锚网−围岩接触面注浆充填预应力施加技术

针对松软煤体巷道护表构件主动支护效应差、局部裸露围岩破碎范围持续扩大导致的锚杆、锚索失效问题,开发了网后注浆面型预应力施加技术并进行了实验室试验及现场验证。首先分析了锚网支护围岩变形破坏方式及控制方法,阐述了网后注浆技术原理;其次开展了不同规格型号金属网的网后注浆实验室试验,分别得到了主动面型预应力施加过程中锚杆受力、注浆压力、护表构件变形量及面应力演化规律;最后开展了现场工况下的顶板及两帮网后注浆试验,得到了护表构件在一定变形量前提下的面型预应力施加值,验证了网后注浆技术的适用性。研究结果表明:①金属网与煤壁之间存在间隙是导致支护系统主动支护能力差和锚杆、锚索支护失效的主控因素,围绕金属网与煤壁接触面凹凸不平的结构间隙进行注浆填充、全面封闭围岩是完善锚网支护系统的技术手段;②在金属网与围岩之间进行注浆充填可实现面型主动预应力的施加,面应力变化趋势主要分为:初始面应力恒定阶段、面应力上升阶段、面应力降低至稳定阶段;③网后注浆过程中,面应力变化趋势与注浆压力、金属网变形量紧密相关,面应力上升过程中,注浆压力、金属网变形量也随之升高;④网后注浆可缓解锚杆托盘应力集中程度,面应力上升过程中可使得应力集中的锚杆预紧力呈现出小幅度降低趋势,受力较为均匀的锚杆预紧力呈现出同步上升趋势。所得研究成果有望成为锚杆支护配套技术,为复杂困难巷道治理提供技术储备与理论参考。

活化磷矿粉对土壤镉形态转化和辣椒镉吸收的影响

探讨活化磷矿粉对镉(Cd)安全利用类石灰土Cd形态转化与辣椒吸收Cd的影响,为磷矿粉开发利用提供科学依据。以Cd安全利用类石灰土与青红元帅朝天椒为试材,采用室内培养试验和盆栽试验,研究不施磷矿粉(对照,CK)、0.5%磷矿粉(PR-0.5%)、0.5%草酸活化磷矿粉(CPR-0.5%)、0.5%柠檬酸活化磷矿粉(NPR-0.5%)对土壤Cd形态、辣椒生物量及果实Cd含量的影响。结果表明,与CK相比,施用磷矿粉、活化磷矿粉处理显著增加辣椒果实干质量,增幅为13.99%~41.79%,其中NPR-0.5%处理增幅最大。随培养时间的延长,土壤有效Cd含量显著降低,与培养0 d相比,培养90 d后,CK、PR-0.5%、CPR-0.5%、NPR-0.5%处理土壤有效Cd降幅分别为26.67%、26.67%、31.11%、35.56%。施用磷矿粉、活化磷矿粉处理可促进土壤活性态Cd向惰性态转化,其中NPR-0.5%处理土壤活性态Cd含量最低,与CK相比,其活性态Cd占比降低了16.45个百分点。与CK相比,施用磷矿粉、活化磷矿粉处理可降低辣椒果实Cd含量,降幅为14.04%~31.58%,其中NPR-0.5%处理降幅最大。综上,NPR-0.5%处理可促进土壤活性态Cd向惰性态转化,抑制辣椒Cd吸收效果最佳。

花生壳-磷矿粉共热解生物质炭的制备及吸附实验

将花生壳生物炭与磷矿粉采用不同质量比进行共热解制备得到共热解生物炭,通过批量实验探究了溶液pH、生物炭投加量、初始重金属离子浓度、吸附时间对共热解生物炭吸附Pb^(2+)的影响,利用Langmuir和Freundlich等温吸附模型以及准一级和准二级吸附动力学模型拟合分析。结果表明,共热解生物炭吸附Pb^(2+)的适宜pH为5。生物炭投加量为2 g/L,吸附时间为120 min条件下,Pb^(2+)达到吸附平衡后,质量比为1∶1时吸附量最大,吸附量为62.44 mg/g,且吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级吸附动力学模型。综上所述,所制备的花生壳-磷矿粉共热解生物炭对Pb^(2+)的吸附能力明显优于花生壳生物炭,具有广阔的研究前景。

