高水平应力巷道连续“双壳”治理底臌实验研究

基于深井工程软岩巷道严重底臌这一状况,以河北陶二煤矿扩大区北大巷条件为工程背景,对连续"双壳"如何有效控制深井软岩巷道底臌进行了实验研究。通过现场地应力测量、解算,确定了巷道围岩应力状态,采用自行设计的双向加载试验台,进行深井软岩巷道不同侧压系数时底板围岩变形失稳特征的相似模拟实验,得到底板位移场变化规律及围岩应力分布状态。模拟实验结果表明:底板连续"双壳"加固巷道底臌量较原支护巷道平均减小53%;底板浅孔注浆(浅部壳体)提高岩体承载能力,深孔锚索束注浆(深部壳体)扩大岩体承载范围,浅深壳体共同承载、协同变形有效控制了底板围岩稳定。最后揭示了连续"双壳"治理底臌机理。

煤中微量元素逐级化学提取实验及赋存状态研究

煤中微量元素的赋存状态和成因机理可为研究煤层的形成提供重要的地球化学依据。逐级化学提取(SCEP)方法常用于煤中微量元素赋存状态的定性或定量研究。SCEP早期主要被应用于煤中有害微量元素的研究,近期开展了有益微量元素在煤中存在形式的探究工作,对煤中锂的研究尚处于起始阶段。综述了SCEP技术在煤中有害和有益微量元素赋存状态方面的应用进展,对煤中不同赋存状态的微量元素进行了分类总结,提出利用逐级化学提取法研究煤中锂的赋存状态,为煤中锂成矿机理和开发利用提供参考。

锂资源分布及提取技术研究

锂是未来重要的战略资源,锂资源的开发利用意义重大。文章综述了锂资源在全球和我国的分布情况,根据锂资源的存在形式,分为固体型锂矿资源和盐湖卤水资源,结合资源特征,综合分析了多种锂提取分离技术的优缺点,根据我国锂资源特点预测了提锂技术的发展趋势。

一种硬质高岭岩剥片实验研究

以醋酸钾作为插层剂制备高岭石-醋酸钾复合体,高岭石层间距从0.714nm增大到1.42nm,夹层率为80%。利用复合体的结构不稳定性,进行功率超声剥片。讨论了在一定功率超声场中,浆液体积、浆液浓度和超声时间对剥片作用的影响。实验结果表明:在输入功率为150W、变幅杆断面直径100mm、超声频率为18kHz的条件下,浆液体积为200mL、浆液浓度为10%、超声时间为15min时超声剥片的效果最佳。声空化作用产生的冲击波、质点产生的巨大加速度是引起高岭石-醋酸钾插层复合体顺层剥离的根本原因。在声空化作用下,浆液中高岭石颗粒间的高速碰撞使其颗粒进一步变细。

充填矸石物理力学性能实验研究

以充填矸石为研究对象,针对其力学性能开展实验探究。首先通过物理化学构成分析、电镜扫描、碎胀性分析三方面对充填矸石基本力学性能进行研究,并在此基础上借助单轴压缩实验机对充填矸石的压实特性开展实验分析,以对其实际应用进行有效指导。

粉煤灰基硅铝酸盐材料的合成及其捕集CO_(2)的研究进展

CO_(2)大量排放导致全球变暖加剧,碳捕集可减缓CO_(2)排放对气候变化的影响,但吸附剂高昂的成本阻碍了碳捕集技术的发展。同时煤炭燃烧量持续增加使粉煤灰产量不断增加,而粉煤灰的高值化利用率较低。将粉煤灰用于合成粉煤灰基硅铝酸盐材料,并应用于碳捕集技术可实现工业固体废物的高值化利用和碳减排的双重目标。介绍了粉煤灰合成硅铝酸盐材料前的预处理步骤,系统讨论了粉煤灰基沸石、Li_(4)SiO_(4)吸附剂和SiO_(2)介孔材料的合成和其捕集CO_(2)的研究,然后对粉煤灰基硅铝酸盐材料吸附CO_(2)的动力学进行了总结。粉煤灰基硅铝酸盐材料制备前的物理和化学预处理步骤可优化材料的孔隙结构及表面化学性质,胺功能化或金属离子掺杂等方式可实现对材料结构和CO_(2)吸附性能的调控。粉煤灰基硅铝酸盐材料的CO_(2)吸附动力学拟合因产物及吸附条件不同而存在差异。深入理论研究,推动规模化工程应用,对促进碳捕集技术发展具有重要的指导意义。

