矿井通风热阻力数值模拟研究

矿井风流流经井下热水、干热岩、火灾地点等局部高温区域时,风流吸收热量使其内能增加,高温风流在巷道内流动时会产生热阻力。针对如何确定井下风流加热流动时巷道内热阻力的实测范围这一问题,通过理论推导与数值模拟的方法对巷道内热阻力分布情况进行分析。由压力场的模拟结果得出风流加热流动时,所产生的热阻力不仅存在于加热区,高温风流向加热区下风侧流动时热阻力仍然存在。模拟结果表明:对于水平等截面管道,风流流经加热区时,风流速压增加,加热区内风流的静压降幅大于全压降幅;流出加热区的风流向管道出口处流动时,高温风流不断克服阻力做功,并与管道内的新鲜风流、壁面进行热交换,风流温度逐渐下降,当测定区间为加热区入口至模拟管道出口时,风流的静压降幅与全压降幅近似相等。研究结果对井下巷道、隧道及实际工程应用中热阻力的分析与研究都具有重要价值。     

Characterization of colloidal arsenic at two abandoned gold mine sites in Nova Scotia, Canada, using asymmetric flow-field flow fractionation-inductively coupled plasma mass spectrometry

Asymmetric flow-field flow fractionation-inductively-coupled plasma-mass spectrometry was used to determine whether colloidal arsenic(As) exists in soil pore water and soil extract samples at two arsenic-contaminated abandoned gold mines(Montague and Goldenville, Nova Scotia). Colloidal arsenic was found in 12 out of the 80 collected samples(= 15%), and was primarily associated with iron(Fe) in the encountered colloids. The molar Fe/As ratios indicate that the colloids in some samples appeared to be discrete iron–arsenic minerals, whereas in other samples, they were more consistent with As-rich iron(oxy)hydroxides. Up to three discrete size fractions of colloidal As were encountered in the samples, with mean colloid diameters between 6 and 14 nm. The pore water samples only contained one size fraction of As-bearing colloids(around 6 nm diameter), while larger As-bearing colloids were only encountered in soil extracts.     

2014年我国煤矿事故统计与规律分析

为了更深入地研究我国煤矿事故的一般性规律,基于2014年我国煤矿事故数据,采用数理统计的方法对煤矿百万t死亡率、事故区域、类型、月份、时间段、诱因6个维度进行了研究.结果表明:湖南省、重庆市煤矿事故发生频率较高,贵州省瓦斯事故发生频率较高;瓦斯事故、顶板事故是导致人员伤亡的主要事故类型,瓦斯爆炸是煤矿瓦斯事故的主要类型;8月煤矿事故情况较为严重;10:00-11:59是煤矿事故频发时间;违章作业是导致煤矿事故发生的主要诱因.同时,针对煤矿事故发生规律提出了相应的对策措施.     

沂南铜井分矿深井通风系统优化研究

山东省沂南地区地热资源丰富,造成了矿山深井开采高温高湿环境。为有效治理铜井分矿井下湿热,调查测定了铜井分矿井下环境参数,在分析通风现状及其存在问题的基础上,选定采用多种技术措施结合治理、多级机站通风的深井湿热治理方案,以风量平衡、网孔风压平衡和阻力定律为理论基础,根据矿山实际情况自行开发了通风网络软件,克服了传统软件的不足。应用结果表明,铜井分矿井下湿热状况明显好转,达到井下作业的环境条件,设计方案具有显著的实用价值。     

某矿井巷道火灾风险定量研究

对巷道火灾开展定量研究,能更好地制定具有较强针对性的巷道火灾预防及防治措施。以某煤矿矿井为研究对象,结合其安全现状对矿井巷道进行分类,分析巷道火灾事故的诱发因素,在此基础上应用火灾风险指数法对其进行火灾可能性评价,最后结合模糊综合评价法对该矿井巷道火灾风险性进行分析,提出相应的预防措施及建议,为矿井巷道火灾现场扑救及火灾综合防治提供参考。     

古典、现代事故致因链在我国煤矿事故分析中的比较研究

事故致因理论是事故的发生机理和理论模型,事故致因链是其核心,是导致事故发生的基本路线。通过对古典事故致因链的代表:海因里希因果连锁理论及现代事故致因链的代表:行为安全"2-4"模型的原因定义、组织概念的引入、链条逻辑关系、事故预防策略等多方面的比较,并应用于一起真实煤矿事故案例分析,发现行为安全"2-4"模型不仅继承和发展了因果连锁理论的优点,更是改进其缺点,在对我国煤矿事故案例分析中更加有效,且在各层级均可找到事故预防的策略。     

