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西山煤田岩溶陷落柱柱壁角特征研究及其意义

煤田地质与勘探 2024年第9期52卷 23-30页

作者：赵金贵王江玮杨高峰郭敏泰太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 山西焦煤集团山西太原030024

【意义】随着采掘向深部延伸,岩溶陷落柱已成为华北煤田矿井开采最隐蔽的致灾地质因素之一。柱壁角是描述陷落柱形态特征的重要指标之一。【方法和结果】以西山煤田上下煤层综采均切割过的265个岩溶陷落柱为数据源,通过分区、统计、函... 详细信息

【意义】随着采掘向深部延伸,岩溶陷落柱已成为华北煤田矿井开采最隐蔽的致灾地质因素之一。柱壁角是描述陷落柱形态特征的重要指标之一。【方法和结果】以西山煤田上下煤层综采均切割过的265个岩溶陷落柱为数据源,通过分区、统计、函数构建、地质类比,挖掘西山煤田岩溶陷落柱柱壁角中蕴藏的地质信息,获得如下认识:(1)西山煤田陷落柱平均柱壁角为84.29°,超50%的陷落柱柱壁角在85°~90°,平均柱壁角自西北到东南逐渐增大,从82.05°增大到87.57°。(2)西山煤田陷落柱柱壁角与8号煤层揭露的陷落柱面积成反比,依据柱壁角与陷落柱面积大小关系,陷落柱划分为:充分塌陷陷落柱(90°~85°)、次充分塌陷陷落柱(1 700 m^(2),等效半径为23.3 m;对应的8号煤层陷落柱面积分别为2 750 m^(2),半径分别为30 m。充分塌陷陷落柱一般发育有柱顶空腔,柱体结构较为松散,可导通顶板裂隙水与柱顶空腔水,以及底板承压奥灰水,是西山煤田导水陷落柱的一种重要类型。【结论】类比地质历史时期降雨量结果显示,具有“北柱南相”的西山煤田岩溶陷落柱,可能形成于气候湿热的古近纪渐新世时期,强烈的岩溶作用吸收了大气中的CO_(2),并锁定在沉积区,可能是导致全球大气CO_(2)含量急剧降低的重要原因。

关键词：西山煤田岩溶陷落柱柱壁角充分塌陷陷落柱形成时间

添加剂对六水氯化镁制备氧化镁及氧化镁水化产物的影响

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金属矿山 2024年第7期 255-260页

作者：赵振兴白丽梅王美佳田益琳程子朦河北钢铁集团矿业有限公司河北唐山063000 华北理工大学矿业工程学院河北唐山063210

为解决盐湖镁资源的大规模利用问题,以盐湖六水氯化镁为原料,分别添加硫酸镁、氯化钠和氨水,考察不同添加剂与用量对煅烧制备MgO的影响,并进行水化反应得到不同形貌的氢氧化镁。利用XRD、SEM、激光粒度分析检测方法对MgO及其水化产物进... 详细信息

为解决盐湖镁资源的大规模利用问题,以盐湖六水氯化镁为原料,分别添加硫酸镁、氯化钠和氨水,考察不同添加剂与用量对煅烧制备MgO的影响,并进行水化反应得到不同形貌的氢氧化镁。利用XRD、SEM、激光粒度分析检测方法对MgO及其水化产物进行表征。结果表明:引入SO_(4)^(2-)使六水氯化镁溶液的pH降低,不利于MgO的生长,融合为大颗粒形貌。Na^(+)与SO_(4)^(2-)相比,对六水氯化镁制备MgO的破坏程度强。Na^(+)使MgO的晶粒尺寸变大,特征粒径达D50=28.69μm,畸变程度变差,制备的MgO水化后仍存在未完全水化的MgO,衍射峰I001/I101的值为0.723,(101)生长面显露得更多,导致六方片层变厚,产物相互粘结,片层堆积。引入氨水后,当其添加量(物质的量之比)为0.2时,可制备片状形貌的MgO,特征粒径D50仅为1.78μm。MgO水化时,产物全部转化为Mg(OH)2,I001/I101的值为0.777,结晶完整,呈六方片穿插的花簇状,为其在吸附净化等领域提供了潜在的应用前景。

关键词：六水氯化镁添加剂 MgO 水化

煤矿未采区地面水平井全周期施工效果相互作用机制及开发建议

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煤炭科学技术 2024年

作者：张寨男杨科华心祝叶春辉叶敏刘文杰池小楼吕鑫安徽理工大学深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室淮南矿业(集团)有限责任公司煤矿瓦斯治理国家工程研究中心淮南矿业集团煤层气开发利用有限责任公司