煤中镓的地球化学研究进展

镓是煤中可利用的伴生元素之一。通过研究我国煤田中镓的分布特点,将其在煤层中的富集情况划分为区域富集和全段富集,并从煤岩类型、矿物组成、元素对比等方面分析得出镓在顶底板附近煤层富集时,与煤灰产率、灰中w(Al2O3)等多为正相关关系;当镓富集于其他位置时,该相关性不明显。对相应赋存状态和富集机理的对比分析表明,无机矿物和有机物质对镓在煤中富集有不同的作用意义,在以无机成矿作用为主的背景下,强调有机质在镓的富集初期具有重要作用。煤中镓的物质来源主要为陆源碎屑,后期地下水等作用对其有补充作用。

粉煤灰碳酸钠烧结工艺中影响锂浸出率因素的研究

以粉煤灰和碳酸钠为原料,采用正交试验探讨了烧结时影响粉煤灰中锂浸出率的因素。结果表明,在碳酸钠与粉煤灰以1∶1的比例在900℃焙烧2h的条件下,锂浸出率可以达到65%。

均相碱催化大豆油制备生物柴油的比较研究

选用氢氧化钠和氢氧化钾碱性催化剂,以大豆油为原料催化制备生物柴油,通过正交试验得到了各自的最佳制备条件和影响因素次序。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)和气相色谱(GC)等现代仪器对生物柴油进行了详细地定性和定量分析,结果表明反应均得到了较高纯度的生物柴油产品,并且氢氧化钾的催化活性大于氢氧化钠,所得生物柴油产率和纯度更高。

锂提取方法研究进展与展望

随着锂资源应用领域的拓宽,含锂矿石、含锂盐湖卤水和海水中蕴藏的锂资源已成为当前研究的重要对象。本文首先简单介绍了锂资源研究现状,然后重点总结和比较了从不同来源中提取锂的方法,其中包括:采用硫酸法从花岗伟晶岩矿石中提取锂,运用碳酸盐沉淀法、溶剂萃取法和吸附法提取盐湖卤水和海水中的锂资源。另外,笔者还对煤中伴生锂提取的前景进行了探讨,最后对上述提取方法的优缺点进行了总结。

TiN/TiAlN涂层金属陶瓷的摩擦学性能研究

采用多弧离子镀技术在Ti(C,N)基金属陶瓷基体上沉积了TiN/TiAlN多层涂层,通过对不同速度、载荷下的微量摩擦磨损试验前后涂层金属陶瓷的显微形貌、组织、成分、相结构及粗糙度的观察分析,研究了涂层金属陶瓷的摩擦学性能。结果表明,TiN/TiAlN涂层金属陶瓷的平均摩擦系数均低于金属陶瓷基体本身的平均摩擦系数;在相同载荷下,滑动速度较低时,涂层金属陶瓷磨损表面粘着严重,有GCr15掉下的大块粘着物,随着滑动速度的增大,由严重粘着对磨偶件材料向少量粘着变化。其平均摩擦系数增大。在相同的滑动速度下,载荷较大时,TiN/TiAlN涂层金属陶瓷的平均摩擦系数较大。TiN/TiAlN涂层金属陶瓷的磨损机制主要是粘着磨损和磨粒磨损。

从粉煤灰中浸出锂的工艺研究

研究了从粉煤灰中浸出锂的工艺条件、粉煤灰粒径、碳酸钠溶液浓度、用量,浸出温度对锂浸出率的影响。结果表明,粉煤灰先研磨至细颗粒再水磨成糊状,用50 g/L碳酸钠溶液在140℃下浸出2 h,控制液固质量比100∶1,锂浸出率最高可达70%。

