露天矿坑隔水层重构及泥岩-地聚合物损伤渗透特性

露天矿水资源保护与恢复是煤炭露天开采面临的重大环境问题,是制约露天煤矿大规模发展的重要因素。露天开采形成漏斗效应,对周边地下水资源破坏严重且难以恢复,根本原因是煤层以上隔水层被爆破剥离,隔水层缺失;内排物料结构松散,渗透系数大,达不到隔水、阻水的效果。目前针对恢复与保持露天矿水资源问题,鲜有系统研究及有效措施。因此研究团队提出,以泥岩-地聚合物材料构建露天矿内排土场重构隔水层,将露天矿山及周边工业固体废弃物纳入隔水层原材料选材范畴,在实现构建隔水层的同时,消耗大量工业废渣,形成以露天矿山为中心的工业生态圈。低渗透率是隔水层材料基本特征,其数值应在10^-15 m^2以内。重点考察了材料损伤渗透特性。以地聚物缩聚反应为理论基础,采用泥岩、矿渣、赤泥作为碱激发粉体材料,采用标准砂作为细骨料材料,水玻璃为激发剂,制备得到标准(φ50 mm×100 mm)泥岩-地聚合物试样。定义了一维应力条件下,以单轴加载水平为指标的损伤变量,通过渗透试验分析了不同损伤程度条件下材料渗透特性。结果表明,低损伤(当σ/σc<0.3时)情况下,材料并未出现贯通裂纹,导致渗透介质未能穿过材料,所以未能采集到数据;随损伤的增大(当σ/σc≥0.3时),试样的原始空隙与微裂纹迅速扩展、贯通,应力卸载后贯通裂纹不闭合,导致渗透率的急剧增大,且数量级介于10^-16~10^-15 m^2。通过线性与指数2种形式拟合试验结果,确定了本试验条件下损伤变量指数n=6,损伤变量Dσ与渗透率k呈典型非线性关系。泥岩地聚合物材料,在无损伤至破坏全过程中,其损伤-渗透性能满足构建重构隔水层对渗透率要求。为实现永久隔水目的,应当关注其长期渗透性能,以及在地下水环境中是否释放重金属离子等污染性物质,研究团队将针对以上方面内容继续开展研究。

露天煤矿冬季坑底粉尘污染特征及影响因素

为揭示中国北方干旱地区冬季低温条件下颗粒物的污染特征,为露天矿山粉尘污染物防治提供理论依据,以内蒙古哈尔乌素露天煤矿为研究地点,通过矿坑布设的2个监测点对冬季粉尘颗粒的物质量浓度、风速及温湿度和温差多项环境指标进行监测,运用多元统计学方法分析坑矿低温条件下一周内的粉尘颗粒物变化特征及其与气象因素关系.结果表明,检测时间段内露天矿坑的颗粒物平均质量浓度未超过国家环境空气质量标准(GB 3095—2012)的2级标准限值,但部分时间内超过了1级标准限值;湿度、温度、风速、温差(逆温强度)均与颗粒物质量浓度呈正相关,其中,湿度正相关最为显著;低温条件下,气象因子对坑底颗粒物质量浓度影响显著程度从高到低为:湿度>温度>温差(逆温强度);小粒径颗粒物对环境因素敏感性更高.气象因素对粉尘颗粒物的污染扩散影响大,因此,露天矿山冬季开采强度可结合气象条件进行调整,以降低坑底粉尘污染水平.

露天矿卡车运输起尘时PM2.5和PM10变化规律研究

粉尘污染一直以来是露天矿的一大难题,露天煤矿起尘环节包括钻孔、爆破、采装、运输、破碎和排土等,其中运输环节是露天矿产尘的重要环节。通过对哈尔乌素露天煤矿卡车运输过程中粉尘浓度和粒径分布的监测,研究了卡车运输过程中PM2.5和PM10粉尘颗粒浓度的变化规律,得出了粉尘比例浓度中PM2.5和PM10占比。研究结果表明,PM2.5在卡车运输过程中起尘比例大约在30%,并和PM10变化规律一致,当运输车辆为重车行驶时所激起的粉尘量普遍大于空车行驶时所激起的粉尘量。

区带加固支护技术在高危边坡工程中的应用

为解决某露天矿端帮边坡变形大、持续变形剧烈、滑坡事故频发的工程难题,通过分析边坡变形破坏形式及特性,将其划分为滑移式滑坡破坏区、倾倒式滑坡破坏区、碎岩滚落式滑坡破坏区,并提出了分区分带加固支护技术。现场监测结果表明,加固方案实施后20~30 d,边坡顶部、中部以及底部变形基本趋于稳定,且加固后的边坡整体最大水平位移仅为38 mm,基本满足工程要求,有效解决了该矿端帮边坡滑移失稳破坏的难题。

