花岗岩巷道岩爆过程红外辐射时空演化特征室内模拟试验研究

通过含孔花岗岩的双向加载试验模拟巷道岩爆过程,以红外热像仪为观测手段,利用红外热像和最低红外辐射温度作为监测指标,研究岩爆过程中的红外辐射温度时空演化特征。结果表明:岩爆过程红外辐射时空演化特征与岩爆孕育、发生过程具有良好的同步性。岩爆发生前红外热像上出现低温嵌套于高温条带间的温度场,其在空间上的延伸扩展则是岩爆孕育和发展过程在温度场中的反映,其出现的位置对应着岩爆发生的区域。最低红外辐射温度呈现出上升-短暂下降-上升-下降4个阶段性特征,岩爆发生前最低红外辐射温度出现3个突变转折点。试验结果对于巷道岩爆灾害的时空预测具有一定的理论意义。

隐伏向斜扬起端构造复杂区回采工作面防治水技术

为解决隐伏向斜构造复杂区回采工作面强涌水与井下泥石流问题,以东欢坨矿2286工作面为例,采用高密度电法探测技术结合地质构造控水理论分析,得到了该工作面含水层径流与富集规律,并提出了工作面超前疏放水方案。结果表明:对井下煤水混合致灾问题,可采用强排水、煤水流量控制与煤水分离联合技术,在强径流富水区宜采用密集多孔疏放水技术,实现静储量快疏、动储量少疏;为预防煤水泥灾害,应建设完善井下强排水与分流系统,对工作面出水点、工作面积水区在巷道内及早实现清水收集与分流,因地制宜地采用多级振动筛、沉淀池并配合刮板输送机对煤水混合物进行井下分离与自动转运,采用这些合理措施,消除了在强涌水情况下2286工作面被淹没的危险。

水对泥质粉砂岩物理力学性能影响的试验研究

为研究分析水对泥质粉砂岩物理力学性能的影响,选取干燥、自然和饱和3种含水状态的泥质粉砂岩为研究对象,进行单轴压缩破坏和扫描电镜(SEM)试验,研究了水对岩石破裂的力学特性、破坏形式、微观结构形态的影响。研究结果表明,含水使泥质粉砂岩应力-应变曲线变化不同,弹性阶段持续时间减少,塑性屈服阶段逐渐明显;随着含水率的增加,泥质粉砂岩的峰值应力和弹性模量均呈指数减小;含水使得泥质粉砂岩软化,破坏剧烈程度降低,能量释放过程更为平和,并使其由脆性或半脆性向塑性过渡;含水使得泥质粉砂岩的微观结构发生改变,颗粒吸水膨胀,排列紊乱,结构松散,胶结物被溶解,黏聚力降低;且微观结构对泥质粉砂岩的宏观力学性能有显著影响。

河北某煤矿Bond功指数测定研究

本文基于Bond粉碎第三理论对煤矿矿样进行功指数的测定,取得了较好的试验结果。Bond功指数测定表明,在筛孔尺寸为270μm,给矿中80%物料能通过的粒度大小为785μm,磨矿平衡时筛下产品中80%物料能通过的粒度大小为245μm,每一转所生成Gbp为4.54 g/r,通过计算得出Bond球磨功指数为13.98 kW·h/t,为煤矿磨矿时磨机的选取提供很好的指导意义。

