上湾煤矿22104工作面低氧原因及治理研究

针对上湾煤矿22104工作面回风隅角低氧问题,对低氧气体来源及涌出原因进行研究,分析地表大气压、温度变化对采空区气体涌出影响规律。结果表明22104工作面低氧原因是由于处于CO2～N2带煤层氮气含量较高,以及遗煤氧化消耗氧气导致采空区存在大量氮气,在采动影响下地表裂隙容易与采空区形成漏风通道,使得采空区内低氧气体向工作面回风侧运移,从而导致回风隅角的气体浓度异常。在对低氧涌出原因分析的基础上,采用均压通风技术平衡工作面与采空区之间的压差,以减少采空区向工作面的漏风和低氧气体的涌出,保持工作面氧气浓度处于正常水平,为工作面回风隅角低氧治理提供技术指导,实现矿井安全高效生产。     

均压通风防治低氧在补连塔煤矿的应用

本文分析了补连塔煤矿22306综采工作面在回采过程中低氧产生的原因及其规律,采用均压通风技术进行低氧防治后,回风隅角氧气浓度均符合规定,确保了工作面安全生产。     

综采工作面回风隅角低氧原因分析及防治

以锦界煤矿31406综采工作面为背景,对低氧气体的来源进行分析,并结合现场实际情况对工作面回风隅角氧气浓度降低原因进行研究。结果表明:造成工作面低氧的原因是工作面处于N_2-CO_2带,其次采空区遗煤低温氧化形成高氮低氧环境,在工作面负压"U"型通风条件下,大量低氧气体通过漏风通道由采空区涌向回风隅角。提出可以通过采空区封堵漏风、提高密闭施工强度、工作面三角区退锚和加强监测监控等综合防治技术措施,确保工作面回风隅角氧气浓度处于正常水平。     

郭家湾煤矿51107工作面回风上隅角低氧机理及防治研究

针对郭家湾煤矿51107工作面在回采过程中回风上隅角出现低氧现象,总结工作面低氧特点及其规律,分析浅埋易自燃煤层工作面回风上隅角低氧气体产生的原因及低氧气体涌出的原因,得出煤层瓦斯分带属于CO2-N2带,且采空区遗煤存在吸氧和氧化现象,从而降低采空区气体的含氧率。通过研究工作面低氧的多种防治措施,结合郭家湾煤矿51107工作面实际情况,采取采空区封堵漏风,风动风机导风措施和加强监测监控等综合防治技术措施,确保工作面氧气浓度处于正常范围之内,保证煤炭资源的安全高效开采。     

基于神经网络的煤矿安全监控系统优化研究

针对国内煤矿安全监控系统在数据处理与综合诊断方面存在的问题，通过分析GRNN神经网络的结构及原理，以井下瓦斯浓度预测为例，建立预测模型的时间轨迹。通过Matlab工具箱，以采掘工作面回风巷的瓦斯浓度数据与光滑因子为参数，确定当光滑因子为0.125时，模型均方根误差符合目标要求，并通过测试样本验证模型的预测准确度，证明系统具有较强的预警识别能力，进一步优化了煤矿安全监控系统。     

工作面回风隅角氧气参数测定与低氧治理

针对马道头煤矿8404工作面回采过程中回风隅角经常出现氧气浓度低于19.5%的现象,分析了造成低氧的原因,提出针对性治理办法。通过采取采空区钻孔泄压、回风隅角区域设置导风风筒、优化注氮工艺等措施,有效降低了回风隅角区域低氧次数,保证了工作面安全生产。     

基于GM(1,N)_GRNN组合模型的瓦斯涌出量预测研究

为解决瓦斯涌出量影响因素众多、难以准确预测的问题,本文利用多变量灰色系统易于处理不规则数据,GRNN神经网络模型训练速度快、人为干预因素少等优势,建立起1阶N变量灰色模型与GRNN神经网络嵌入型组合模型GM(1,N)_GRNN。用该模型对某煤矿回采工作面的瓦斯涌出量进行了预测,并与GM(1,N)模型、GRNN两种模型单独预测的结果做了对比,发现组合模型预测结果的平均误差仅3.7%,明显优于两种模型单独预测的平均误差。因此,对煤矿安全生产有重要指导意义。     

