长期高温下铀尾矿库覆土层控氡性能研究

为掌握长期高温作用下铀尾矿库滩面非饱和覆土层控氡性能的变化特征,以铀尾矿库为对象,自制模拟滩面覆土层氡析出试验装置,选用黄土和我国南方铀尾矿库1. 5 m深处的尾矿砂为样品,试验研究长期高温条件下氡析出率与覆土层含水率、表面裂隙发育程度的关系。结果表明:氡析出率变化分为线性增长、线性下降、台阶式增长以及趋于稳定4个阶段;氡析出率随覆土层裂隙率的增大而增大,达到缩限时裂隙不再发育,氡析出率变化趋于平稳状态;覆土层裂隙的分形维数越大,土体龟裂程度越明显,氡析出率越大。     

某铀尾矿库坝体渗透破坏力学因素分析及试验探究

由于铀尾矿库坝体尾矿砂的碎散性和多相性,渗流作用下相互接触的土颗粒组成的"土骨架"出现的变形或破坏一直受到高度重视,但对其渗透破坏的影响参数试验研究较少。铀尾矿坝体的粗粒土粒径级配不均匀系数、含水率不同的抗剪强度等是影响临界水力坡降的主要因素。在试验的基础上,通过分析得出铀尾矿砂颗粒均匀且级配良好、含水率为26%～34%的粗粒土渗透破坏坡降,比颗粒不均匀、含水率不佳的粗粒土渗透破坏坡降明显提高的结论。     

金属矿山井下氡问题的特点

金属矿山井下氡问题指的是井下空气中氡及其子体浓度的高低和影响因素。凡井下有氡问题的矿山,都必须采取相应的防护措施。而所采取的防护措施能否收到良好的降氡效果,取决于它是否适合具体矿山井下氡问题的特点。从我们调查的三十个矿山来     

非饱和尾矿砂抗剪强度参数分布与安全影响

为探究非饱和尾矿砂对尾矿库安全状态的影响,首先通过二维非饱和渗流试验和常规直剪试验相结合的方法研究非饱和尾矿砂黏聚力、内摩擦角的空间分布特征;然后利用参数优化方法确定解析模型中的未知参数,并用优化后的模型拟合非饱和渗流试验结果;最后采用数值计算分析非饱和尾矿砂对尾矿坝安全系数的影响。结果表明:非饱和尾矿砂含水率在水平和竖直方向呈指数分布规律;黏聚力随含水率的增加先增后减,内摩擦角随含水率的增加单调递减,抗剪强度参数具有空间分布;引入非饱和尾矿砂后尾矿坝安全系数明显减小,随着非饱和尾矿砂厚度的增加,安全系数缓慢减小。     

尾矿砂绿色混凝土梁受剪性能试验研究

利用不同尾矿砂取代率的混凝土梁斜截面受剪性能进行试验研究,结果表明:尾矿砂绿色混凝土梁与普通混凝土梁的受力破坏形态相似,在相同荷载下,尾矿砂绿色混凝土梁的箍筋应变大于普通混凝土梁,跨中挠度随着剪跨比的增大而增大;从开裂荷载来看,40%替代率的尾矿砂绿色混凝土梁抗裂性能最好,极限承载能力最高。并根据试验结果建立了较为合理的尾矿砂绿色混凝土梁斜截面受剪承载力计算公式。     

温度对多孔射气介质氡析出影响试验研究

为了研究围岩中温度对氡析出率的影响,选取某铀矿铀尾矿矿砂试样,根据相似准则设计并制作了测量多孔射气介质氡析出率的室内试验装置。采用RAD-7氡测量仪,运用等时间间隔取样方法测量氡浓度。采用对照试验的方法研究了温度对多孔射气介质氡析出率的影响规律。试验结果表明,在自然压力下,在温度为20℃到60℃范围内,随着温度的升高,多孔介质氡析出率逐渐增大,并且氡析出率与温度符合线性函数关系。     

细尾矿砂非饱和渗流稳态含水率二维解析解

为准确描述非饱和细尾矿砂内部含水率的空间分布规律,采用解析方法求解了非饱和尾矿砂的二维Richards方程,探讨了解析求解过程中方程和求解区域简化的思路,介绍了非饱和细尾矿砂含水率空间分布的实验结果,采用混沌粒子群优化算法计算了求解过程中引入的常数。研究结果表明:解析解具有无穷级数的形式,且级数的系数具有很好的收敛性,非饱和细尾矿砂含水率在水平和竖直方向上的分布均近似服从指数函数,混沌粒子群优化算法的误差收敛性明显,利用解析模型得到的各点含水率计算值与实验测量值均符合的比较好。所得解析公式能够很好地描述非饱和细尾矿砂内部含水率的空间分布规律。     

井下密闭工程对铀矿井通风降氡效果的影响

铀矿开采过程中氡不断地从矿岩裂隙、含氡矿井水、以及采空区和废弃巷道中析出.氡是铀矿开采中的主要有害因素。因此,铀矿井的通风不仅要为井下工人提供新鲜空气,创造舒适的工作条件,而且也是排氡的重要措施。在开采过程中,采掘工作不断扩大,采空区和废弃巷道越来越多,通风降氡的效果     