花岗岩巷道岩爆声发射信号主频特性试验研究

利用双轴伺服试验机开展花岗岩巷道岩爆模拟试验,采用声发射系统获取岩爆全过程的波形信号。基于频谱分析理论,研究岩爆孕育、发生全过程的声发射信号主频特性。研究结果表明:双轴加载条件下花岗岩巷道岩爆声发射主频分布区间为0.4~110 kHz,其中99%以上的主频值集中在35~65 kHz。声发射信号主频的分布随岩爆演化可分为3个阶段:(1)岩爆孕育前期,大部分主频值集中在35~65 kHz和15~25 kHz区间,且有一定数量接近0.4 kHz的低频值出现,极少出现接近110 kHz的高频值;(2)岩爆孕育中期,主频值集中在35~65 kHz区间,接近0.4 kHz的低频值基本消失,少量接近110 kHz的高频值开始出现;(3)岩爆发生阶段,35~65 kHz区间内的主频数量骤减,接近0.4 kHz的低频值极少出现,接近110 kHz的高频值密集出现。研究结果为优选声发射监测频段提供了方法和依据,且对巷道岩爆的监测预警工作具有重要理论意义。

单一磁选法制备超纯铁精矿的试验研究

为了简化超纯铁精矿的制备工艺,提高企业经济效益,针对河北某地磁铁矿进行了超纯铁精矿制备的试验研究。研究表明,原矿全铁品位为35.59%,主要以磁铁矿形式存在,分布率为91.07%,均匀地分布在各个粒级中。经过阶段磨矿-弱磁选以及磁选柱两次精选流程,可获得全铁品位为71.79%,回收率为77.99%的超纯铁精矿。

采用响应曲面法优化蓝晶石浮选试验

本文针对河北邢台卫鲁地区蓝晶石选矿流程中强磁选后的非磁性产品进行粗选试验研究。在单因素条件试验的基础上,根据Box-Behnken原理,建立了响应值精矿品位及精矿回收率与三个主要影响因素之间的回归方程,探索了最佳的药剂用量。在最佳浮选工艺条件下,即矿浆浓度25%,十二胺盐酸盐用量45 g/t,抑制剂淀粉用量380 g/t的条件下,预测精矿品位为39.46%,精矿回收率为66.53%。验证试验与预测值的相对误差均为0.02%,与模型预测值吻合度较高。证明了二者之间的高度相关性,说明该预测模型在本试验的研究范围内是有效、合理的。

烟煤的CO、CO_(2)和O_(2)竞争吸附特性研究

为明晰煤与CO、CO_(2)、O_(2)之间的吸附规律,研究CO与CO_(2)、O_(2)在煤中的竞争关系,以钱家营烟煤为研究对象,基于傅里叶变换红外光谱(FTIR)的试验结果,通过定量分析和分子单元参数构建的方法,构建钱家营烟煤分子晶胞结构(C1160H860O80N20),为验证构建模型的准确性,利用量子化学计算模拟分子的红外光谱,计算结果与试验结果基本吻合。在此基础上,采用巨正则蒙特卡罗和分子动力学方法,研究压力(0~16 MPa)、温度(20~60℃)对煤吸附CO、CO_(2)、O_(2)的影响。研究结果表明:拟合的等温吸附曲线符合Langmuir方程,在相同压力下,温度越高,CO、CO_(2)、O_(2)吸附能力越弱,在相同温度下,煤层埋深压力与吸附量之间呈正相关趋势,单一气体CO、CO_(2)和O_(2)的吸附量为CO_(2)>O_(2)>CO,且CO_(2)率先达到饱和吸附状态;二元组分气体的竞争吸附结果显示,在低压或浅埋深煤层,CO_(2)/CO的吸附选择性有明显优势,随压力变化,O_(2)/CO的吸附选择性变化不明显。CO_(2)的竞争吸附能力大于CO,随CO物质的量分数增加,CO_(2)的吸附量减少;在CO与O_(2)物质的量之比≤1时,O_(2)的竞争吸附量大于CO,而CO物质的量远大于O_(2)时,CO的吸附量大于O_(2),所以CO物质的量分数越高,对CO_(2)和O_(2)的吸附能力起到抑制作用。在CO异常浓度较高的烟煤煤层,利用注射CO_(2)控制灭火的效果不显著,所以还应控制工作面漏风量,以防CO脱附煤体,保证井下CO浓度在规定允许范围。

