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中国矿业
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月刊

1004-4051

magazine@chinamining.org

010-68332570

100044

北京市西直门北大街45号时代之光名苑2号楼901

中国矿业/Journal China Mining Magazine北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为专业技术性期刊。宣传党和国家有关矿业开发的法规及法律，反映我国矿产勘察与矿业生产建设的科研成果。读者对象矿产勘查与矿山建设方面的专家和工程技术人员、各级领导和管理干部。
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    长城六矿中硬顶板倾斜工作面切顶留巷关键参数研究

    周建褚恒滨
    164-172页
    查看更多>>摘要：针对长城六矿 1301S工作面沿空巷道围岩破坏失稳控制难题,首先,采用UDEC数值模拟方法揭示了 1301S工作面侧向覆岩破断运动规律,发现侧向覆岩破断位置均位于巷道上方,且直接顶悬臂结构长度约为 1.8 m;其次,通过构建侧向覆岩结构力学模型,获得了切顶前后实体煤和矸石支撑体支承应力解析表达式,根据表达式进行算例分析得到切顶前后实体煤支承应力保持不变,均为1.27 MPa,靠近巷道左侧矸石支撑体支承应力降低了56.89%;再次,通过理论计算确定了巷旁切顶参数,即切顶高度 11 m、切顶角度 20°、切缝孔间距 500 mm;最后,设计了 1301S工作面运输顺槽切顶留巷技术方案并开展了工业性试验.研究结果表明:切顶后巷道顶底板移近量和两帮移近量分别为 1 240 mm和 265 mm,与未切顶相比分别降低了12.68%和 70.22%,围岩整体稳定性较好.该研究可为相同或相似条件下切顶留巷技术应用及关键参数设计提供参考和借鉴.

    倾斜工作面中硬顶板切顶留巷围岩卸压

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    基于弹塑性井周的井筒-射孔地层破裂压力预测模型

    杨峰张敏孟宪波丁然...
    173-180页
    查看更多>>摘要：深部"高地应力、高温度、高地层压力"的赋存条件,使储层呈现脆性-延性-应变硬化的塑性特征.针对深部塑性储层的水力压裂改造,存在人工裂缝起裂、延伸压力高的挑战.本文通过开展实时高温高围压的储层岩石三轴压缩实验,明确了储层岩石的塑性破坏特征.建立了深部储层岩石的塑性硬化本构模型,推导了井周的弹塑性应力场分布.结合断裂力学理论,建立了考虑井周塑性区的射孔尖端应力强度因子计算模型,并提出相应的迭代求解方法.采用模型预测室内实验与新疆某油田实际条件下的水力压裂裂缝起裂压力,模型预测结果与实测结果对比表明,考虑弹塑性井周应力场的破裂压力预测值比实际压裂预测值高,储层塑性特征不利于水力裂缝的起裂.模型预测值与油田实测结果的误差为 6.6%,验证了模型的可靠性.考虑弹塑性井周的破裂压力预测模型可保证压裂设计的安全性,为深部储层的压裂方案设计提供有效指导.

    深部地层破裂压力弹塑性井周应力场井筒-射孔

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    超低密度水泥浆固井质量改进方法研究

    张常瑞张景富朱胡佳谢帅...
    181-186页
    查看更多>>摘要：随着油气田勘探和开发的不断深入,对于一些极低压力地层条件,有时低密度水泥浆也无法满足安全固井施工的需求,只能采用超低密度水泥浆解决平衡压力固井问题.由于现有低密度固井质量评价标准不能客观准确地反映超低密度水泥浆的真实胶结质量,因此,对超低密度水泥浆在不同养护条件下的水泥石的声学特性、力学参数等进行了实验检测,分析了影响超低密度水泥石力学及声学特性的因素及规律.研究结果表明:密度、温度、养护时间均会对超低密度水泥石的声速和抗压强度发展产生影响,其中,温度对水泥石早期影响较大,后期影响小;水泥石密度越高,声阻抗与抗压强度越高,声阻抗与弹性模量存在线性关系,与抗压强度呈指数关系;建立了超低密度水泥浆固井套管波相对声幅计算公式,研究结果为制定超低密度水泥浆固井质量评价指标提供了基础.