钨矿区尾矿及周围土壤中砷的形态与释放特征研究

为了考察赣南某钨矿尾矿砂及其周围土壤中砷的赋存状态及释放特征,通过二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法对尾矿砂和矿区周围土壤中的砷进行了全量分析,同时采用Tessier连续提取法和静态释放试验对不同形态的砷进行提取与分析。结果表明:尾矿砂中砷的质量比达到63.2 mg/kg,主要以残渣态的形式存在,残渣态砷占总砷的39.4%;周边土壤中砷的平均质量比达到83.83 mg/kg,已受到了严重的砷污染,土壤中砷主要以铁锰氧化物结合态的形式存在,占总砷的36.13%~38.63%;而且离尾矿砂堆越近,土壤中砷的富集越明显。尾矿砂和土壤中砷的释放能力受外界条件和体系pH值等因素的影响。经振荡处理后,尾矿砂和土壤中砷的释放量有明显提高;砷在酸性条件下的释放能力小于碱性条件下的释放能力,而且在一定范围内释放量会随pH值升高而增加。     

利用通风压力降氡的研究

井下氡及氡子体的危害是导致矿工肺癌的主要因素之一。我国许多非铀金属矿山大多也存在氡的危害,井下排氧降氡的问题已日益受到重视,并曾提出过一些较有效的防护方法。但是对这个问题的解决,目前仍处于研究阶段。本文主要根据在云锡井下进行降氡研究取得的初步成果,阐明通风压力分布对控制氡污染的有效性。     

铀矿山采场的通风降氡

铀矿地下开采中,采场是生产活动的主要场所,也是产生氡和氡子体的主要地点之一。目前控制氡及其子体行之有效的方法仍然是通风,因此搞好铀矿采场的通风,对保护矿工身体健康,促进铀开采的发展具有重要意义。地下铀矿山常用的采矿方法主要有充填法、崩落法和留矿法。其中充填法采场约占产量60％,崩落法采场约占30％,留矿法采场近年有增加的趋势。本文根据这三类采场氡析出的特点,结合近年来科研生产的经验,试图对这三类采矿方法的采场通风降氡经验加以总结,以促进采场通风降氡技术的发展和采场通风管理水平的提高。     

不同筋料对尾矿坝渗透特性影响规律研究

铺设加筋材料作为一种普遍使用的提高土体或坝体稳定性的工程措施,在提高坝 体力学强度的同时,在筋带处形成的混合体也改变了尾矿砂自身的渗透特性。采用理论 分析、渗透试验和数值模拟相结合的研究手段,探析了不同筋带密度下土工格栅与土工 织物对尾矿砂渗透系数的影响。结果表明:土工格栅与土工织物两种加筋方式均会使尾 矿砂渗透系数减小;土工织物加筋在渗流时会阻挡细粒组运移,有效避免细粒组随渗透 水流出,从而降低试件渗透系数;土工格栅则通过横肋对尾矿砂颗粒的嵌锁作用阻滞颗 粒运移,致使渗流过程中孔隙扩展变弱,最终达到降低渗透系数的作用。研究成果加深 了对加筋尾矿坝渗透规律的认识,为研究加筋尾矿坝的稳定性提供了新的思路。     

铀尾矿覆盖厚度的确定

以双区扩散理论为基础,导出铀尾矿单覆盖层体系和多覆盖层体系覆盖厚度的近似计算式。并通过覆盖前后氡析出率的测定,得到被覆盖材料和覆盖材料与氡扩散析出的有关参数,进而导出覆盖厚度的计算式。     

铀尾矿覆盖厚度的确定

以双区扩散理论为基础，导出铀尾矿单覆盖层体系和多覆盖层体系覆盖厚度的近似计算式，并通过覆盖前后氡析出率的测定，得到被覆盖材料和覆盖材料与氡扩散析出的有关参数，进而导出覆盖厚度的计算式。     

尾矿砂介质渗流过程诱发声发射信号特征试验研究*

为了对渗流状态进行预测预报,从而预防渗透破坏事故的发生,基于地下水位上升、不同尾矿砂粒径以及渗流速度诱发的弹性波信号,采用声发射技术对尾矿砂介质的渗流状态进行监测。由800,1 100,1 400 mm 3种不同水头高度（流速）下的水流分别渗入0.1~0.25,0.25~0.5,0.5~1 mm以及混合粒径的尾矿砂介质中,模拟尾矿坝渗流,监测渗流过程的AE信号,分析液面上升、不同粒径尾矿砂颗粒以及不同流速下的渗流AE信号特征。结果表明:在试验所选用的几组粒径中,流速相同时,粒径较大的尾矿砂渗流产生的AE事件数量多、幅值大,即粒径越大,尾矿砂渗流过程的AE信号越强;同一粒径下,流速越小,渗流产生的AE信号幅值越小,AE事件数越少,即流速越小,尾矿砂渗流过程的AE信号越弱;液面上升过程中,在液面位置处产生的AE信号最强,且AE信号随液面位置与传感器距离而变化,越接近传感器AE信号越强,这表明AE技术能够较为准确地监测渗流过程中液面上升。研究结果可为尾矿坝渗流监测提供理论与技术支持。     