为探究煤矿未采区地面水平井不同层位压裂效果差异，揭示瓦斯治理全周期各阶段工程施工效果的相互作用机制，结合朱集东矿ZJ2-1与ZJ2-2井施工现状，从压裂施工规模、压裂施工曲线和测压降数据角度，分析各段及各层位压裂效果的差异，并... 详细信息

为探究煤矿未采区地面水平井不同层位压裂效果差异，揭示瓦斯治理全周期各阶段工程施工效果的相互作用机制，结合朱集东矿ZJ2-1与ZJ2-2井施工现状，从压裂施工规模、压裂施工曲线和测压降数据角度，分析各段及各层位压裂效果的差异，并与微地震监测结果对比验证；分析钻井、压裂效果对气水产出效果的影响及停产诱因，揭示地面水平井钻井、压裂与排采工程全周期之间的相互作用机制，提出煤矿未采区地面水平井瓦斯治理过程面临的关键问题及建议。结果表明：ZJ2-2井较ZJ2-1井与ZJ2-1井的煤层较顶、底板压裂的裂缝打开效果好，而微地震结果显示顶底板压裂较煤层压裂效果好，这是由于压裂效果好不但需要裂缝均匀打开，还需要确保裂缝持久性高。钻井效果体现在钻井轨迹与井筒稳定2个方面，钻井轨迹不仅会直接影响井筒稳定，还会影响压裂效果，压裂施工会降低井筒稳定，而井筒稳定是保障排采工程顺利进行的基础。井筒稳定性受钻井层位、压裂施工、储层岩层与长期浸水等因素的影响均不可忽视，压裂效果好只是排采效果好的必要条件，排采效果的好坏很大程度上还受井筒稳定性与排采制度精细化程度的影响。两口井排采阶段均可划分为返排、上产、稳产、停产和再产气5个阶段，ZJ2-1井的返排率较大且大于1，说明存在邻近水源的侵入，导致压裂效果较好的ZJ2-1井的产气效果较差。最后，从地面水平井瓦斯治理技术优选、钻井轨迹精准控制、井筒稳定性控制、排采制度优化和水赋存环境探测等角度总结了煤矿未采区地面水平井瓦斯治理过程中存在的关键问题，并给出相应的开发建议，以期为煤矿未采区地面水平井瓦斯治理提供思路。

关键词：煤矿未采区地面水平井钻井轨迹分段压裂效果气水产出相互作用机制开发建议

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不同斜溜槽倾角下溜井井壁冲击破损特性研究

金属矿山 2024年

作者：孙永茂赵芳芳陈中原徐文彬安徽马钢张庄矿业有限责任公司安徽马钢矿业资源集团南山矿业有限公司中国矿业大学(北京)能源与矿业学院

矿石通过斜溜槽进入溜井时，不可避免地会对井壁造成冲击性损害。准确评估矿石对井壁的冲击位置、冲击力及其持续时间，对于选择合适的支护策略和确保溜井的长期稳定运行至关重要。以张庄铁矿6-1盘区溜井为研究对象，基于相似模拟原理... 详细信息

矿石通过斜溜槽进入溜井时，不可避免地会对井壁造成冲击性损害。准确评估矿石对井壁的冲击位置、冲击力及其持续时间，对于选择合适的支护策略和确保溜井的长期稳定运行至关重要。以张庄铁矿6-1盘区溜井为研究对象，基于相似模拟原理建立溜井模型，结合数值模拟，模拟斜溜槽倾角为40°、50°、60°和70°情况下，不同斜溜槽倾角对矿石卸矿过程中冲击效应的影响。研究结果表明：矿石首次冲击的位置较第二次冲击的位置更为集中，且首次冲击对井壁的破坏更为显著；随着斜溜槽倾角的增大，斜溜槽下槽面所受法向冲量和切向冲量逐渐减小，下段溜井左右两侧井壁所受法向冲量和切向冲量均逐渐减小，即随着斜溜槽倾角的增大，溜井所受冲击破损程度逐渐减小。数值模拟结果与相似模拟结果相吻合，验证了数值模拟方法在此类研究中的可靠性和有效性，为溜井斜溜槽角度选择及井壁支护和加固提供了科学依据。研究结果有助于优化溜井结构设计，减少工程成本，延长溜井使用寿命。