露天矿山非扰动区粉尘治理试验研究

为解决露天矿排土场大面积非扰动区受风流扰动起尘问题,开展了非扰动区粉尘治理现场试验研究。以哈尔乌素露天煤矿排土场为研究对象,对哈尔乌素非扰动区进行分类,并进行现场监测分析其起尘特点,提出非扰动区粉尘降尘思路,选择结壳型化学抑尘剂为非扰动区降尘方式,针对露天矿各区域进行非扰动区抑尘剂对比试验,测算非扰动区抑尘剂应用成本。结果表明:非扰动区抑尘剂的应用有效的解决了露天矿排土场大面积风吹起尘问题,提高了非扰动区粉尘暴露面抗风流扰动性能,有效降低了露天矿粉尘污染强度;抑尘剂的应用对植被复垦无影响,且对植物生长无毒害作用;哈尔乌素全矿范围使用抑尘剂总成本为3.2元/m^(2),有效期大于一个复垦周期。建议采取结壳型抑尘剂对露天矿山排土场扰动区粉尘进行控制。

布沼坝露天矿南帮西段边坡滑移分析与治理

通过实际滑坡范围、水头高度、潜在滑移模式分析,利用数值计算反演确定了布沼坝露天矿南帮西段滑坡模式为沿弱面顺层滑移模式;明确了水头升高、软岩遇水弱化是诱发滑移的最重要因素;设计了(5+10)m高度组合台阶削坡减载方案,清理滑体62万m3。通过方案实施,大幅提升了边坡稳定系数Fs,Fs>1.230,达到了预期效果。为防止软岩边坡滑坡灾害发生,应注重水头高度的监测并及时做好隔排水措施。

髋关节囊的应用解剖与临床研究的进展

目的总结髋关节囊的解剖、生物力学及临床研究进展。方法在中国知网、万方数据、PubMed等中英文数据库中,检索2022年9月之前公开发表的有关髋关节囊的解剖、生物力学及临床研究的文献共1347篇,剔除与研究方向不符、内容重复、质量较低的文献,共纳入文献40篇,并阅读解剖学著作3部,进行相关分析与总结。结果髋关节囊为包绕髋关节的圆筒形纤维结缔组织,周围主要由髂股韧带、坐股韧带、耻股韧带和轮匝带等4条韧带牢固连接,每条韧带都有自己特定的起止点及走行,当前对于这些解剖结构还存在一些不同的观点。髋关节囊周围韧带在维持髋关节功能与稳定方面发挥着重要作用,髂股韧带是髋关节的动静态联合稳定器,坐股韧带和耻股韧带在限制髋关节内旋及外旋方面发挥着不可忽视的作用。此外,轮匝带是保持股骨头稳定性和抵抗髋关节轴向牵引力的重要结构。髋关节术后关节囊修复对髋关节稳定性的作用已较为肯定,但是否需要进行关节囊修复,还要具体考虑手术类型、切口大小和患者自身情况等影响因素。关节囊厚度的变化与关节囊松弛、股骨髋臼撞击症等疾病的发生存在相关性。结论髋关节囊及其周围韧带在维持髋关节稳定中发挥重要作用,与其解剖结构和力学特点关系密切。髋关节囊的修复对髋关节术后增强髋关节稳定性有一定的作用,髋关节囊厚度的变化与多种髋关节疾病的发生相关。正确处理髋关节囊,对术后髋关节的稳定和髋关节疾病的防治具有重要的临床意义。

露天矿边坡岩石剪切力学特性与破裂特征研究

通过对新疆地区某露天矿不同岩石开展一系列不同法向应力条件下的直剪试验,结合数字照相监测与电镜扫描技术对不同岩石不同法向应力条件下剪切力学特性与宏细观破裂特征展开深入研究。结果表明:Group 1,3两组岩石应力-应变曲线变化平缓,在低法向应力条件下(1,2 MPa)裂隙倾角分布较广,产生了较为复杂的裂隙面,且细观形貌以微孔、微坑等特征为主,韧窝分布均匀,表现出明显的塑性破坏特征。Group 2,4岩石剪切应力-位移曲线到达峰值之后迅速跌落,且峰后黏聚力变化较大,在低法向应力条件下裂隙特征极为简单,断面平整度相对较好,纹理均匀、界面光滑,说明法向应力未对岩石产生诱导破裂作用,反而起到围压约束裂纹扩展的作用,具有明显的脆性特征,增加法向应力(3 MPa),岩石表面出现了高倾角裂隙,岩石逐渐由脆性特征转为延性特征。此外岩石表面裂隙倾角30°是一个重要的分界,当倾角集中在30°以下,岩石表现出脆性特征,当倾角集中在30°及以上,岩石延性特征显现。