金属矿膏体充填理论与技术

金属矿膏体充填理论与技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

吴爱祥,王洪江 著
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出版社: 科学出版社有限责任公司
ISBN:9787030459275
版次:1
商品编码:11795573
包装:精装
开本:16开
出版时间:2015-10-01
用纸:胶版纸
页数:456
字数:670000
正文语种:中文

具体描述

内容简介

本书介绍国内近几年金属矿山的膏体充填技术发展,包括工艺技术与核心设备。内容包括:膏体性能、膏体充填材料与配比、膏体浓密技术、膏体制备工艺与装备、膏体沿程阻力与管道输送工艺、膏体充填自动控制技术。此外,还介绍了国内外多个典型矿山的应用实例。本书涵盖了大量的新科研进展和工程经验,内容丰富、叙述简明。

作者简介

  吴爱祥,教授、博士生导师、教育部长江学者、国家杰出青年基金获得者,教育部“金属矿山高效开采与安全”重点实验室主任、教育部创新团队首席教授,兼任中国金属学会采矿学术委员会主任、中国有色金属学会采矿学术委员会副主任、《金属矿山》等杂志理事,国家“863”计划资源环境领域专家,享受国务院政府特殊津贴。作者长期从事膏体充填采矿、矿岩散体动力学和溶浸采矿等方面的科研与教学工作。先后主持和承担了50多项科研项目,其中包括国家科技支撑计划项目、国家“973”计划课题、国家自然科学基金重点项目及面上项目、博士点基金及多项校企合作课题等。相关科研成果已获国家科技进步二等奖4项、省部级科技进步特等奖和一等奖6项。获得国家发明专利授权13项,出版专*3部,在国内外学术刊物上发表学术论文200余篇。
  
  王洪江,教授、博士生导师,2011年到澳大利亚南澳大学作访问学者。自参加工作以来,一直从事金属矿开采技术研究,内容涉及地下硬岩矿床的采矿方法、尾矿处置与综合利用技术、溶浸采矿等领域研究,取得了巨大的经济效益与社会效益。先后负责和参加了20余项科研项目,其中包括国家科技支撑计划、国家自然科学基金、博士点优先发展领域项目、云南省科技强省计划以及厂协合作项目。近十年来获国家、省部级科技奖7项,其中国家科技进步二等奖2项,北京市科学技术基础研究类一等奖1项。获得授权专利10项,在国内外知名刊物上发表学术论文90余篇,其中三大检索机构共收录39篇。