Mechanism of lead immobilization by oxalic acid-activated phosphate rocks

Lead （Pb） chemical fixation is an important environmental aspect for human health. Phosphate rocks （PRs） were utilized as an adsorbent to remove Pb from aqueous solution. Raw PRs and oxalic acid-activated PRs （APRs） were used to investigate the effect of chemical modification on the Pb-binding capacity in the pH range 2.0-5.0. The Pb adsorption rate of all treatments above pH 3.0 reached 90%. The Pb binding on PRs and APRs was pH-independent, except at pH 2.0 in activated treatments. The X-ray diffraction analysis confirmed that the raw PRs formed cerussite after reacting with the Pb solution, whereas the APRs formed pyromorphite. The Fourier Transform Infrared spectroscopy analysis indicated that carbonate （CO32-） in raw PRs and phosphate （PO43-） groups in APRs played an important role in the Pb-binding process. After adsorption, anomalous block-shaped particles were observed by scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy. The X-ray photoelectron spectroscopy data further indicated that both chemical and physical reactions occurred during the adsorption process according to the binding energy. Because of lower solubility of pyromorphite compared to cerussite, the APRs are more effective in immobilizing Pb than that of PRs.

宁夏苏峪口磷矿绿色开发的技术思路探讨

宁夏苏峪口磷矿一般先浮选出精矿粉,再用硫酸加工生产过磷酸钙,该方法存在耗能过高及污染环境的问题。为了今后能继续绿色地开发贺兰山苏峪口磷矿资源,参考磷肥领域试验研究成果,对苏峪口磷矿绿色开发的技术思路进行了探讨研究。结果表明,可以在矿石利用过程中简化加工流程,直接制造硅钙磷肥或超微活化磷矿粉肥,从而实现绿色、节能、环保地开发利用贺兰山苏峪口磷矿资源。

不同活化剂对磷矿粉的活化作用

以沸石、膨润土、糠醛渣为活化剂 ,研究了不同活化剂对磷矿粉的活化作用。结果表明 :沸石产地不同对同一磷矿粉的增效作用不同 ,且沸石对磷矿粉的活化作用随土壤性质而异 ,在北方含Na+ 较高的盐化潮土上速效磷增加了 182 9% ,膨润土、糠醛渣作为活化剂也可提高磷矿粉中磷的释放。

草酸活化磷矿粉对砖红壤中外源铅的钝化效果

磷矿粉被广泛用于固定污染土壤中的重金属,然而施用草酸活化磷矿粉后对土壤中铅形态的研究非常有限。该文采用Tessier连续提取法分析砖红壤中施加未活化和经草酸活化的磷矿粉后,砖红壤中外源铅形态的变化。结果表明:随着磷矿粉施加量的增加,各处理中交换态铅质量分数比对照(64.1mg/kg)显著下降,未活化磷矿粉处理(PR)的交换态铅质量分数为0.1mg/kg,而草酸活化磷矿粉处理(APR)中未检出;醋酸盐提取态铅质量分数除草酸活化磷矿粉2000mg/kg处理为24.5mg/kg(APR3)减少外,其他处理均高于对照(27.2mg/kg),在未活化磷矿粉500mg/kg(PR2)处理时达到最大值41.8mg/kg;铁锰氧化物结合态除未活化磷矿粉50mg/kg(PR1)处理为69.5mg/kg低于对照(74.2mg/kg)外,其余均高于对照,在APR3处理时达最大值117.2mg/kg;有机物结合态铅质量分数除PR1处理为20.7mg/kg,其余均高于对照处理(21.8mg/kg),在APR3处理时达到最大值46.5mg/kg;PR处理残渣态铅与对照相比(44.2mg/kg)显著增加至60.6mg/kg,对APR处理其变化范围为42.7～43.5mg/kg,各处理稍低于对照,但差异不显著(p<0.05)。显然,磷矿粉的施加可有效降低砖红壤中交换态铅质量分数,增加稳定态铅质量分数,且草酸活化磷矿粉的效果更佳。同时,草酸活化后磷矿粉的释磷能力增加,除草酸活化磷矿粉最高施磷量处理外(5000mg/kg),施入磷矿粉和草酸活化磷矿粉后释放的磷对环境构成风险可能性极小。X-射线衍射光谱(X-ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scaning electron microscope,SEM)结果分析也表明草酸活化磷矿粉的释磷能力增加,更有利于固定土壤中的铅。该研究可为草酸活化磷矿粉固定土壤中的铅提供参考依据。

