高校实验室安全管理策略

随着中国高等教育的蓬勃发展,高校的教学、科研、实验场所越来越多,实验室成为高校师生进行实验活动的主要场所。但同时,实验室又是一个非常特殊的工作环境,尤其在科研和实验活动中,师生们的安全意识往往比较薄弱。文章总结了高校实验室可能发生的事故类型,揭示了实验室安全管理还存在的一些不足和缺陷,提出了高校必须建立完善的实验室安全管理体系和制度、加强对安全方面的教育和培训等策略。

基于培养大学生创新能力的开放实验室管理研究

创新能力是高校大学生的培养目标之一,开放资源丰富的专业实验室成为重要的手段。研究主要依据实验室具备的资源条件,设置可开设的实验类型、实验内容,设计实验室开放的管理模式。特别对开放实验室的功能、实验室平台建设、实验室安全教育和管理模式等方面进行系统的设计。结果表明,系统的实验室管理模式,可有效提高专业实验室的资源利用率并且可以增加教学、科研成果产出,显著提高大学生的创新能力。

实验教学在矿业人才培养中的地位、作用与发展

采矿行业的快速发展,对高校采矿类人才培养提出了新的要求,实验教学在这个过程中发挥着培养兴趣、塑造创新精神和提高综合能力的重要作用,它的发展是新形势下采矿行业从业人员素质提升的重要途径。

基于NDVI-DFI的矿业开发密集区地表热环境分异效应分析

目前大量研究基于像元二分模型探讨植被覆盖度与城市热岛的关系,基于像元三分模型反演植被覆盖度的研究、植被覆盖度与矿业开发密集区地表热环境分异效应关系的分析尚少见报道。该文利用2000-2018年5期Landsat卫星遥感影像,基于NDVI-DFI像元三分模型反演研究区植被覆盖度,将混合像元分解为光合/非光合植被和裸土3部分。利用辐射传输方程法反演地表温度。借助分级统计法、红蓝差值影像法、相关分析法和回归分析法,分析研究区植被覆盖度时空变化与地表热环境分异扰动效应之间的关系。结果表明:研究区NDVI-DFI特征空间符合像元三分模型的基本假设;相关分析法表明,光合/非光合植被覆盖度和裸土覆盖度变化与地表温度变化之间呈显著相关关系,相关系数分别为-0.81、0.72和0.90;回归分析结果表明,地表温度分别与光合/非光合植被覆盖度和裸土覆盖度呈极显著负相关关系(P<0.01)、不显著正相关关系和极显著正相关关系(P<0.01);光合植被覆盖度每增加10%会使地表温度相应降低0.52℃,裸土覆盖度每增加10%会使地表温度上升0.98℃,非光合植被覆盖度每增加10%会使地表温度相应上升0.61℃。研究结果可为矿业开发密集区地表热环境改善提供定量参考依据。

矿业开发密集区地表热环境分异效应遥感评价模型构建研究

矿产资源的开发推动了社会经济的迅速发展,但同时也使矿区成为地表高温聚集区,对生态环境带来不利影响。基于2000~2018年研究区的Landsat卫星遥感影像,利用辐射传输方程法(Radiative Transfer Equation,RTE)反演地表温度(Land Surface Temperature,LST);基于NDVI-DFI像元三分模型反演植被覆盖度(Vegetation Fractional Coverage,VFC);借助回归分析法定量分析4个陆表生物物理指标(光合植被覆盖度(Fractional Cover of Photosynthetic Vegetation,fPV),土壤湿度(Normalized Difference Moisture Index,NDMI),建筑指数(Normalized Difference Build-Up Index,NDBI),裸土指数(Bare Soil Index,BSI))对地表温度的驱动机制;利用主成分分析方法(Principal Component Analysis,PCA)耦合以上4个生态参数,提出一种能够综合分析矿业开发密集区地表热环境分异效应的遥感综合生态模型(Remote Sensing Integrated Ecological Index,RSIEI),利用时空分析法定量化和可视化分析矿业开发密集区地表热环境时空分异的影响机理;借助热场变异指数(Heat Index,HI)分析研究区地表热环境分异效应与生态环境质量之间的关系。结果表明:4个生态参数对地表热环境分异效应具有不同的驱动作用,定量回归分析表明,fPV和NDMI与LST均呈线性负相关关系,并通过了p<0.01的显著性检验,说明光合植被覆盖度和土壤湿度的增加,对地表均具有降温效应;NDBI和BSI与LST均呈线性正相关关系,并通过了p<0.01的显著性检验,说明建筑用地和裸地面积的增加,对地表起升温效应。4个镇域矿业开发密集区RSIEI影像与LST影像的空间光谱分布特征表明,二者具有空间逆关联特点,即RSIEI值高(生态环境质量好)的像元对应于LST值低的像元,反之亦然。对4个镇域矿业开发密集区3个年份的RSIEI与LST的定量回归分析表明,RSIEI的值每上升10%,LST的值相应下降0.67~0.77°C。经验证基于主成分分析方法建立的RSIEI模型适用于矿业开发密集区地表热环境分异效应的综合评估。