目录

目录

前言
第1章绪论1
1.1胶结充填技术面临的主要问题2
1.1.1充填成本居高不下2
1.1.2尾砂脱水速度慢3
1.1.3充填料浆制备质量差4
1.1.4管道输送过程中磨损与堵塞严重4
1.2膏体充填的基本概念5
1.2.1泌水率与饱和率6
1.2.2颗粒级配7
1.2.3基于颗粒级配的膏体体积浓度计算8
1.2.4从屈服应力角度探讨膏体定义8
1.3膏体充填技术的发展历史10
1.4膏体充填技术应用与研究现状12
1.4.1膏体充填材料12
1.4.2尾砂浓密技术14
1.4.3膏体搅拌技术15
1.4.4膏体输送技术16
1.4.5自动控制技术16
1.5膏体充填的技术优势18
1.6膏体充填发展趋势21
1.6.1基础理论的发展趋势21
1.6.2工艺技术的发展趋势22
1.6.3专用设备的发展趋势23
参考文献23
第2章膏体充填材料及其配比25
2.1膏体充填原材料25
2.1.1尾砂26
2.1.2粗骨料28
2.1.3水泥及其替代品30
2.1.4膏体化学添加剂36
2.2膏体充填材料物理性质43
2.2.1粒级组成44
2.2.2比表面积47
2.2.3相对密度48
2.2.4容重49
2.2.5孔隙率49
2.2.6浓度50
2.2.7沉降性51
2.2.8渗透性52
2.3膏体材料配比56
2.3.1确定膏体材料配比的原则56
2.3.2不同采矿方法对充填体强度的要求57
2.3.3流动性的要求59
2.3.4充填材料的级配要求59
参考文献63
第3章膏体主要性能及其影响因素65
3.1膏体流动性能及其影响因素65
3.1.1塌落度及扩展度65
3.1.2稠度67
3.1.3流动度68
3.1.4膏体流动性的影响因素及其规律69
3.2膏体流变性质及其影响因素73
3.2.1膏体流变学基本概念73
3.2.2膏体流变模型76
3.2.3膏体流变性能测试仪77
3.2.4膏体流变性的影响因素80
3.3膏体凝结性能及其影响因素85
3.3.1凝结时间85
3.3.2抗压强度89
3.3.3收缩与膨胀93
参考文献96
第4章尾砂浓密脱水原理99
4.1高分子絮凝剂作用机理99
4.1.1高分子絮凝架桥模式99
4.1.2不同类型絮凝剂作用机理101
4.2尾砂动态浓密半工业模拟试验103
4.2.1半工业实验平台研制103
4.2.2尾砂浓密半工业试验方案及其步骤106
4.2.3尾砂浓密底流浓度影响规律109
4.2.4浓密机内尾砂浓度宏观分布特征111
4.3尾砂重力浓密理论116
4.3.1静态沉降理论116
4.3.2动态沉降理论121
4.4尾砂过滤脱水理论128
4.4.1过滤的关键参数129
4.4.2非压缩过滤的基本方程132
4.4.3压缩过滤的基本方程135
4.5尾砂浓密性能理论表征137
4.5.1影响尾砂浆沉降浓密的参数137
4.5.2尾砂沉降特性138
4.5.3尾砂压缩特性143
4.5.4尾砂浓密性能表征实例148
4.6膏体浓密机耙架扭矩计算模型151
4.6.1浓密机内部散体区域划分151
4.6.2耙架受力分析153
4.6.3复杂结构搅拌耙架扭矩计算模型155
参考文献159
第5章尾砂浓密脱水工艺与设备161
5.1絮凝剂制备与添加161
5.1.1絮凝剂溶解原理161
5.1.2絮凝剂溶解设备162
5.1.3絮凝剂制备与添加应用实例163
5.2尾砂浓密脱水工艺164
5.2.1一段脱水工艺165
5.2.2二段脱水工艺167
5.2.3多段联合脱水工艺169
5.3国内外重力浓密设备及其性能170
5.3.1立式砂仓171
5.3.2普通耙式浓密机173
5.3.3高效浓密机175
5.3.4膏体浓密机182
5.4国内外过滤设备及其性能194
5.4.1过滤设备的分类194
5.4.2带式真空过滤机196
5.4.3陶瓷过滤机198
5.4.4立式全自动过滤机200
5.4.5尾砂浓密脱水与过滤脱水方式的比较203
5.5膏体浓密工程实例204
5.5.1膏体浓密机结构205
5.5.2尾砂一段浓密工艺208
5.5.3浓密效果208
参考文献208
第6章膏体搅拌理论210
6.1膏体搅拌机理及主要影响因素210
6.1.1膏体搅拌机理210
6.1.2膏体搅拌主要影响因素211
6.2膏体搅拌均匀性评价214
6.3双轴卧式搅拌机结构参数分析216
6.3.1搅拌臂216
6.3.2搅拌机叶片布置220
6.3.3搅拌筒长宽比222
6.3.4搅拌转速223
6.3.5容积利用系数224
6.3.6搅拌能力225
6.4搅拌功率计算及其影响因素226
6.4.1搅拌功率计算226
6.4.2搅拌功率与塌落度之间的关系227
