木贼定居对铅锌尾矿砂微生物多样性及重金属迁移转化的影响

为研究根际微生物影响木贼耐受和吸附重金属的机制,为重金属污染植物-微生物协同修复提供参考,应用化学分析方法和Illumina MiSeq高通量测序技术,对木贼定居对铅锌尾矿重金属含量、土壤微生物多样性的影响进行研究。结果表明,子囊菌、未明确分类真菌和担子菌是铅锌尾矿地土壤的优势真菌。木贼定居导致散囊菌纲、座囊菌纲丰度下降,粪壳菌纲丰度增加。Alternaria,Amorphotheca,Aspergillus为尾矿裸地中主要优势真菌,Fusarium,Chaetomiaceae-Unclassified,Calcarisporiella为木贼根际土壤主要优势真菌。变形菌门、厚壁菌门、放线菌门是研究区土壤中的优势细菌类群,Lactococcus,Bacillus,Gemmatimonas,Sulfuricaulis,Dongia,Sulfurifustis,Azoarcus,Nitrospira等是尾矿地优势细菌。有机质、全氮与真菌和细菌ace,shannon指数显著相关,重金属含量与真菌和细菌ace,shannon指数显著或极显著负相关。木贼定居提高了尾矿砂中微生物的种类和多样性,有利于有机和氮素营养成分的积累和降低重金属含量;在尾矿生态修复实践中可多引入木贼等乡土草本先锋植物,同时补充有机质和氮素营养,或引入功能微生物菌剂和接种植物共生菌等,强化生态修复效果。     

几种矿业废物的酸化潜力

利用净产酸（NAG）试验和净产酸潜力（NAPP）试验,研究了采自8个矿山共9种废物的49个样品的产酸潜力．结果表明,大部分的样品都具有产酸潜力,这是因为它们较高的含硫量或较低的酸中和能力．本研究也发现NAG试验要比NAPP试验更能准确地预测废物的产酸情况,供试的废物产酸与否的NAG－pH阈值是NAG－pH≥5,不产酸;NAG－pH≤2．5,中度或高度产酸;NAG－pH＞2．5且＜5,低度产酸．本研究结果可为矿业废物的环境管理提供科学依据．     

玉米芯为碳源实现酸性矿山废水生物处理

引入了一种新的碳源——玉米芯，对SRB法处理酸性矿山废水进行了更加深入的探索，分析了各种参数条件对s暖一还原效果的影响，确定了常温下这种碳源所需要的最适宜工况条件，探讨了硫酸盐矿山废水的水质资源化问题，并对山西矿山废水的生物治理进行了可行性实验验证。实验证明，玉米芯为碳源时，矿山废水中SO^2-4的出水值可达221．1mg／L，金属离子的浓度也都达到了生活饮用水的质量标准，所以玉米芯可作为酸性矿山废水资源化生物处理的合适有效碳源。     

基于SVM的矿井通风阻力系数影响因素分析与预测

矿井通风阻力系数是通风安全最重要的基础参数之一,为了实现矿井通风阻力系数简单准确地预测,提出了利用支持向量机（SVM）来预测矿井通风阻力系数的方法。通过分析影响因子与矿井通风阻力系数的相关性关系,并利用MATLAB逐步建立单影响因素与矿井通风阻力系数、多影响因素与矿井通风阻力系数之间的SVM预测模型,对比分析各预测模型的相对误差,确定最佳矿井通风阻力系数预测模型,即当输入模型影响因素为巷道断面积、周长和支护方式时,预测相对误差小于10%的样本数占测试样本的76%,相对误差小于20%的样本数占测试样本的90%。结果表明:该预测方法在矿井通风阻力系数预测中是可行的,并具较高的准确性。     

基于卷积神经网络的冲击地压预警方法研究*

为探究深度学习在冲击地压预警方面的应用前景,以新疆某冲击地压矿井为研究背景,将深度学习和专家评判运用到微震数据分析中,基于卷积神经网络构建冲击地压预警模型。充分利用一维卷积神经网络对时序数据有较强特征提取能力的优势,以微震数据及其特征参数作为输入,以专家评判值作为标签,借助Python-Keras框架实现冲击地压预警模型的构建和训练。研究结果表明:模型预警效果并不随着训练迭代次数的增加而逐渐最优,存在最优迭代次数,对于所建模型当迭代次数为30时测试集的冲击危险预测结果与专家评判结果基本吻合,同时说明模型可以较好地学习专家评判经验实现冲击地压预警。研究表明所建模型对研究时段内发生的5次大能量矿震事件均进行预警,其准确度较高,具有现场实际应用价值。     