积极领导力对矿工安全行为的影响研究

为研究积极领导力对矿工安全行为的影响机制,通过文献分析引入安全氛围与安全心理资本作为中介变量,构建积极领导力对矿工安全行为影响的假设模型。对来自金属矿山企业的422份有效问卷进行实证分析,运用结构方程模型和Bootstrap法,分析积极领导力对矿工安全行为的影响及安全氛围、安全心理资本在两者间的作用。结果表明:积极领导力正向显著影响矿工的安全行为,安全氛围、安全心理资本在积极领导力与矿工安全行为之间兼具独立和链式中介作用。由此,领导者应该在工作中传递积极领导力,在企业内构建良好的安全氛围,有效提高矿工的安全心理资本,从而降低矿工不安全行为发生的可能。

钒渣常压直接酸溶浸出实验

这是一篇冶金工程领域的论文。以河北承德某钢厂钒渣为研究对象,针对当前钒渣“钠化焙烧-水浸提钒”生产工艺易产生有毒有害气体且钒回收率低、多种有价金属未能综合回收利用的现状,本文在Fe-VH_(2)O系热力学研究基础上,对钒渣常压下直接硫酸溶解浸出过程中磨矿细度、反应温度、酸浓度、液固比、浸出反应时间及搅拌速度等影响因素进行了实验研究。结果表明,浸出反应温度、硫酸浓度及液固比对钒浸出具有显著影响,在粒度D_(95)约16μm,反应温度90℃、液固比8∶1、H_(2)SO_(4)浓度4 mol/L、浸出反应时间8 h、搅拌速度400 r/min的条件下,钒浸出率为86.33%;酸溶过程中产生的无定形SiO_(2)可能覆盖在未溶解完全的矿物颗粒表面而阻碍矿物的进一步酸溶反应。

新疆阿尔泰可可托海矿区伟晶岩成因与矿化潜力研究:来自石英SEM-CL和微量元素的指示

新疆阿尔泰可可托海3号脉矿床是世界瞩目的伟晶岩型稀有金属Li-Be-Nb-Ta-Rb-Cs-Hf矿床。尽管前人对3号脉伟晶岩矿床已经进行了大量的研究工作,然而在伟晶岩稀有金属成矿潜力以及伟晶岩成因问题上仍存在一些争议。本文以发育在可可托海矿区不同规模的伟晶岩脉以及淡色花岗岩为研究对象,利用石英SEM-CL和原位微量元素技术手段,查明各伟晶岩脉和花岗岩的稀有金属禀赋差异及成因联系。研究结果表明,石英的Li和Al含量可以用来指示伟晶岩的矿化潜力。与1号和2号伟晶岩脉相比,3号伟晶岩脉具有更宽的分异范围,以石英中Ge/Ti变化于1.83×10^(-6)~159×10^(-6)范围为特征,更高的Li含量,其中外侧带平均Li含量为39×10^(-6),因而成矿潜力最大。此外,证实了白云母钠长花岗岩为矿化花岗岩,其微量元素组成和演化程度与3号脉伟晶岩外侧带相当,而白云母碱长花岗岩为贫矿花岗岩。更重要的是,本文利用各伟晶岩结构分带内的石英中Ge/Ti-Ge以及Ge/Ti-Al/Ti图解,确定了各伟晶岩脉具有相似的演化趋势,指示它们可能源于相同的花岗岩母岩。与世界上典型的RMG(花岗岩浆演化后残余熔浆结晶)和DPA(直接深部地壳熔融)成因的伟晶岩相比,可可托海矿区含矿伟晶岩和花岗岩中石英微量元素与RMG成因伟晶岩存在地球化学亲和性,这指示它们来源于花岗质岩浆的残留熔浆。