基于颗粒级配均匀设计的尾矿坝中毛细水上升规律研究

堆积型尾矿坝坝体颗粒级配情况因尾砂排放和堆积的形式而千变万化,因此仅仅采用海森经验公式估算其毛细水上升情况会造成很大的偏差。为此,以湖南某尾矿坝坝体尾砂为原料,采用均匀设计方案设计并配比了8种尾矿砂,随后对该8种尾矿砂中的毛细水上升情况进行了长达10个月的监测,系统地研究了颗粒级配的差异对毛细水上升过程的影响。研究表明,毛细水初期阶段上升速度与尾矿砂中粗粒颗粒含量成正比,其最终上升高度则由细粒含量所决定。进一步地,还得出了由颗粒级配估算毛细水上升高度的方法,为毛细水上升高度计算理论提供了一种新思路和新方法。     

微纳铁尾矿砂吸隔声板的制备及其影响因素分析

为探究大量废弃铁尾矿砂再资源化新途径以解决当今环境污染这一重要问题,并获得隔声兼备吸声功能的新降噪材料,基于废弃铁尾矿砂的再资源化和声学材料的降噪理论,将铁尾矿砂粒径微纳米化,并以不同粒径的铁尾矿砂为基体材料,添加少量羧甲基纤维素(CMC)为黏结剂、SiO2气凝胶为气孔改良剂及短玻璃纤维(GF)为增强剂等成功模压制备吸声和隔声兼备的微纳多孔吸隔声板.通过正交试验考察铁尾矿砂粒径、试样厚度、SiO2气凝胶添加比例、CMC添加比例以及GF添加比例等对试样吸声和隔声的影响.结果 表明,铁尾矿砂粒径为首要影响因素,微纳化可有效提高其隔声量和吸声系数.研究最佳制备条件为:铁尾矿砂粒径为200 nm,试样厚度为20mm,SiO2气凝胶添加比例为12.5％,CMC为2.5％,GF为2％,该条件下试样孔隙率和体积密度分别为34.5％和1.02g/cm3,最大吸声系数可达0.44,平均吸声系数为0.31,平均传声损失隔声量可达到34.1 dB(A).微纳铁尾矿砂材料实现了隔声与吸声兼备的功能.     

铀尾矿堆黏土覆盖治理数值模拟研究

根据铀尾矿堆中放射性核素氡迁移特性,建立覆盖情况下铀尾矿堆氡迁移模型,创新性地使用COMSOL multiphysics软件对覆盖层中氡浓度分布进行可视化数值模拟,采用正交试验对结果进行了分析,并采用RAD7测氡仪分两组实地测量某铀尾矿堆黏土覆盖后的氡浓度。结果表明,采用黏土覆盖时,覆盖层厚度1 m,孔隙率0. 30比较经济合理,黏土参数最佳水平组合为:扩散系数0. 8×10~(-6)m~2/s,孔隙率0. 30,覆盖材料密度1 850 kg/m~3,渗透率20×10~(-12)m~2,吸附系数0. 82 L/kg。研究使用COMSOL multiphysics软件进行可视化数值模拟,开拓了尾矿堆治理的研究思路,具有重要的理论和实际意义。     

冻融循环作用下尾矿砂抗剪强度和变形特性研究

为探究冻融循环后尾矿物理力学特性的变化特征,使用高低温试验箱和应变控制式三轴剪力仪对处于不同初始条件下的尾矿砂进行不排水不固结试验,揭示了尾矿砂的抗剪强度参数、不同围压条件下的变形模量与冻融循环次数、含水率之间的关系。结果表明:相同含水率条件下,随冻融循环次数增加,尾矿砂黏聚力先减小后趋于稳定,内摩擦角先增大后减小,围压100 k Pa和200 k Pa时变形模量逐渐减小,围压300 k Pa时变形模量呈现先减小后缓慢增大的趋势;相同冻融循环次数条件下,随尾矿砂含水率增加,其黏聚力先增加后减小、内摩擦角不断减小;不同围压条件下变形模量在总体上均呈现出不断减小的变化趋势,围压200 k Pa时变形模量总的衰减量最大,100k Pa次之,300 k Pa最小。     

防氡密闭要求更好的气密性

众所周知,密闭废旧巷道和采空区是矿井防氡的重要内容之一。其作用一是减少矿井的氡析出量,二是减少漏风量。以前者为主的称为防氡密闭,以后者为主的称通风密闭。这两者对气密性要求是不同的。其原因是废旧巷道和采空区被密闭以后,氡浓度将因积累而增高,气密性不高,防氡效果将受到影响。以采空区为例。当有风流穿过采空区进入井下时,采空区出风的氡浓度为