哈拉沟煤矿综采工作面通风系统设计研究

哈拉沟煤矿22519综采工作面是2-2煤五盘区第六个回采工作面,上覆有1-2煤的大面积采空区。在回采过程中随着本采空区老顶垮落,与上覆采空区连通,在全风压作用下,工作面及回风隅角出现大范围的低氧现象,氧气浓度降到18%以下,严重威胁到矿井的正常安全生产,尤其是作业人员的健康和安全。因此治理工作面及回风隅角的低氧现象成为首要任务,研究在什么样的情况下采用什么方式的通风系统,保证工作面及回风隅角氧气浓度处于正常,确保综采工作面安全生产。确定22519综采面过上覆集中煤柱和上覆采空区时先采用“Y”型+尾排通风系统,若综采工作面、回风隅角、尾排巷道氧气浓度均稳定在18. 5%以上,则保持“Y”型+尾排通风系统;若氧气浓度不能保持时,则启用“U”型均压通风措施。通过“Y”型+尾排通风系统和“U”型均压通风系统设计,介绍了这2个通风系统的特点。     

大气压变化影响回风隅角氧气浓度异常变化的原因分析及防治技术

根据大气压变化规律,总结了大气压变化引起的采空区"呼吸"现象及其规律。结合补连塔煤矿22306工作面实际情况,全面分析了大气压变化对工作面回风隅角氧气浓度异常变化的影响,重点阐述了工作面回风隅角氧气浓度不足的解决措施,为工作面安全高效生产提供了有效保障。     

煤矿冲击地压预测的PCA-GRNN神经网络方法

为了更合理有效地解决煤矿冲击地压危险性预测问题,引入主成分分析法对广义回归神经网络的输入样本进行信息压缩,得到冲击地压危险性影响因素的主成分因子,构建BPNN、GRNN、PCA—BP、PCA—GRNN 4种神经网络模型。预测结果表明所建PCA—GRNN模型较之其它3种模型整体工作性能优势明显,具有很好的预测能力和泛化能力,能较好解释冲击地压与各影响因素间的关系。     

三道庄矿露天和地下岩体工程灾害监测预警应用实践

三道庄矿为典型的地下转露天开采矿山,经过前期几十年的地下无序开采,目前在露天台阶下方形成了大量极复杂地下采空区。针对采空区分布特征,建立了一套地下和露天联合监测的48通道微震监测系统。通过长期现场监测,确定了微震事件率、微震定位事件空间聚集度、微震b值、微震分形维值、能量指数-累计视体积和微震事件时间熵的六个微震预警参数及“三个数值四个趋势”的预警阀值。同时,对矿山典型的岩体工程灾害进行了监测预警分析,证明了该预警方法具有较强的适用性。建立的微震监测系统多次对地表台阶开裂、塌陷和井下冒顶片帮等进行了监测预警,保证了无地压灾害安全事故的发生,为矿山的安全生产提供了重要的技术保障。     

室外油池火燃烧特性实验研究与数值模拟

本文选取低硫原油、高硫原油和重石脑油,进行了不同燃烧面积的室外开放空间自由燃 烧实验,获得燃烧速率、火焰温度和测点热辐射通量的实验数据,并使用FDS建立全尺寸模型对 火焰温度和测点热辐射通量进行模拟。 研究结果表明:(1)低硫原油和高硫原油均出现三个燃 烧阶段,在燃烧初期发展阶段燃烧速率近乎以线性趋势增大;稳定燃烧阶段不明显,未出现明显 的多个稳定燃烧阶段;重石脑油出现沸腾燃烧阶段。 (2)油盘中心温度随高度的增加先增大后 减小,火羽流外侧温度随高度增加而减小,这种下降趋势先急后缓;在连续火焰区高温集中,在间 歇火焰区和浮力羽流区温度变化较大。 (3)将燃烧速率曲线自定义到FDS中,可以实现对测点 接收热辐射通量的准确模拟;将圆柱模型中火焰辐射通量分为底部发光区域和上方烟羽流进行 计算时,火源功率越大,计算值与测量值越接近;对于大功率油池火,可以确定“安全距离-时间” 临界曲线,得到距火源中心不同位置处人员可以暴露的时间。     