    超低密度声阻抗抗压强度固井水泥浆

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    煤矿斜井过动水砂层帷幕注浆扩散封堵机理及应用

    雷亚军范钢伟杨建辉任闯难...
    187-195页
    查看更多>>摘要：我国西部煤矿斜井井筒在富水松散层段大多发生渗漏水现象,有时甚至存在涌水溃砂风险,影响煤矿安全生产.为科学指导斜井过动水砂层防治水工作,以曹家滩煤矿主副斜井过动水砂层帷幕注浆为工程背景,借助有限元数值模拟软件建立了动水砂层帷幕注浆扩散封堵模型,探究了煤矿斜井过动水砂层帷幕注浆扩散封堵机理,结合具体治理区域,优化了动水砂层帷幕注浆参数及工艺,并进行了现场效果检验.研究结果表明:随着动水流速和注浆压力的增大,浆液顺水流方向扩散特征明显;注浆压力 0.5 MPa,动水流速 0.3 m/s时,顺水流方向浆液扩散半径增至 1.83 m;随着帷幕内壁与井筒外壁间距的增大,井筒围岩变形破坏范围逐渐远离井筒外壁,治理区域间距设置应不小于 12.5 m;注浆参数及工艺优化后,主副斜井治理段水量分别衰减 85.6%和 82.7%,治理效果显著.本文研究成果有助于解决动水砂层斜井井筒渗漏水问题,保障斜井井筒安全运营,保护矿山地下水资源.

    斜井井筒动水砂层帷幕注浆工艺参数涌水量

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    负压通风条件采煤机附近高度及风速对粉尘浓度影响研究

    王南张科峰
    196-204页
    查看更多>>摘要：大采高综采工作面采煤机割煤产尘是工作面的重大尘源,严重影响采煤机司机及工作人员的安全.为研究负压通风条件大采高(6 m)综采工作面采煤机附近高度及风速对粉尘浓度的影响,基于自主搭建的相似实验平台和FLUENT数值模拟方法,研究了不同风速下采煤机附近不同高度及相同高度的粉尘沿程分布和采煤机处风流分布及割煤粉尘的运移,并提出了综合防尘建议.相似实验结果表明,割煤机道与回风巷道近下帮粉尘浓度随高度降低而增加,且回风隅角中煤壁和采空区附近的低风速和涡流使得粉尘浓度下降幅度很大;同一截面同一高度下粉尘浓度随风速增大而减小,风速较小时粉尘浓度变化曲线较平缓.数值模拟结果表明:采煤机滚筒风流的阻碍使得采煤机机身前的风流流动方向向采煤机偏移,高速风流会对采煤机司机产生不利影响;采煤机道空间断面上,靠近采煤机区域距离工作面顶板越近,粉尘浓度越大;建议大采高综采面通风除尘风速不应低于 2 m/s,采煤机下风侧 20～50 m粉尘扩散范围开启喷雾装置.研究结论为大采高综采面粉尘治理提供一定的参考.

    大采高综采工作面采煤机粉尘浓度高度风速

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    泡沫凝胶稳定性及其结构演化特征研究

    李小超秦剑云余小华李东涛...
    205-210页
    查看更多>>摘要：泡沫凝胶是一种高效的煤自燃防治材料,该材料结合了泡沫的流动性和堆积性、凝胶的耐温性等防灭火特性.本文从泡沫凝胶的形成原理、结构演化、稳定性和流动性等阐述了泡沫凝胶的防灭火特征.泡沫凝胶主要由发泡剂、交联剂和水等通过物理发泡和成胶反应后形成,其形成过程分为两个阶段:第一阶段为物理发泡,形成泡沫液;第二阶段将交联剂加入泡沫,通过胶凝反应后生成泡沫凝胶.第一阶段泡沫凝胶主要体现泡沫的流动性和堆积性,第二阶段随着胶体量的增加,泡沫凝胶体现胶体的耐温性,同时可通过交联剂的添加量控制凝胶的成胶时间.泡沫凝胶的基础结构与水基泡沫的结构相同,不同的是凝胶颗粒构成了泡沫凝胶的基础骨架,减缓了重力排液和泡沫歧化速率.泡沫凝胶结构的演化过程包括液膜破裂、成胶和骨架坍塌等,最终形成凝胶层充填遗煤裂隙.泡沫凝胶在采空区中的流动受注浆压力、重力和阻力的综合作用,横向流动速度大于纵向流动速度,其扩散前峰轮廓线为椭球形.本文研究成果为泡沫凝胶的科学应用提供了有力支撑.