活化磷矿粉在砖红壤上的施用效果

砖红壤酸性强和活性铁、铝含量高,对磷固定强烈,磷肥有效性低.为了提高磷肥利用率,将高分子有机化合物与磷矿粉混合加工制成活化磷矿粉,分别施用于种植甘蔗的新垦砖红壤和种植大白菜的严重侵蚀砖红壤以及种植花生的水旱轮作熟化砖红壤.结果表明施用活化磷矿粉的肥效至少与过磷酸钙相当,甚至优于过磷酸钙.因此,为了节省生产成本和改良土壤,活化磷矿粉值得在砖红壤区推广应用.

草酸活化磷矿粉对矿区污染土壤中Cd的钝化效果

通过盆栽莴苣试验,研究施加草酸活化磷矿粉对矿区农田土壤Cd污染钝化修复的效果。结果表明:施加南漳磷矿粉后,供试土壤交换态Cd的含量比对照降低了12.5%～20.3%;施加不同浓度经草酸活化过的南漳磷矿粉后,交换态Cd的含量与对照相比最高降低了39.5%。施加保康磷矿粉后,随着施加量的增加,与对照相比,交换态Cd的含量变化不显著;施加经草酸活化保康磷矿粉,土壤交换态Cd含量比对照最高降低了21.5%。同时,与对照相比,施加南漳磷矿粉后,残渣态Cd含量最大值是对照的2.03倍,施加经草酸活化的南漳磷矿粉后,残渣态Cd含量最大值是对照的2.61倍;施加保康磷矿粉和活化磷矿粉后,残渣态Cd含量与对照也有显著增加。施加磷矿粉和活化磷矿粉可以显著降低莴苣各部分对Cd的吸收,减少Cd在莴苣植株的累积。在施加两种活化磷矿粉后,与对照相比,莴苣地上部分Cd含量分别最多可降低41.4%、59.3%,根部Cd含量最多降低47.7%、55.1%。因此,低品位磷矿粉经草酸活化后施于Cd污染土壤,可以更好地钝化固定土壤中的Cd。

活化磷矿粉对重金属污染土壤上莴苣生长与品质的影响

用0.5 mol/L草酸与南漳和保康两地的两种低品位磷矿粉在一定条件下混合培养后,施于重金属污染的土壤,通过盆栽试验,研究草酸活化磷矿粉对重金属污染土壤上莴苣生长和品质的影响。结果表明,盆栽试验中,与对照相比,施加磷矿粉和活化磷矿粉后,莴苣的株高、叶片叶绿素SPAD值、叶片和茎的维生素C含量都有不同程度的提高,其效果为活化磷矿粉>磷矿粉>对照,而叶和茎的硝酸盐含量则降低。同时,施加磷矿粉和活化磷矿粉可以提高土壤有效磷、交换性钙、镁含量,降低交换态重金属含量,进而降低莴苣各部分对重金属元素的吸收,如施加活化磷矿粉后莴苣根中Cd、Cu的含量比对照最高可降低55.1%、55.24%,地上部分中Cd、Cu的含量比对照最高可降低59.3%、53.4%,降低重金属含量的效果依次为活化磷矿粉>磷矿粉>对照。

磷矿粉的超微细活化及磷释放动态研究

以无机、有机材料为活化剂,用振动磨湿法研磨和连续提取的方法,研究了不同活化剂对磷矿粉的超微细活化作用及磷素动态释放特性。结果表明,添加活化剂能够显著提高磷矿粉的粉碎效率,缩短研磨时间。对磷矿粉进行超微细活化处理能显著提高磷矿粉有效磷的含量,胶磷矿加入无机、有机活化剂和无机、有机活化剂并用的处理2h样品的有效磷含量是粗胶磷矿的1.82、1.86、1.83倍。2%柠檬酸连续浸提试验表明,各微细处理的胶磷矿6次累积磷总量分别是粗胶磷矿粉的1.90、1.86、1.64、1.69倍。