高恒阻大变形锚索静力学特性数值模拟分析及应用

近些年,滑坡地质灾害发生的强度和频率逐年上升。 在滑坡发生过程中,传统预应力锚索无法 抵抗岩土体大变形而发生拉断、破坏、失效等问题。 针对上述问题,自主研发了三种不同类型的高恒阻 大变形锚索(NPR锚索),其核心结构由恒阻装置与传统锚索连接组成。 首先,通过现场静力拉伸试 验,得到该新型锚索结构最大恒阻力值约850kN,最大变形量达2000mm;其次,在ABAQUS中采用 STATIC,GENERAL准静态分析方法对静力拉伸条件下恒阻装置的应力应变特性进行数值模拟分析, 分析结果证明NPR锚索拉伸过程是一个恒阻且吸收能量的过程;最后,现场应用验证了NPR锚索结 构能够随着边坡失稳而产生大变形的特性,避免了传统锚索因大变形而被拉断破坏,实现了滑坡灾害 防治、监测、预报智能一体化的目标,为合理解释滑坡体运移规律与监测预警曲线之间的关系提供了科 学依据。     

矿工不安全行为涌现性建模研究

为研究矿工不安全行为影响因素交互关系,以2009—2018 年发生的144 起煤矿重大安 全事故作为样本,基于涌现性理论提取影响矿工不安全行为的矿工个体、管理者、组织与环境方 面的因素,利用集成DEMATEL/ISM法筛选出关键因素,构建基于有约束产生过程模型(CGP)的 矿工不安全行为涌现模型;再利用Netlogo平台模拟关键因素对矿工不安全行为的影响程度与趋 势,并与基准模式进行对比分析。 结果表明:矿工不安全行为是多因素影响下的一种涌现现象, 矿工个人的受教育程度、管理者的安全理念、组织的安全承诺水平、工作环境的安全状况等因素 都会影响矿工不安全行为的涌现程度。 在煤矿安全管理过程中,可依此制定预防和控制矿工不 安全行为的针对性措施。     

Heavy Metal Pollution Assessment in Surface Water Bodies and its Suitability for Irrigation around the Neyevli Lignite Mines and Associated Industrial Complex, Tamil Nadu, India

Opencast lignite mines, pit-head thermal power plants, and other associated industries in the Neyveli mining and industrial complex generate huge quantities of solid and liquid wastes that are contaminated with heavy metals. Some of these are toxic or carcinogenic at sufficient concentrations. Copper, Zn, Mn, Fe, Ni, Cd, Cr, Co, Pb, and Hg concentrations in surface water in the study area are from 2 to 1200 times higher than average concentrations in river water worldwide. Heavy metal contamination in the natural reservoirs (Peria, Kolakudi, Walaza, and Perumal Ponds, and the Paravannar River) is mainly due to the discharge of untreated mine water, fly-ash pond water, and effluents from associated industries. These waters have long been used for bathing, washing, animal watering, etc. Untreated mine and industrial waste water, and natural reservoir water have been used by nearby villagers for irrigation for the last four decades, which may have led to deterioration of soils, surface water, and groundwater. Heavy metal analyses of mine water, fly-ash pond and industrial effluents and the natural reservoirs reveals that Co, Cr, and Hg are above the recommended irrigation water quality standards in 17%, 75%, and 100% of the samples, respectively. Most samples were within the permissible limits for Mn, Ni, and Fe, while Pb, Zn, Cd, and Cu were within the limits in all samples. At elevated concentrations, toxic metals like Cr, Co, and Hg can accumulate in soils and enter the food chain, leading to serious health hazards and threatening the long-term sustainability of the local ecosystem.     

Spatial Attenuation of Mining/Smelting-Derived Metal Pollution in Sediments From Tributaries of the Upper Han River,China

Spatial variations in contaminant distribution in river sediments are useful for pollutant diagnosis. This study investigated 18 metals/metalloids (Ag, As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Sn, Tl, U, V, Zn, and Hg) in sediments of rivers impacted by Sb and Hg mining/smelting activities in headwater catchments of the Han River Basin, China. Source and pollution assessments of the metals were examined based on their spatial variations. The results showed that sediment concentrations of Cu, Cr, Tl, U, Pb and typically, Ag, Mo, Sb, and Hg were generally elevated. However, their concentrations decreased from upstream to downstream along the river gradient. By combining their spatial variations with the results of multivariate analyses, it was deduced that the elevated concentrations were due to mining/smelting activities. At downstream sites, all elevated concentrations decreased to near background levels, except for those of Hg and Sb. The maximum concentrations of Hg and Sb in the river sediments, which were two- to three-orders of magnitude higher than the reference values, are still considered to pose very high potential ecological risks.