尾矿库洪水漫顶溃坝演化规律试验研究

为分析尾矿库洪水漫顶溃坝的演化规律,采用物理模型试验方法建立尾矿库漫顶溃坝演化模型。在自主研制的尾矿库溃坝模拟试验平台上,以国内某尾矿库为研究对象,基于非恒定水流泥沙非平衡非饱和冲刷机理,根据模型相似理论和溃决侵蚀模型原理,模拟尾矿库洪水漫顶溃坝过程,建立尾矿库漫顶溃坝演化模型。试验结果表明,尾矿库洪水漫顶溃坝位移与坝体饱和程度有关,坝体浸润线越高,尾矿库溃坝时滑动位移越大,溃口破坏程度取决于溢流对坝体的冲刷侵蚀作用;在该试验条件下,获得尾矿库洪水漫顶溃坝过程中坝体位移、浸润线高度、溃口最大流速和溃口的演化规律。降低坝体浸润线高度、增大安全干滩长度、铺设坝面引流明渠等措施有助于减少尾矿库洪水漫顶溃坝的灾害破坏。     

国内外矿山事故预防与救护机制对比分析

简要介绍了印度、德国、美国、加拿大等国矿山事故预防与救护机制,与我国的矿山事故预防和救护机制进行了对比分析,指出我国矿山伤亡事故的严峻形势,提出了我国矿山事故预防与救护的建议,对减少矿山事故、发展矿山经济具有指导意义。     

以稻草和污泥为碳源硫酸盐还原菌处理酸性矿山排水

以污泥为硫酸盐还原菌(SRB)接种菌群,分别添加等量稻草和乙醇,研究了SRB以不同碳源处理酸性矿山排水(pH=2.5)的过程及不同碳源对硫酸盐还原和重金属去除的影响.结果表明,在无外加中和剂的情况下,污泥中的碱性物质可在反应开始的1 d内迅速中和酸性矿山排水的部分酸度,使反应体系pH值从2.5升至5.4～6.3,利于SRB的生长.污泥中含少量易被微生物分解的有机物,体系中仅含污泥时,SO24-还原率最低(65.9%).添加稻草可促进SO24-还原(79.2%),因为污泥中的水解菌加速稻草分解,为SRB提供相对充足的碳源.添加乙醇为对照试验的体系中SO24-还原率最高(97.9%).含污泥的反应体系Cu2+去除率均高于99%,SRB驯化前Cu2+的去除主要归因于污泥的吸附作用.以稻草和污泥为碳源可实现低成本酸性矿山排水处理,对矿山环境的原位修复有实际意义.     

瓷土矿尾矿沙山的生态治理

以江西省星子县大排岭瓷土矿尾矿沙山的初始生态恢复进程为研究对象,在样地调查的基础上,通过分析人工恢复林地、未治理迹地与自然恢复地中定居的植物物种数量、群落组成与结构来研究当地尾矿沙山生态恢复进程.结果显示,自然恢复地的生物多样性及群落组成与结构效果优于未治理迹地与人工恢复林地的生物多样性及群落组成与结构.自然恢复地植物物种中牡荆等3种植物在尾矿沙山的定居和扩散形成了具有一定组成与结构的植物群落类型,且这种群落类型稳定并符合植被演替的自然规律.这3种先锋植物可以在同类矿山尾矿沙山的植被重建与恢复中推广.      

藻菌生物膜胞外聚合物与铅锌尾矿重金属的络合配位作用

矿产资源开采冶炼产生大量尾矿渣,其中富含的可溶性重金属引发的生态环境问题日益突显.铅锌矿是我国重要的矿产资源,尾矿露天堆放使得其富含的可溶性重金属淋溶迁移,对矿区周边地表环境造成严重污染.为探明自然水体环境中的藻菌生物膜与重金属的作用机理,采用三维荧光光谱技术研究干旱区天然湖泊中的藻菌生物膜EPS（胞外聚合物）与铅锌尾矿渣中5种重金属离子的络合配位作用.结果表明:①从藻菌生物膜EPS荧光光谱图中可检测出两个荧光峰,均来源于芳香类蛋白酪氨酸物质;②铅锌尾矿淋滤液中的重金属元素主要包括Pb、Co、Ni、Zn和Cd,且这5种金属离子均能有效淬灭EPS的荧光强度;③荧光淬灭滴定试验得出,Pb2+与EPS的络合能力最强,最大络合常数为4.523 1,最大结合位点数为1.177 5;Cd2+与EPS的络合能力最弱,最大络合常数为1.957 1,最大结合位点数为0.684 8;Co2+、Ni2+和Zn2+与EPS的络合能力相似.研究显示,藻菌生物膜EPS中含有的荧光基团与重金属离子的作用强度与金属离子的类型相关,二者的络合配位作用可能会影响重金属在水环境中的化学形态、迁移、生物有效性和生态毒性.