6.4.3搅拌功率与流变特性之间的关系228
6.5搅拌低效区及其消除方法229
6.5.1搅拌低效区现象229
6.5.2搅拌低效区的消除方法229
参考文献231
第7章膏体搅拌工艺与设备233
7.1膏体搅拌工艺分类及特点233
7.1.1间歇式膏体搅拌工艺233
7.1.2连续式膏体搅拌工艺234
7.1.3连续式与间歇式搅拌工艺之间的区别235
7.2国内外膏体搅拌设备及其性能236
7.2.1混凝土搅拌机237
7.2.2金属矿山粗骨料膏体连续搅拌机243
7.2.3细骨料膏体搅拌机250
7.2.4其他新型搅拌机255
7.3膏体制备工程实例259
7.3.1全尾浆体高速活化搅拌实例259
7.3.2全尾-碎石高浓度卧式搅拌工程实例260
参考文献262
第8章膏体管道输送理论263
8.1现有膏体管流阻力计算方法263
8.1.1基于两相流理论的阻力计算方法263
8.1.2基于流变学理论的阻力计算方法268
8.2膏体管流阻力的试验测试及影响因素271
8.2.1管流阻力的实验测试方法271
8.2.2膏体管流阻力的影响因素281
8.3膏体触变性对其管流阻力的影响284
8.3.1膏体触变模型构建284
8.3.2管流阻力时间变化特征286
8.3.3试验现象分析287
8.4管壁滑移条件下膏体管流阻力的计算288
8.4.1膏体管壁滑移机理289
8.4.2膏体管内滑移流动分析290
8.4.3膏体管壁滑移速度模型推导292
8.4.4考虑管壁滑移效应的管流阻力计算292
8.4.5管流阻力计算模型适应性分析294
8.5系统启动过程中膏体管流阻力的计算296
8.5.1试验现象分析296
8.5.2停泵再启的阻力模型298
8.5.3工程实例分析300
8.6膏体管道输送的数值模拟技术301
8.6.1数值模拟的基础理论301
8.6.2数值模拟软件及应用现状303
8.6.3膏体管道输送数值模拟实例304
参考文献314
第9章膏体管道输送工艺设备及其系统维护316
9.1膏体自流输送工艺316
9.1.1深井矿山自流输送的两种模式317
9.1.2非满管流动的管道破坏机理318
9.1.3满管自流输送原理319
9.1.4满管流输送技术措施320
9.1.5满管自流输送优化实践325
9.2膏体管道泵压输送工艺327
9.2.1泵压输送工艺的优点327
9.2.2泵压充填对膏体充填料的要求328
9.2.3膏体充填泵选型原则328
9.3国内外膏体泵压输送设备及其性能329
9.3.1往复式活塞泵330
9.3.2往复式隔膜泵340
9.3.3浆体其他输送设备346
9.4充填管道布置方式347
9.4.1充填钻孔347
9.4.2管道系统348
9.4.3管道布置形式优化349
9.5管道失效模式及其防护措施351
9.5.1堵管原因分析及其防护措施351
9.5.2充填管道爆管原因分析351
9.5.3管道磨损规律与预防措施354
9.6膏体充填管道减阻技术358
9.6.1水环减阻358
9.6.2振动减阻358
9.6.3外加剂减阻361
9.7膏体充填管道清洗技术363
参考文献365
第10章膏体充填过程自动控制366
10.1膏体充填工艺流程概述366
10.1.1尾砂浓密工艺流程366
10.1.2粗骨料制备流程367
10.1.3水泥添加流程368
10.1.4膏体搅拌流程369
10.1.5膏体管道输送流程369
10.2膏体充填过程计量与控制设备370
10.2.1散体物料计量设备370
10.2.2散体物料输送与控制设备376
10.2.3浆体计量与控制379
10.2.4物位计382
10.2.5管道压力计386
10.2.6阀门387
10.3充填系统控制算法与实现393
10.3.1工业自动化控制系统的分类393
10.3.2主要控制回路395
10.3.3工艺控制算法397
10.3.4执行器399
10.4膏体充填自动控制工程实例402
10.4.1新疆某铜矿膏体充填自动控制系统402
10.4.2赞比亚某铜矿膏体充填自动控制系统405
参考文献408
第11章国内外膏体充填工程实例409
11.1国内工程实例409
11.1.1云南某铅锌矿410
11.1.2新疆某铜矿412
11.1.3云南某铜矿415
11.1.4甘肃某镍矿417
11.2国外工程实例420
11.2.1中色谦比希铜矿420
11.2.2坦桑尼亚Bulyanhulu金矿424
11.2.3加拿大Williams金矿426
11.2.4瑞典Garpenberg矿427
11.2.5智利El Toqui矿429
11.2.6爱尔兰Lisheen铅锌矿432
参考文献433
附录膏体充填领域著名厂商名录434