     

A DFT study on the effect of lattice impurities on the electronic structures and floatability of sphalerite

The electronic structures of bulk sphalerite containing 14 typical kinds of impurities were studied by density-functional theory (DFT). The calculated results show that the presence of Cd, Hg, Ga, Ge, In, Ag, Sn, Pb and Sb could increase the lattice parameter of sphalerite. Ag, Sn, Pb, Sb, Cd and Hg impurities narrowed the band-gap and increased the conductivity of sphalerite. Moreover, Mn, Fe, Ga, In, Sn and Sb impurities changed the semiconductor type of sphalerite from p-type to n-type. All of the impurities except Cd and Hg made the Fermi level shift to higher energy and led to the occurrence of an impurity state in the forbidden band.Analysis of the frontier molecular orbital showed that the impurities Mn, Fe, Cu, Ge, Sn, Pb and Sb contributed greatly to the highest occupied molecular orbital (HOMO) and greatly influence the nucleophilicity of sphalerite. On the other hand, the impurities of Fe, Cu, Co, Ni, Cd and Ga greatly contributed to the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) and greatly affected the electrophilicity of sphalerite. The interactions of O₂ and xanthate with sphalerite are discussed. Results suggest that Mn, Fe, Ni, Cu, Sn and Pb impurities favored the oxidization of sphalerite; however, the impurities of Cd, Hg, Ga and In had the opposite effect. Impurities of Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Hg and Pb could enhance the reactivity of xanthate with sphalerite.     

纳米比亚矿业投资环境分析

纳米比亚拥有丰富的矿产资源,矿业是其支柱性产业。纳米比亚政府鼓励矿业投资。纳米比亚在独特的地质演化历史过程中形成了丰富的矿产资源。这些矿产资源均与当时火成岩的侵入和变质岩的矿化作用直接相关。对纳米比亚钻石、铀、铜、铅、锌、金、油气、铁矿等的勘探开发状况做了概述。通过对影响矿业投资环境的政治、法律、基础设施、经济环境、竞争环境和社会环境等因素的分析,认为纳米比亚国内政局稳定,矿业法规齐全,基础设施比较完备,经济状况较好,矿业行业竞争激烈,社会环境良好。纳米比亚矿业投资环境比较好,适合投资者进行矿业投资。     

极近距离煤层回采巷道围岩分类与支护研究

为探究极近距离煤层回采巷道围岩稳定性类别与支护方式,用数学方法综合评价围岩稳 定性类别。 采用模糊综合评判法建立数学模型,选择围岩自身性质和应力环境等影响因素作为 围岩分类指标,求解模糊综合判别矩阵、指标权重和围岩隶属程度;运用灰色关联度分析法对围 岩稳定性类别进行验证,并提出相应的巷道支护方式。 结果表明,极近距离煤层回采巷道对Ⅰ— Ⅴ类围岩的隶属度分别为0.1846、0.2117、0.1866、0.1776、0.2394,其中Ⅴ类围岩隶属程度最 大,与验证结果相一致。 围岩属于Ⅴ类极不稳定围岩,极近距离开采导致顶板破碎,巷道承受荷 载较小,采用U形钢梁棚支护,矿压观测显示巷道支护效果显著。     

含锌瓦斯泥资源化回收利用研究进展

含锌瓦斯泥是冶炼行业产生的固体废弃物,含有铁、碳、锌、铅等元素,处置不当不但会引起环境污染,还会导致资源浪费。含锌瓦斯泥常规选矿处理工艺具有工艺简单、运行成本低、易于实施等优点,但锌富集效率较低,难以直接得到合格产品;火法处理工艺具有成本低、流程短、回收率高等优势,但能耗高、对环境污染严重;湿法处理工艺通常可得到较高的浸出率,但工作条件较为恶劣,设备腐蚀严重,易造成二次污染;联合处理工艺可以实现资源综合性回收利用,获得的产品质量高,但工艺过程复杂;微波处理技术清洁、高效,但目前主要在实验室范围内应用,尚未实现规模化工业应用。指出今后应加强瓦斯泥性质和生产工艺适应性的研究,研发新型廉价环保的处理工艺,同时发挥各工艺间的协同作用,加强微波工艺处理含锌瓦斯泥的深入研究与推广应用。