基于响应面法的采空区充填材料配比优化研究

为解决采空区垮落和瓦斯扩散问题,分别选用矿渣、粉煤灰和水泥作为充填材料的骨料、细料和胶结剂,采用响应面法(Response Surface Method,RSM)设计配比试验,以质量浓度、材料比例和矿渣粒径作为单因素影响因子,材料流动性、抗压强度和渗透率为响应目标值,分析料浆质量浓度、材料比例和矿渣粒径对充填材料流动性、抗压强度和渗透性能的影响规律,并建立非线性回归方程,优化多目标条件下的充填材料配比。研究结果表明:①粉煤灰的火山灰效应会影响充填材料的水化反应进程,随着粉煤灰比例增大,各龄期的抗压强度先增大后减小,各龄期的渗透率增大;②矿渣表面粗糙,密度变化较大,在养护后期,随着矿渣粒径增大,材料抗压强度先增大后减小,材料渗透率减小;③充填材料的最佳材料配比为水泥∶粉煤灰∶矿渣=1∶3∶5,其中料浆质量浓度为80%,矿渣粒径为5~10 mm;④该配比条件下的充填材料浆体流动度为20.5 cm,14 d渗透率为0.021×10-14 m2,14 d抗压强度为22.2 MPa。研究成果为采空区减沉与瓦斯封存协同治理提供了基础参数和理论依据。

河北省责任主体灭失矿山迹地生态修复现状、存在问题及修复对策

河北省为北京市、天津市的生态屏障,生态敏感性强。该省矿产资源丰富,历史上的乱采乱挖、无序开采等导致大量的责任主体灭失矿山迹地遍布全省,这与生态环境保护间的矛盾显得异常突出。在收集相关资料的基础上,总结了河北省矿产资源的赋存状况、责任主体灭失矿山迹地的分布特征、生态环境破坏现状及生态修复现状,揭示了河北省责任主体灭失矿山迹地生态修复存在的主要问题,并基于河北省不同区域的生态功能定位,提出构建“环境地质致灾机理模式—地质灾害隐患的治理与消除—优化生态修复技术方案—地质灾害、修复效果动态监测与评价”4个环节的生态修复理论框架,依据各生态功能定位区的作用、区位特征、气候、土壤等要素,分析总结了适用于不同区域生态修复的技术与实施方案,并以具体的案例开展了修复工程分析。

三友石矿露天转地下开采边坡稳定性研究

以受地下开采扰动的唐山三友石矿中部采区8#矿体为对象,运用相似模拟实验,并利用全场应变仪和静态应变分析系统,对三友石矿在露天转地下开采过程中的边坡及围岩的位移变化及应力分布进行研究,以此探究边坡的稳定性问题。结果表明:随着地下开采的深入,南北帮露天边坡及围岩的位移逐渐发生变化;随开采深度的增加边坡位移逐渐增加,开采至-47 m水平时,北帮露天边坡坡脚的位置出现最大水平位移为46 mm,坡顶的位置出现最大竖直位移为86 mm,南帮边坡坡脚最大水平位移值为36 mm,最大竖直位移值出现在坡顶位置54 mm,地下开采对北帮边坡的位移影响大于南帮边坡;地下开采对浅部围岩影响大于深部,矿体下盘围岩的稳固性大于上盘;南北帮最大应力值均出现在坡脚位置,北帮边坡应力受地下开采影响最大处为+48 m水平,且应力集中分布,开挖扰动对矿体上盘的影响大于下盘。