    煤自燃稳定性泡沫凝胶结构演化胶凝反应

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    白象山铁矿疏堵避一体化防治水技术研究

    朱承敏孙茂贵张骥翟浩...
    211-216页
    查看更多>>摘要：随着白象山铁矿西部厚大矿体大规模开采扰动,矿区水文地质结构发生时空演变,青山河水将成为主要充水水源,并且通过岩移错动裂隙、大规模导水构造倒灌矿坑,对矿山及周边地质环境造成毁灭性灾害.本文通过对矿山不同水害因素特征及导水通道开展精细化、透明化勘探研究,结合前期防治水研究成果,制定了符合矿山实际需求的疏堵避一体化安全可靠防治水技术方案,解决了矿山,尤其是西部厚大矿体开采引发的一系列关键安全问题和技术难题,实现了矿山资源绿色开发利用的目标.

    开采扰动时空演变充水水源疏堵避防治水技术

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    聚丙烯酰胺对机制砂亚甲蓝值的影响机理研究

    曾启瑞张婷戚栋卢皓植...
    217-223页
    查看更多>>摘要：机制砂已成为我国建设用砂的主要来源.通过亚甲蓝试验考察了阴离子型聚丙烯酰胺(HPAM)的分子量及水解度对机制砂亚甲蓝(MB)值的影响规律,借助循环伏安(CV)试验、扫描电镜和傅里叶变换红外光谱分析,探究了HPAM与MB之间的作用机理.研究结果表明:随着HPAM质量浓度的增加,机制砂MB值呈现阶梯式增大的趋势;在相同水解度和浓度时,随着HPAM分子量增大,分子链中的酰胺基团数量和水解产生的阴离子活性基团含量增多,与MB溶液中的阳离子(C16H18N3S+)结合形成的电化学活性复合物增加,HPAM水解产生的含氧官能团与MB分子中的苯环间的氢键作用力增强,导致机制砂MB值增大;在相同分子量和浓度时,随着HPAM水解度提高,水解HPAM的分子链有效长度增大,与MB分子之间的静电引力以及氢键作用力增强,导致机制砂MB值增大.

    机制砂阴离子型聚丙烯酰胺分子量水解度亚甲蓝值循环伏安法

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    鸡西地区某低品位晶质石墨矿选矿试验研究

    许洪峰牛艳萍
    224-231页
    查看更多>>摘要：鸡西地区某石墨矿品位 4.81%,主要为晶质石墨,石墨鳞片在显微镜下呈片状定向排列,片径 0.03～1.20 mm,大部分与周围矿物接触界线较平直,部分细粒夹杂脉石或被脉石矿物所包裹.矿石中金属矿物主要为磁铁矿、黄铁矿,脉石矿物主要为石英、长石和云母.为确定合适的石墨选矿工艺、合理开发利用资源以及基于对石墨大鳞片的保护,结合矿石性质,确定采用阶段磨矿、阶段浮选、中矿分段集中返回选矿工艺流程.以煤油为捕收剂,2号油为起泡剂,通过一段粗磨、一次粗选、七段再磨九次精选、二次扫选的闭路试验流程,最终获得产率4.89%、品位94.12%、回收率96.42%的石墨精矿,通过对精矿产品粒度分析,+0.147 mm含量 28.17%,石墨鳞片保护率达 55.31%,试验取得较好效果,所获得的产品符合高碳石墨品质技术要求.

    低品位晶质石墨阶段磨矿阶段浮选分段集中返回

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    哥伦比亚某含铜金矿石选冶过程优化生产实践

    赵军生沈卫卫汪鹤鸣陈庆根...
    232-238页
    查看更多>>摘要：哥伦比亚某黄金矿山以含铜高的金矿石为主,技术改造后金回收率低,氰化钠消耗量大,系统中铜离子不断累积,选冶系统生产异常.通过相关试验研究与生产实践,将铜精矿产率从 0.25%调整至 0.75%,铜浮选金、铜作业回收率分别从 20%、34%提高至 35%、52%左右,金总回收率从 87%提高至 89%.将浸出时间从 85.48 h减少至 56.61 h,氰化钠浓度从1 000 mg/L降低至 600 mg/L左右,氰化钠消耗量从 7.49 kg/t降低至 3.60 kg/t,铜浸出率由27.18%降低至 20.09%.根据双氧水破氰除铜试验研究,生产中通过焦亚硫酸钠、双氧水配合使用,进行高碱条件处理,破氰排矿铜离子含量从 330.47 mg/L降低至 24.55 mg/L,系统铜离子大幅降低.生产实践结果表明:对于哥伦比亚某含铜金矿石采用提高铜浮选回收率,优化浸出条件降低氰化钠消耗,进行双氧水破氰,高碱除铜可以取得较好的生产效果,对同类型的含铜金矿石选冶工艺优化及生产实践具有指导意义.

    含铜金矿石金精矿浸出双氧水破氰铜离子

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