改性磷矿粉在石灰性土壤上的生物有效性及其机理研究

为缓解磷资源危机,充分利用不适于化学加工的磷矿资源,对磷矿采用活化技术开发利用,由此生产的改性磷肥已被证明在酸性土壤上有很高的生物有效性,但在石灰性土壤上的研究还比较少。本文选择4种不同产地(云南昆明、四川德阳、四川绵竹和贵州开阳)的磷矿粉,分别用有机活化剂和无机活化剂进行活化处理,制备改性磷矿粉,并就其在石灰性土壤对苗期春小麦的生物有效性进行了盆栽试验。结果表明,4种磷矿粉经活化处理后有效磷和水溶性磷含量均明显增加,无机活化剂提高了有效磷的含量,而有机活化剂对水溶性磷的提高幅度较大。改性磷矿粉处理均不同程度提高了石灰性土壤上春小麦的生物量干重、植株吸磷量和磷利用效率,有机活化剂处理制备的改性磷矿粉对春小麦生长的促进作用更为明显。运用红外光谱谱学技术对4种磷矿粉及相应的8种改性磷矿粉结构分析结果表明,磷矿粉经改性后其结构发生了明显变化,H2PO4和HPO42的特征谱带明显增加,增加的程度因磷矿粉的产地和活化剂种类不同而有差异。对磷矿粉化学成分分析结果表明,不同产地的磷矿粉其磷以及钙、铁、铝、镁等化学成分的含量差异较大,活化剂对磷矿粉的活化效果与磷矿粉本身的氧化物含量有关。在本试验条件下,磷矿粉Ⅲ(四川绵竹)的活化效果相对最好,与其氧化镁含量最高、总氧化物含量最低有关。不同类型活化剂对磷矿粉的活化效果不同,红外光谱分析结果表明,无机活化剂活化效果较好,而土培试验结果表明有机活化剂的活化效果较好,这一结果有待进一步的研究。

超微活化条件对磷矿粉磷素形态及肥效的影响

采用化学分析、红外光谱分析以及盆栽试验研究了活化剂添加量及研磨时间对超微活化磷矿粉磷素形态及生物有效性的影响。结果表明,与普通磷矿粉相比,磷矿粉经超微活化处理后有效磷提高了45.1%～58.7%,活性磷提高了169.4%～203.6%,水溶性磷含量随活化剂添加量的增加也明显提高;当活化剂添加量达到5%时,3次水溶性磷的累积释放量较相同条件下制得的超微细磷矿粉提高84倍以上。适当延长研磨时间有利于磷矿粉磷素的释放,但效果不显著。红外光谱分析结果表明:超微细活化磷矿粉中与PO34-、HPO24-相关的特征吸收峰强度较普通磷矿粉显著增强,且生成了与PO34-、HPO24-相关的新特征吸收峰,使磷矿粉中的磷向有效状态转变。盆栽试验结果进一步表明,超微活化磷矿粉处理的玉米生物量、磷素利用率均显著高于磷矿粉、普通超微细磷矿粉以及过磷酸钙和磷酸二铵等常规水溶性磷肥,可增强抗固定能力而显著提高土壤有效磷含量。超微活化磷矿粉较高的活性磷总量和水溶性磷持续适度的供磷强度是其生物有效性高的原因。

红透山铜矿微震监测系统及其应用

针对红透山铜矿深部地压活动频繁现状,建立矿山微震监测系统,通过构建红透山铜矿三维地质模型,优化传感器布设方案,对深部地压活动规律进行连续实时监测.通过微震监测结果与实际爆破震源对比,监测系统对于传感器监测范围内震源的定位误差小于5m,表明微震监测系统对于人工震源具有很高的定位精度.微震监测系统能够连续实时地对地压活动进行监测,捕捉由地压活动引起的微震活动信息,并实现微震源定位,这对开展矿山动力灾害的预测研究具有重要的现实意义.