重金属离子对微生物燃料电池产电性能的影响

构建双极室微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),利用硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)处理模拟酸性矿山废水,考察5 mg/L重金属离子(Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)和Cr6+)对电池产电性能的影响。MFC阳极室有效体积为12 m L,电极材料为碳毡,连续进水,流速为1.9 m L/h,水力停留时间HRT为6.3 h。进水不添加重金属离子时,MFC电压能够升高到200 m V,最大功率密度为55.6 m W/m2(13.89 W/m3),COD平均去除率为57.6%;进水添加重金属离子混合液时,电压由最高180.9 m V降到最低34.7 m V,COD去除率由64.2%逐渐降为7.2%;停止添加重金属,电压逐渐升到400 m V,最大功率密度达222 m W/m2(55.56 W/m3),COD去除率逐渐上升至58.3%。分析认为,重金属离子对SRB菌活性产生抑制作用导致电压和COD去除率显著下降,但是,重金属离子沉淀修饰了MFC阳极,提高了电子的传递性能,MFC产电电压升高。     

不同粒径钨尾砂中重金属的含量及形态研究

以江西省赣南地区牛孜石、画眉坳、西华山钨矿尾砂库为研究对象,采集钨尾砂样品3份,使用标准筛将其细分为7个粒径等级(450μm)。以BCR连续提取法对重金属进行形态提取,ICP-OES测定不同粒径钨尾砂颗粒物中Cr、Mn、Cu、Zn、Cd、As、Pb、Ni重金属各形态的含量。研究结果表明:不同粒径的尾砂中重金属的含量差异明显,Cu、Zn元素在粒径>380μm的颗粒物中含量较高,Cr、Cd、Pb、Ni、Mn元素则在粒径<25μm的颗粒物中有着很高的含量,特别是Pb,该粒径中的含量远高于其他任何粒径区间。重金属形态随尾砂粒径分布表明:不同矿区同一粒径的尾砂各形态重金属所占比例差异明显,但相同的是,粒径大于450μm的颗粒物中Cu、Zn可交换态形式所占比例较高,而粒径小于25μm的极细颗粒物中,可溶态的Ni含量很高,需要采取有效管理措施以遏制可能发生的污染。     

土壤物理质量指标研究进展及在矿区环境中的应用展望

对土壤物理质量指标在国内外的研究进展进行了系统总结,在矿区环境中的应用进行了展望,构建了矿区环境土壤物理质量指标体系。常规指标的研究集中于耕作或人为干扰对指标影响的定量研究及物理、化学和生物学指标的相互影响。国外提出并应用了许多非常规指标来对土壤物理质量进行评价,结合常规指标,可以对自然或人为扰动情况下,土壤损伤及退化问题进行深入研究。采煤沉陷对土壤物理质量的影响是一个系统和复杂的过程,我国矿区土壤环境的研究,应该基于不同的研究目的,选择正确的常规和非常规指标来对矿区土壤物理质量进行系统的评价、表征及定量化。构建的矿区环境土壤物理质量指标体系,具有一定的参考和应用价值。     

Feasible conversion of solid waste bauxite tailings into highly crystalline 4A zeolite with valuable application

Bauxite tailings are a major type of solid wastes generated in the flotation process. The waste by-products caused significant environmental impact. To lessen this hazardous effect from poisonous mine tailings, a feasible and cost-effective solution was conceived and implemented. Our approach focused on reutilization of the bauxite tailings by converting it to 4A zeolite for reuse in diverse applications. Three steps were involved in the bauxite conversion: wet-chemistry, alkali fusion, and crystallization to remove impurities and to prepare porous 4A zeolite. It was found that the cubic 4A zeolite was single phase, in high purity, with high crystallinity and well-defined structure. Importantly, the 4A zeolite displayed maximum calcium ion exchange capacity averaged at 296 mg CaCO₃/g, comparable to commercially-available zeolite (310 mg CaCO₃/g) exchange capacity. Base on the optimal synthesis condition, the reaction yield of zeolite 4A from bauxite tailings achieved to about 38.43%, hence, this study will provide a new paradigm for remediation of bauxite tailings, further mitigating the environmental and health care concerns, particularly in the mainland of PR China.