精彩书摘

  《金属矿膏体充填理论与技术》:
  根据工程经验,屈服应力超过200 Pa的膏体,其管道输送还是具有一定难度的。能够进行管道输送是膏体作为充填料浆的必要条件,不能进行管道输送的膏体没有现实意义可以认为充填料浆屈服应力达到200Pa时的浓度值,是能够进行工业应用的最大浓度值如果可以将最大浓度值降低1%~2%,将较大幅度地降低膏体输送难度,使得料浆既符合膏体特性,又便于管道输送。
  除了采用屈服应力来表征膏体的流体力学性能,塌落度也在一定程度上反映了膏体流动性能的好坏。塌落度是料浆因自重自行塌落的高度差。料浆的塌落度主要由容重和屈服剪切应力决定,间接地反映了膏体流场内黏滞力与惯性力的比值。由于其测试方法简单,便于现场实施,从而被现场工作人员普遍接受。一般认为,膏体的塌落度范围为18~25cm。
  综上所述,作者认为膏体是有足够细颗粒含量,使得流场的黏滞力大于惯性力并且达到饱和的结构流浆体。对于金属矿膏体充填,考虑国内外相关指标,町认为膏体是—20μm含量大于15%、塌落度为18~25cm、屈服应力在200Pa以下、泌水率为5%的结构流浆体。
  1.3 膏体充填技术的发展历史
  1978年德国Preussage金属公司Bad Grund铅锌矿进行了尾砂膏体泵送充填试验。它是将浮选尾砂(粒度为0~0.5mm)经过滤脱水,添加重介质尾砂(粒度为0.8~30mm)后,形成高浓度膏体状充填料浆,并在充人采场前添加水泥,形成各种强度的充填体。20世纪80年代初,Bad Grund铅锌矿建成膏体充填系统,并第一次成功应用柱塞泵进行了膏体输送,形成了“Preussage Pumped Fill”泵压充填新工艺(Lerche and Renetzeder,1984)。
  1992年加拿大萨德伯里地区的Creightion矿首先使用膏体充填技术(Bloss andRankine,2005;Sivakugan et al.,2006)。矿山充填料主要采用分级尾砂、冶炼炉渣和生石灰,胶凝剂采用波兰特水泥,灰砂比在1:30~1:10。充填物料被制备成重量浓度为70%~72%的膏体状稠料浆,借助正压排量泵输送到井下采空区。为了制备成可输特性好的料浆,其物料配比有比较严格的要求,而且要求充填骨料与胶凝剂必须在搅拌槽搅拌均匀。
  ……