花岗岩巷道岩爆声发射振铃计数波动规律研究

开展室内岩爆模拟试验,利用声发射仪监测岩爆过程。分析了岩爆过程声发射振铃计数波动变化规律,运用散点数据差分求导的计算方法,提出一个刻画振铃计数波动特征的指标——振铃计数变化率ξ,基于统计学原理,分析了岩爆过程ξ值的异常变化特征,捕捉岩爆发生前兆。研究表明:岩爆发生前声发射振铃计数会连续出现大幅度波动,声发射ξ值超出稳定阶段波动范围。将稳定阶段声发射ξ值波动范围作为岩爆预警阈值ξ0,提取ξ>ξ0时声发射信号作为岩爆前兆信息,进行岩爆灾害预警。水平应力越大,岩爆预警阈值ξ0越大,岩爆前兆响应系数σ越小。

全尾砂-人工砂结构流体胶结充填配比优化

针对贵州某金矿矿体及围岩在断层和裂隙带中产出、易垮塌且遇水泥化等问题,分别设计了单轴压力机试验与环管试验,对全尾砂-人工砂结构流体胶结充填的充填体强度和充填料浆流动性能进行检验与分析。单轴压力机试验结果表明：在打底充填中,料浆质量浓度为75%~76%、水泥掺量为20%、人工砂与尾砂质量比为2.9时为最优配比;在非打底充填中,质量浓度为75%~76%、水泥掺量为12%、人工砂与尾砂质量比为2.9时为最优配比。该金矿在370 m水平充填倍线最大,为5.7。经过环管试验测定并分析,在2种最优配比情况下,充填料浆均可以实现自流输送。

磁化油酸钠溶液对气泡特性影响研究

为了探究磁化药剂在浮选过程中对气泡特性的影响,在自行设计的底吹气泡水槽中,以底部产生的气泡为研究对象,通过高速摄影仪获取不同磁化处理条件下产生的气泡图像,经一系列处理后获得二值化图像,通过对气泡分类得到单气泡和粘连气泡,设置圆形度阈值筛选出符合实际的气泡,并提取气泡面积、直径和周长等参数。研究结果表明,对油酸钠的磁化处理可以改变气泡的尺寸分布、气泡形状及上升速度。在磁感应强度为150 m T时,气泡直径集中分布在0~1 mm区间,并且Sauter直径由0.71 mm降低为0.65 mm。圆形度C和变形系数E接近1,气泡更加接近规则的球型,气泡上升过程中形变量小,气泡更不易变形。对上升气泡的速度分析,磁化后气泡平均速度增大并具有离散性。

从某铁尾矿中回收钛的试验研究

针对某铁尾矿进行了回收钛的研究。结果表明,采用磨矿—强磁—浮选流程可以从该尾矿中回收钛;在磁选一段磁场强度为800 k A/m、二段磁场强度为640 k A/m、浮选H2SO4用量为1 200 g/t、氟硅酸钠用量为500 g/t、MOH-2用量为2 000 g/t的条件下,经过一粗一精的磁选流程和一粗三精的浮选流程,最终得到钛精矿的品位为48.36%、回收率为44.78%的较好的选别指标。

悬振锥面选矿机在鲕状赤铁矿分选中的应用

介绍了悬振锥面选矿机的结构和分选原理,并应用该设备对河北某地微细粒难选鲕状赤铁矿进行了选矿试验研究。在原矿品位为43.88%,磨矿细度-0.074 mm占91.01%,给矿浓度为20%,盘面振动周期为225 s/r,盘面回转振动频率为385次/min,冲洗水量为1.08 m3/h,给矿量为0.35 t/h的条件下,经分选后获得了铁精矿品位为60.21%,回收率为50.52%的分选指标。同时与常用的重选设备进行了对比,在最佳分选条件下,采用悬振锥面选矿机对鲕状赤铁矿样分选获得的指标要优于摇床和螺旋溜槽。