水对粉砂岩受力破裂红外辐射温度敏感性实验

为研究含水粉砂岩破裂过程中红外辐射温度变化对应力的敏感程度,采用实验与数据分析的方法,对粉砂岩单轴加载红外辐射温度进行分析.研究结果表明:水对粉砂岩破裂红外辐射敏感性影响较大,且存在一个临界转换点(质量分数1.464%).当质量分数MF<1.464%时,质量分数增大"红外辐射-应力"的敏感性增强;反之,敏感性减弱.另外,MF=2.563%是水对红外辐射温度变幅影响的一个关键点.低于2.563%时,质量分数增大红外辐射温度降幅增大;反之,红外辐射温度降幅减小.

某多金属硫化矿酸浸试验研究

对某难选多金属硫化矿浮选预处理所得精矿进行了酸浸试验研究。在浸出温度95℃、硝酸浓度9 mol/L、液固比4∶1及浸出时间2 h条件下进行酸浸试验,铜和锌浸出率分别达到了90.46%、85.34%,铅几乎没有浸出。浸出过程主要受固膜控制和化学反应混合控制。

基于CEEMD的露天深孔爆破振动信号降噪光滑模型

由于爆破区域地形地质条件的复杂、监测仪器的误差、振动传播介质的反射以及磁场的干扰等原因,采集的原始爆破振动信号常常会掺杂大量的噪声,针对此问题提出了基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的信号降噪光滑模型。此模型将爆破振动信号进行CEEMD,基于分解所得到的IMF分量建立低通滤波算法。根据滤波算法的相似度与光滑度,构造目标函数并计算最优解,其对应的滤波算法模型即为爆破振动信号的最优降噪光滑模型。通过构造仿真信号验证了降噪光滑模型算法的可行性,并将模型应用了实际露天深孔爆破振动信号的研究。采用信噪比和均方根误差两种指标对比经验模态分解(EMD)方法、小波阈值法、CEEMD-小波阈值法与滤波算法模型BP3的降噪效果,验证了降噪光滑模型在对露天矿山爆破振动信号降噪方面的有效性,并通过频谱分析进一步验证了降噪光滑模型较CEEMD-小波阈值法的优越性。结果表明:基于CEEMD的露天深孔爆破振动信号降噪光滑模型具有良好的降噪能力,能够在保留原始爆破振动信号真实特征信息的前提下对信号进行降噪,且降噪效果优于EMD方法、小波阈值法和CEEMD-小波阈值法。

饱水对花岗岩声发射平静期影响的实验研究

通过对干燥和饱水花岗岩进行单轴加载声发射实验和扫描电镜实验,研究饱水对花岗岩破坏前声发射平静期的影响。结果表明:干燥和饱水花岗岩破裂前声发射事件率均出现平静期,干燥花岗岩在峰值载荷的54.89%时进入声发射平静期,饱水花岗岩约为峰值载荷的89.87%;干燥花岗岩平静期内AE事件率小且恒定,AE能率较高,饱水后平静期内AE事件率增大,AE能率减小;干燥花岗岩平静期内声发射波形信号的熵值为1.5~2.5,饱水花岗岩为0.5~1.5;饱水改变了花岗岩的微观破裂模式,这为水是如何影响岩石的声发射特征提供了理论依据。实验结果丰富了对岩石声发射平静期的认识,这对岩石破裂声发射监测中前兆现象的识别具有重要意义。

不同侧压条件下花岗岩巷道岩爆声发射特征实验研究

利用双轴伺服控制试验系统开展开挖卸荷扰动作用下花岗岩巷道岩爆模拟实验,采用声发射系统同步采集岩爆孕育及发生过程的声发射数据,研究不同侧压影响下花岗岩巷道岩爆声发射特征。研究结果表明:双轴条件下,轴压与侧压差值越大,开挖引起的卸荷作用越明显,孔洞内出现初次颗粒弹射的时间越提前;随着侧压的升高,岩爆释放的总能量逐渐增加,声发射累积能量进入"陡增"阶段的时间则相对滞后;声发射振铃计数率能够很好地反映岩爆发生阶段孔洞内应力调整过程,随着侧压的增加,振铃计数率在加载后期的波动模式逐渐由"较低水平波动并出现一定数量跳增点"向"较高水平波动并出现一定数量突降点"转化;结合声发射RA值和AF值可知,巷道岩爆过程即产生张拉破裂又产生剪切破裂,随着侧压的增大,岩爆破坏中剪切成分所占比例逐渐增多。研究结果为岩爆的预测和防治提供了实验基础。

