-1537,共14页
杨山萤石矿床是豫西栾川地区一处大型花岗岩容矿型矿床,其成矿期次和成矿流体特征研究的不足长期制约着对萤石淀积机理和区域成矿规律的深化认识。本文基于杨山矿床萤石的稀土元素及流体包裹体研究,阐释了成矿物质来源、成矿流体属性及... 杨山萤石矿床是豫西栾川地区一处大型花岗岩容矿型矿床,其成矿期次和成矿流体特征研究的不足长期制约着对萤石淀积机理和区域成矿规律的深化认识。本文基于杨山矿床萤石的稀土元素及流体包裹体研究,阐释了成矿物质来源、成矿流体属性及矿床成因。第Ⅱ阶段萤石的ΣREE含量为22.61×10^(-6)~287.94×10^(-6),LREE/HREE比值为0.64~5.24,具Eu负异常(δEu=0.50~0.92)和Ce负异常(δCe=0.88~1.06)。随成矿深度的增大,萤石ΣREE减小,LREE/HREE和La_(N)/Yb_(N)增大,δEu和δCe无明显变化,指示总体成矿先后顺序为地下深部至地表浅部,且垂向上氧逸度较稳定。从紫色萤石到绿色萤石,ΣREE增大,LREE/HREE和La_(N)/Yb_(N)减小,δEu和δCe增大,表明萤石具有重新活化和重结晶的趋势。萤石的流体包裹体以气液两相为主,均一温度集中于80~155℃,盐度(NaCl_(eqv.))集中于0.3%~6.3%。综合分析认为,杨山萤石矿床成矿流体以岩浆水和大气降水混合型为主,属低温、低盐度和低密度的NaCl-H_(2)O流体体系;矿床可归属于中低温、低盐度热液型矿床。萤石的稀土元素和流体包裹体特征综合分析表明,萤石的沉淀可能受水-岩反应控制。 展开更多
关键词 萤石 成矿地质特征 稀土元素 流体包裹体 杨山矿床
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超临界CO_(2)萃取铅锌尾矿重金属工艺研究 被引量：3
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作者 花莉 常江峰 李军军 《陕西科技大学学报》 北大核心 2021年第3期27-33,共7页
铅锌尾矿中含有多种有毒有害重金属,进行尾矿无害化处理,对实现矿业资源利用与生态环境保护具有重要意义.以二乙基二硫代氨基甲酸钠为络合剂,利用超临界CO_(2)萃取技术探究了络合剂添加量、萃取温度、萃取压力和萃取时间对铅锌尾矿中重... 铅锌尾矿中含有多种有毒有害重金属,进行尾矿无害化处理,对实现矿业资源利用与生态环境保护具有重要意义.以二乙基二硫代氨基甲酸钠为络合剂,利用超临界CO_(2)萃取技术探究了络合剂添加量、萃取温度、萃取压力和萃取时间对铅锌尾矿中重金属萃取率的影响,并通过正交试验得到重金属的最佳萃取条件及影响因素大小,根据萃取反应前后铅锌尾矿的XRD、SEM结果等分析该过程对尾矿样品性质的影响.结果表明:选取络合剂添加量为7%(w/w),萃取温度为45℃,萃取压力为25 MPa,萃取时间为100 min,超临界CO_(2)萃取技术对尾矿中重金属具有较好的萃取率;不同因素对Pb萃取率的影响大小为萃取温度>萃取时间>萃取压力,且在60 min、45℃、25 MPa条件下,萃取率最佳可达69.42%.Zn和Cu的最佳萃取条件分别为100 min、50℃、30 MPa和80 min、45℃、30 MPa;萃取过程对尾矿的微观形态和矿物组成影响不大,这也为超临界CO_(2)萃取技术用于尾矿资源化提供了保障. 展开更多
关键词 铅锌尾矿 超临界CO_(2)萃取技术 萃取率 最佳萃取条件
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锑矿区土壤中锑氧化菌的分离鉴定及其特性
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作者 花莉 杨春燕 +1 位作者 吴川 李军军 《陕西科技大学学报》 CAS 2019年第5期40-45,57,共7页
为分离更多高效的锑氧化菌,本研究采用传统微生物分离的方法从锑矿区土壤中分离了8株耐锑微生物,分别命名ZH1~ZH8.且利用氧化性鉴定发现5株菌具有较强的锑氧化能力.对分离的8株菌株进行了基于分子生物学的菌种鉴定,并分析了5株锑氧化菌... 为分离更多高效的锑氧化菌,本研究采用传统微生物分离的方法从锑矿区土壤中分离了8株耐锑微生物,分别命名ZH1~ZH8.且利用氧化性鉴定发现5株菌具有较强的锑氧化能力.对分离的8株菌株进行了基于分子生物学的菌种鉴定,并分析了5株锑氧化菌的氧化效率以及生长特性.结果发现,分离的8株菌分别属于假单胞菌属(Pseudomonas),不动杆菌属(Acinetobacter)和贪铜菌属(Cupriavidus).氧化效率测定结果发现,5株锑氧化菌中,ZH4的氧化性最强,在培养的第十天将培养基的Sb(Ш)氧化95%.正交试验结果显示,ZH4的最佳生长条件为:温度28℃,pH5.2,锑浓度50μmol/L,盐度1%. 展开更多
关键词 锑污染土壤 锑氧化菌 分离鉴定 氧化特性
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