关键词：深溜井斜溜槽角度冲击试验数值模拟

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褶曲构造区围岩采动应力演化规律及控制技术

采矿与安全工程学报 2024年

作者：唐龙屠世浩屠洪盛张雷李文龙苗凯军赵宏斌马杰阳中国矿业大学矿业工程学院徐州矿务集团有限公司

针对褶曲构造区围岩采动应力分布不均造成的应力集中区易诱发强矿压灾害，以张双楼煤矿74104工作面为背景，基于数值模拟和现场监测对褶曲构造区围岩采动应力演化规律和分布特征进行了研究。研究表明：褶曲构造区围岩特征点（脊点、槽... 详细信息

针对褶曲构造区围岩采动应力分布不均造成的应力集中区易诱发强矿压灾害，以张双楼煤矿74104工作面为背景，基于数值模拟和现场监测对褶曲构造区围岩采动应力演化规律和分布特征进行了研究。研究表明：褶曲构造区围岩特征点（脊点、槽点、拐点和转折端）附近区域应力集中程度高于其他区域。工作面回采过程中，特征点应力集中程度最严重位置一开始位于拐点处，其次是脊点、槽点和转折端；随工作面推进，脊点及其附近转折端处应力集中程度逐渐增大最终成为集中程度最大区域，集中系数达2.08，其次是拐点和槽点及其附近转折端处。对于曲率越大的褶曲构造区，工作面回采后，其应力分布越不均匀，褶曲轴部和两翼拐点处的应力集中程度高；反之，曲率越小，回采后其应力分布较为均匀。针对74104工作面褶曲构造区围岩特征点（脊点、拐点）高应力集中区，提出了顶板预裂爆破卸压技术，并采用数值模拟和微震监测对卸压效果进行评价。结果表明：褶曲构造区顶板预裂爆破后，特征点（脊点和拐点）区域应力集中程度分别降低了37.5%和39%，最大微震能量降低了66.7%。降低了该区域强矿压灾害风险，保障了工作面安全开采。

关键词：褶曲构造区采动应力演化顶板爆破卸压数值模拟

α-O-4型木质素二聚体分子间相互作用机理研究

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太阳能学报 2024年第9期45卷 595-602页

作者：崔达尹鹤霖吴爽刘斌王琦王擎东北电力大学油页岩综合利用教育部研究中心吉林132012 抚顺矿业集团有限责任公司页岩炼油胜利实验厂抚顺113009

不同于传统单分子分解机制,聚焦双分子反应热解机理,采用密度泛函理论(DFT)的GGA/RPBE方法,选取α—O—4型木质素二聚体模型化合物苄基苯基醚(BPE)为研究对象,确定其中存在的分子间相互作用关系以及关键产物在热解过程中形成的化学途径... 详细信息

不同于传统单分子分解机制,聚焦双分子反应热解机理,采用密度泛函理论(DFT)的GGA/RPBE方法,选取α—O—4型木质素二聚体模型化合物苄基苯基醚(BPE)为研究对象,确定其中存在的分子间相互作用关系以及关键产物在热解过程中形成的化学途径,并重点研究木质素中取代基对分子间相互作用关系产生的影响。研究结果表明,在单分子反应中,取代基会提高各个键的活性,CH_(3)取代基会促进C—O键的均裂。木质素分子与自由基之间存在强烈的相互作用,但取代基会抑制分子间相互作用关系,且取代基上H自由基参与反应的意向弱于木质素连接键上的H自由基。4种α—O—4型木质素脱氢二聚体自由基主要可能发生均裂的键是O—C_(芳香族)键,而非C_(α)—O键。

关键词：生物质能木质素热解密度泛函理论 α—O—4 分子间相互作用

硫化矿磨矿体系的物理和化学作用及其对浮选工艺的影响

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金属矿山 2024年第1期 251-260页

作者：李青柯巫焱明顾帼华王艳红中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083 紫金矿业集团股份有限公司福建上杭364200

在硫化矿物的磨矿过程中,发生的一系列复杂的物理和化学作用对后续矿物选别至关重要。首先,对硫化矿磨矿体系中磨矿介质、矿石参与的物理和化学作用进行了总结。着重讨论了磨矿设备、介质性质、工艺参数、气体和溶液环境等对磨矿物理粉... 详细信息