不同温度下预氧化煤自然发火特性研究

为研究采空区遗煤自然发火问题,将东欢坨气煤分别进行80、160、230℃预氧化处理,以此研究氧化煤自燃特性的差异。采用低温氮气吸附实验、程序升温-气相色谱联用实验、热重(thermogravimetric,TG)实验联合分析,对不同预氧化温度下煤孔隙变化及自燃氧化前期的特征气体和活化能变化进行研究,以此探讨煤样自燃倾向性变化。研究表明:预氧化程度越高,煤样大孔含量越大,自燃危险性越高;在程序升温实验中检测出主要气体为CO、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(2);各类气体产生的初始温度随预氧化程度的升高而升高;预氧化煤样释放的CO、CH_(4)气体速率有超越原煤的趋势;通过热重发现煤样特征温度点(T_(1)、T_(2)、T_(3))和煤样活化能会随预氧化温度的升高而降低,得出预氧化煤样的自燃氧化能力强于原煤;煤样在低温氧化环境下,煤孔隙的结构变化和内部能量变化共同影响煤自燃倾向性。

不同岩石声发射时频特性实验研究

通过对变粒岩、花岗岩、石灰岩、粉砂岩等四种岩石进行室内单轴加载声发射试验,获取岩石破裂全过程的应力-应变曲线、声发射参数及声发射信号。根据岩石破裂过程,从时、频域对声发射信号进行分析,着重对比了不同岩石的力学性质、声发射信号频域特征。研究结果表明:采用声发射率、能率可以很好地描述岩石破裂损伤的整个阶段;随着加载的进行,根据岩体变形及破裂程度的不同,不同岩石破裂阶段的声发射信号的频带范围也在不断发生变化。结合声发射时间序列参数特征和频谱特性,可得出岩石破裂时的损伤特性,为现场岩体的稳定性监测提供技术支持。

微波预处理对中性条件下石英和长石浮选行为的影响研究

针对石英与长石难以有效浮选分离的问题,试验采用微波预处理的方法增大石英和长石表面性质的差异。研究在中性条件下油酸钠和十二胺为混合捕收剂、六偏磷酸钠为抑制剂条件下微波预处理分别对石英与长石浮选回收率的影响。试验结果表明,微波后的浮选回收率差值提高了11.87%。药剂吸附试验和Zeta电位测定结果表明,微波后石英对药剂的吸附能力下降,Zeta电位上升;而长石对药剂吸附能力上升,Zeta电位下降。说明微波预处理改变了矿物对药剂的吸附量,并增大了石英与长石表面性质的差异,提高了分选效果。

基于信息量-随机森林模型的地震带地质灾害易发性评价:以松潘-较场地震带为例

地震会引起地表振动及破坏,同时加大滑坡、崩塌、泥石流等次生灾害的发生概率,对位于地震带区域城市进行地质灾害易发性预测,是地质灾害防治的有效措施。为了探究地震带区域地质发育程度对地质灾害的影响,以松潘-较场典型地震带的平武县为例,从地形地貌特征、地层地质条件、气象水文、地震带发育特征、土壤植被、人类工程活动影响6个方面选取地质灾害的诱发因子,采用信息量模型、信息量-层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和信息量-随机森林(random forest,RF)3种评价模型对平武县地质灾害进行易发性评价,结果表明信息量-RF模型的对比分析结果优于其他两种模型,接受者操作特征(receiver operating characteristics,ROC)曲线精度评估信息量-RF模型的曲线下的面积(area under curve,AUC)(0.991)高于信息量-AHP模型(0.931)和信息量模型(0.920),说明基于信息量耦合随机森林的综合易发性评价模型更适用于地震带地区的地质灾害易发性评价,具有良好的预测精度。