采空区地表移动变形预计研究

采空区地面沉降引发了许多地表结构物与环境的破坏。从岩体工程地质条件入手,采用概率积分法对开采引起的地表移动与变形进行预计,结果显示按半无限开采最大值计算式计算的地表移动变形最大下沉值为3.41 m。同时应用FLAC3D数值模拟软件建立模型,对开采造成的受力和地表移动情况进行了模拟,其结果和概率积分法计算值相吻合。

深埋高应力软岩巷道变形的相似材料模拟研究

根据相似理论及巷道围岩所处的地质条件,建立深埋高应力软岩巷道的相似材料模型,对深埋高应力软岩巷道的变形规律及破坏特点进行了相似材料模拟试验研究,并测量顶底板变形量和两帮相对变形量以及深部围岩的变形量。得出了深埋高应力条件下巷道围岩的变形规律,并在试验的基础上对围岩的变形原因进行了探讨。

深埋破碎软岩巷道变形破坏研究

论文通过对九龙煤矿井下巷道变形数据的实测,对深埋破碎软岩巷道的变形规律及破坏特点进行了研究,得出了其变形规律。并对围岩的变形原因进行了探讨,得出了一些规律性,研究结果对软岩支护工程实践有一定的指导意义。

基于关键层理论的地表沉陷规律研究

为研究关键层的变形与破断对上覆岩层移动及地表沉降的影响,以某矿区煤层回采引起地表沉降为例,通过刚度及强度条件判断了关键层及亚关键层位置。采用FLAC3D数值模拟实验分析回采过程中的关键层变形、破断与地表沉陷之间的时空关系。

粘土矿物增白技术研究现状与展望

阐述了影响粘土矿物白度的主要因素,指出铁、钛、碳等元素是影响粘土矿物白度的主要因素。介绍了物理法、化学法和微生物法等粘土矿物增白的常用方法,分析以上三种主要增白方法的原理、技术特点以及存在的问题。对未来粘土矿物除铁增白技术的发展前景进行了展望,指出粘土矿物增白技术将向着节能化、环保化、高效化的方向发展。

生物柴油的制备及其分析比较研究

选用常见的大豆油和菜籽油两种植物油为原料制备相应的生物柴油,通过正交试验得到了各自的最佳制备条件和醇油摩尔比、催化剂用量、反应温度与反应时间等影响因素次序。利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对原料油和生物柴油进行了详细对比研究,利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)和气相色谱(GC)对两种生物柴油分别进行了定性分析和主要组分含量、产品纯度的定量比较,结果表明,反应得到了较高纯度的生物柴油产品,从化学结构考虑,菜籽油更适合用于制备生物柴油。

邯郸梧桐庄矿煤中硅化木地球化学特征研究

对邯郸梧桐庄矿二叠系山西组2号煤层中硅化木进行薄片光学显微镜观察,分别使用X射线荧光法和电感耦合等离子质谱法分析其主量和微量元素。结果表明:(1)硅化木主要由结构镜质体和玉髓组成,发育后生方解石微脉;(2)相对于大陆上地壳,硅化木相对富集Sr、Zr、Nb、Mo、Cd,相对亏损Li、Rb、Cs、Co、La、Ce、Pr、T1、Bi、Th,特征元素对分异明显;对球粒陨石标准化Ce无异常、Eu中等负异常、上凸型稀土元素配分曲线表明其稀土元素主要由成煤期低温热水活动有关的硅化作用控制。

利用浅层地震反射波法评价工程场地的安全性

为了评价断裂对场地的安全性影响,本文采用浅层地震反射波法,对原始勘探资料进行了校正、去噪、时深转换等处理,得到地震时间剖面,对其进行分析确定反射波组的地质性质,并结合地震深度剖面及钻探资料对其构造进行分析。浅层地震勘探结果表明:两条测线均未见有断层显示,在叠加地震时间剖面上,都能够清晰的反映出存在有3组较为明显的地震反射波组,在各个层位上,均未见有明显的同相轴错断现象。浅层地震反射波法在评价工程场地安全性中的应用效果显著。