前言/序言


《绿色矿山开发与生态修复》 本书深度探讨了在我国可持续发展战略背景下,矿产资源开发与环境保护之间不可分割的联系。书中详尽阐述了如何构建一座环境友好、资源高效利用的“绿色矿山”,并为矿区生态系统的恢复与重塑提供了系统性的解决方案。 第一部分:绿色矿山理念与实践 本部分首先梳理了绿色矿山建设的时代背景与核心内涵,强调了其在保障国家能源安全、促进区域经济发展和实现人与自然和谐共生中的重要作用。随后,深入剖析了绿色矿山建设的“五大理念”:资源节约与高效利用、清洁生产与环境友好、科技创新与智能发展、安全生产与本质安全、企业文化与社会责任。 在实践层面,本书详细介绍了绿色矿山建设的关键要素: 资源勘探与评价的绿色化: 探讨了如何运用高精度、低扰动、环境友好的勘探技术,准确评价资源潜力,并在此基础上优化开发方案,最大程度减少对地质环境的影响。 开采工艺与技术的绿色选择: 详细对比分析了不同开采方法(如地下开采、露天开采)对生态环境的潜在影响,并重点推介了低能耗、低排放、低噪声的先进开采技术,如智能化采矿、自动化掘进、无轨胶轮车运输等。 选矿与加工过程的清洁化: 阐述了如何通过优化选矿工艺,减少药剂使用量、降低废水、废渣的产生,并介绍了先进的固废处理与资源化利用技术,如尾矿干堆、浮选尾矿再利用、选矿废水循环利用等。 矿区土地复垦与生态恢复: 提供了详细的矿区土地复垦技术指南,包括不同地质条件下(如采坑、排土场、塌陷区)的植被恢复、土壤改良、水土保持措施。同时,介绍了针对矿山废弃物诱发的土壤污染、地下水污染等问题的生态修复策略,如微生物修复、植物修复、物理化学修复等。 矿区环境保护与监测体系: 强调了建立健全矿区环境监测网络的重要性,涵盖空气质量、水体质量、土壤质量、噪声、振动等各项指标。并介绍了先进的遥感监测、无人机巡检、物联网监测等技术在环境保护中的应用。 第二部分:矿区生态修复与可持续发展 本部分聚焦于矿产开发活动对生态环境造成的长期影响,并提出了切实可行的生态修复策略。 矿山污染的形成机理与危害: 深入分析了矿山开采活动中可能产生的各类污染,包括重金属污染、酸性废水、粉尘污染、噪声污染、地质灾害(滑坡、塌陷)等,并阐述了这些污染对周边生态系统、居民健康以及社会经济发展的潜在危害。 生态修复技术与工程实践: 详细介绍了各种生态修复技术的原理、适用范围及工程案例。 水体修复: 针对矿坑水、酸性矿山废水,介绍了被动处理(如人工湿地、石灰中和)和主动处理(如化学沉淀、离子交换、膜分离)等方法。 土壤修复: 针对重金属污染土壤,介绍了植物修复(如超富集植物的应用)、微生物修复(如利用微生物降解或固定重金属)以及固化/稳定化等技术。 植被恢复与景观重塑: 针对裸露的排土场、采坑等区域,重点介绍了根据当地气候、土壤条件选择适宜的先锋植物、建植草本或灌木群落,逐步构建稳定、具有自我维持能力的植被系统。同时,探讨了如何通过景观设计,将矿区恢复为具有生态功能和观赏价值的区域。 地质灾害防治与风险管理: 介绍了针对矿山开采诱发的地质灾害(如滑坡、崩塌、地面塌陷)的勘察、评估、预警和工程治理技术,旨在保障矿区及周边区域的安全。 矿区可持续发展模式探索: 本部分进一步拓展了绿色矿山建设的范畴,提出了将矿区生态修复与地方经济发展相结合的思路。例如,发展生态旅游、有机农业、新能源产业等,实现矿区的经济转型与可持续发展。同时,强调了加强公众参与、提升环境意识在矿区可持续发展中的重要作用。 第三部分:政策法规与未来展望 本部分回顾了我国在绿色矿山建设和矿区生态修复方面的政策法规体系,并对未来的发展趋势进行了展望。 政策法规体系的演进与完善: 梳理了相关法律法规,如《环境保护法》、《矿产资源法》、《水污染防治法》、《土壤污染防治法》等,以及国家和地方出台的一系列绿色矿山建设、生态修复方面的指导意见和标准。 科技创新与智能驱动: 展望了人工智能、大数据、物联网、遥感技术等在绿色矿山建设、环境监测、生态修复全过程的应用前景,强调科技创新是实现矿业可持续发展的核心驱动力。 国际合作与经验借鉴: 介绍了国际上在绿色矿山建设和矿区生态修复方面的先进理念、技术和成功案例,为我国提供了有益的参考。 面向未来的挑战与机遇: 探讨了在矿产资源需求持续增长的背景下,如何平衡开发与保护的关系,以及未来绿色矿山建设将面临的挑战(如资金投入、技术瓶颈、管理难题)和发展机遇。 本书内容丰富、理论扎实、案例生动,适合矿业工程、环境工程、地质工程、生态学等相关专业的科研人员、工程师、管理者以及关心中国矿业可持续发展的各界人士阅读。通过学习本书,读者将能够更全面地理解绿色矿山建设的意义,掌握矿区生态修复的关键技术,为推动我国矿业迈向绿色、高效、可持续发展的新阶段贡献力量。