在硫化矿物的磨矿过程中,发生的一系列复杂的物理和化学作用对后续矿物选别至关重要。首先,对硫化矿磨矿体系中磨矿介质、矿石参与的物理和化学作用进行了总结。着重讨论了磨矿设备、介质性质、工艺参数、气体和溶液环境等对磨矿物理粉碎作用、机械力化学作用、电化学作用等的影响,包括改变矿石粒度分布、晶体结构、表面性质等磨矿产品颗粒性质,以及矿浆p H、溶解氧、电位、离子浓度等矿浆化学性质以及硫化矿物浮选行为。其中,产品颗粒性质和矿浆化学性质的变化是影响后续矿物浮选分离效率的主要因素,由此提出,从磨矿开始就有目的地为后续浮选过程创造良好的颗粒表面物理化学性质和矿浆化学环境,是实现硫化矿物高效分选的关键因素。

关键词：磨矿硫化矿电化学机械力化学浮选

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不同衰减函数的钢丝绳漏磁信号自适应降噪

计量学报 2024年第10期 1549-1554页

作者：吴东黄升平周立峰隋显俊宋洪志杨建华鞍钢集团矿业有限公司中国矿业大学机电工程学院鞍钢集团鞍千矿业有限责任公司

讨论了双曲线函数、指数函数、线性函数3种不同衰减函数对钢丝绳漏磁信号降噪效果的影响，对损伤含噪信号进行自适应移位平均降噪，并使用信噪比、互相关系数对降噪效果作了对比分析。结果表明，针对所用的2种漏磁信号，使用双曲线函数... 详细信息

讨论了双曲线函数、指数函数、线性函数3种不同衰减函数对钢丝绳漏磁信号降噪效果的影响，对损伤含噪信号进行自适应移位平均降噪，并使用信噪比、互相关系数对降噪效果作了对比分析。结果表明，针对所用的2种漏磁信号，使用双曲线函数的降噪信号信噪比最大可达14.104 1 dB与10.834 9 dB,大于指数函数与线性函数所得的对应信噪比值，且得到的输出曲线平滑，具有更好的降噪效果。同时，随着噪声增大，使用双曲线函数的降噪信号互相关系数更快地接近1,具有更好的动态特性。

关键词：漏磁检测钢丝绳强噪声自适应降噪双曲线函数移位平均法衰减函数

一株台湾红酵母(Rhodotorula taiwanensis)的鉴定及其除Mn(Ⅱ)性能研究

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微生物学报 2024年第6期64卷 2104-2114页

作者：贺笑岳正波尹家顺王绍平刘文胜张先昂揣新王进合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009 安徽马钢矿业资源集团南山矿业有限公司安徽马鞍山243000 安徽马钢矿业资源集团有限公司安徽马鞍山243000 安徽马钢矿业资源集团生态修复科技分公司安徽马鞍山243000

【目的】探究一株红酵母对Mn(Ⅱ)的去除效率及其作用机制。【方法】从酸性矿山废水中分离出一株耐酸酵母菌,通过形态和26S rRNA基因测序对菌种进行鉴定,研究不同pH和Mn(Ⅱ)浓度对该菌除Mn(Ⅱ)效果的影响。采用扫描电镜、X射线衍射分析和... 详细信息

【目的】探究一株红酵母对Mn(Ⅱ)的去除效率及其作用机制。【方法】从酸性矿山废水中分离出一株耐酸酵母菌,通过形态和26S rRNA基因测序对菌种进行鉴定,研究不同pH和Mn(Ⅱ)浓度对该菌除Mn(Ⅱ)效果的影响。采用扫描电镜、X射线衍射分析和X射线光电子能谱仪进行产物表征。【结果】分离得到的酵母菌经鉴定为台湾红酵母(Rhodotorula taiwanensis),其在pH 2.0、2000 mg/L Mn(Ⅱ)条件下仍能生长较好。在初始pH 6.0、Mn(Ⅱ)300 mg/L条件下培养144 h后,对Mn(Ⅱ)的去除率能达到98.52%;然而较高浓度的Mn(Ⅱ)(≥500 mg/L)会对细胞产生毒性,从而降低去除效果。*** MF4在去除Mn(Ⅱ)的过程中可以将Mn(Ⅱ)氧化成锰氧化物(主要为无定型的MnO2、Mn2O3、MnO),形成层状物质在细胞表面积累,而且能产生碱度,提升环境pH值,最高可达8.4[初始pH 7.0,Mn(II)100 mg/L,144 h]。【结论】*** MF4具有耐受低pH和高浓度Mn(II)、有效去除Mn(II)以及产碱的作用,研究结果对酸性矿山废水修复与治理的末端工艺设计具有参考价值。

关键词：锰离子红酵母除锰机制产碱酸性矿山废水