云南会泽铅锌矿微震监测系统应用研究

介绍了云南会泽铅锌矿微震监测系统的组成和结构,采用微震事件的定量理论研究与现场回采情况结合的方法,圈定了地压活动区,并运用监测系统先进的地震学定量分析和可视化解释功能,对活动区应力、位移、刚度和稳定性的变化规律进行了研究。研究表明,地压活动相对集中区的变化与井下采掘活动紧密相关,较大规模岩体破坏前会出现如下特征:岩体刚度逐步增大然后又下降;应力水平先下降后又转而增大;微震发生频率及累积视在体积急剧增大等现象。为岩体破坏预测预报提供了方法及理论依据。

中低品位磷矿粉的机械力化学活化与活性表征

采用机械力化学法对中低品位磷矿石进行活化,考察了不同活化设备在不同活化条件下的磷活化性能,结果表明:原料磷矿石质地较致密坚硬,化学活性较低,磷浸出率非常低,只有3.1%。采用XQM2-2L变频行星球磨机机械活化,在机械活化120min后得到了最佳的活性,磷浸出率为7.5%。采用AGO-II高能球磨机进行实验,磷浸出率最佳值为10.9%,若在相同活化条件下,活化过程中加入助磨剂,则可进一步提高磷的浸出率,最佳值可达15.3%。

红壤上直接施用磷矿粉的增产效果和改土作用

综述了红壤上施用磷矿粉对油菜产量、土壤铝毒和土壤化学性质的影响，认为磷矿粉直接施用于酸性土壤上，除增加土壤有效磷含量从而提高作物产量外，还能提高土壤ｐＨ值，增加交换性钙含量和降低交换态铝含量，增加土壤负电荷量，是一种低投入的土壤改良剂，在有条件的地区宜予推广。

促释磷肥的结构特征及其有效性机理研究

【目的】揭示促释磷肥结构特征与磷素有效性的内在联系,探讨促释磷肥的有效性量化测定方法。【方法】采用连续浸提和乙酸-乙酸钠测活性磷法,通过再活化手段及光谱学技术从持续活化能力及理化结构特征方面揭示促释磷肥的有效性机理。【结果】木质素磺酸钠处理能显著提高磷矿粉的水溶性磷和活性磷含量,4种促释磷肥的8次累积水溶性磷含量分别是对应磷矿粉的14.0、5.6、8.8和5.1倍;且乙酸-乙酸钠测得的活性磷与未处理磷矿粉相比,提高了9.8%—93.1%。红外光谱和X-衍射分析结果表明,木质素磺酸钠对磷矿粉磷素的促释作用具有持续性,能有效改变磷矿粉本身的化学成键结构,促使难溶的或枸溶Ca-P键转化为活性高的H2PO42-,降低磷灰石结晶程度,提高其有效性。【结论】促释处理能持续促进难溶性或枸溶性磷向活性磷转化,采用连续浸提和乙酸-乙酸钠测活性磷法能够对促释效果进行评价。

地下流体在地震孕育与发生中的作用——以张家口南部地热活动区为例

对张家口南部地热活动区的水热活动特征及地震活动性进行了研究 ,结果表明 ,由于地下流体对断裂及其围岩的化学、物理作用 ,使断裂强度降低 ,而且随着流体温度的增高 ,循环深度的加深 ,这种作用将愈加强烈。表明地下流体在地震的孕育和发生中起着显著的作用。

复合活化磷矿粉的有效性研究

为了实现中低品位磷矿粉的资源化利用,以油菜和小白菜为研究对象,通过设置盆栽试验,对经机械化学和磷素活化剂复合活化后磷矿粉的长效有效性进行研究。结果表明,前期试验中施用重过磷酸钙处理的油菜干重、叶绿素及全磷含量均显著高于经活化处理磷矿粉的。而后期试验中分别经机械化学和不同磷素活化剂(黑液污泥和低分子有机酸的钠钙盐)处理的磷矿粉,其小白菜干重、叶绿素及全磷含量均与重过磷酸钙处理的无显著差异。整个生长周期内,重过磷酸钙速效磷含量在前期(0～50天)呈线性递减,50天内减少了40mg/kg,50天以后变化较平缓;复合活化后的磷矿粉速效磷含量呈现出缓慢升高后缓慢下降的趋势,且在40天左右达到最高。研究表明,尽管复合活化后的磷矿粉肥效初期达不到重过磷酸钙水平,但后期则能与之相当。