用户评价

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《金属矿膏体充填理论与技术》这本书在材料科学的深度探讨方面让我印象深刻。它不仅仅停留在宏观的工程应用层面,而是深入到膏体充填体内部的微观结构、化学组成以及它们如何相互作用来决定最终的力学性能。书中对不同胶凝材料(如水泥、粉煤灰、矿渣等)的特性及其对膏体流动性、早期强度和长期耐久性的影响进行了详尽的分析,这让我联想到在混凝土技术中类似的材料选择和优化过程。更重要的是,书中关于膏体充填体在固化过程中发生的物理化学反应的机理,比如水化反应、水化产物的生成和演变,以及这些过程如何影响充填体的孔隙结构和渗透性,都进行了细致的阐述。这对于理解充填体的长期稳定性,特别是其抵抗地下水侵蚀和化学侵蚀的能力,提供了坚实的理论基础。我特别关注了书中关于充填体早期强度发展规律的研究,以及如何通过优化配比来缩短固结时间,提高采矿进度。此外,书中关于充填体应变硬化和应变软化的现象及其机理的讨论,也让我对材料的力学行为有了更全面的认识。总而言之,这本书在材料科学的严谨性和实用性上都做得非常出色,它提供了一个关于如何从材料本身去理解和控制工程性能的范例,对于任何想要深入研究材料工程的人来说,都极具参考价值。

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书中对膏体充填技术在矿山环境治理方面的贡献,让我看到了科技进步如何能够解决传统矿业带来的环境问题。传统的露天采矿和地下采矿往往会留下大量的采空区和废石堆,对生态环境造成长期的负面影响。而膏体充填技术,通过将尾砂等废弃物进行固化处理后回填采空区,不仅解决了废弃物的堆放问题,还能够有效防止采空区的塌陷,减少地表沉降,从而保护地表植被和建筑物。书中详细介绍了膏体充填技术如何实现“零排放”或“近零排放”,以及如何通过合理的配比设计,使充填体具有一定的透水性,从而减轻对地下水环境的污染。我特别注意到书中关于膏体充填体固化后,其内部的微观孔隙结构以及如何影响水分的迁移和污染物在其中的扩散。这对于评估充填体在长期环境下对地下水的影响具有重要的参考价值。书中还探讨了如何利用膏体充填技术来修复已经被破坏的矿区环境,比如进行边坡的加固和植被的恢复。这让我看到了科技在环境保护领域所扮演的重要角色。总而言之,这本书不仅展示了膏体充填技术的工程技术实力,更彰显了它在推动矿业可持续发展和环境保护方面的重要作用。

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《金属矿膏体充填理论与技术》中关于充填体与围岩相互作用的章节,给我留下了深刻的印象。书中详细探讨了充填体在固化过程中产生的应力以及这些应力如何传递到围岩,以及围岩本身的应力状态如何反过来影响充填体的性能。这种双向的相互作用是理解地下工程稳定性的关键。书中对充填体对围岩支护作用的力学机理进行了深入分析,包括充填体如何分担围岩的荷载,如何限制围岩的变形,以及如何在长期采掘过程中维持围岩的稳定性。我特别关注了书中关于充填体与不同类型围岩(如软岩、硬岩、节理发育的岩体等)相互作用特性的研究,以及如何根据围岩的特点来优化充填体的配比和施工方式。书中还提到了充填体固化后产生的附加应力,以及这些应力在采空区顶板和侧壁的分布,这对于预测采空区的变形和坍塌风险具有重要的指导意义。我通过阅读,了解到充填体不仅仅是一种填充物,更是一种主动的支护结构,它能够显著改善采空区的整体稳定性,减少地质灾害的发生。这本书让我认识到,在地下工程的设计和施工中,充填体与围岩的相互作用是必须高度重视的一个环节,其设计的好坏直接关系到整个工程的安全性和经济性。

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这本书所展现出的工程管理与风险控制的理念,对于任何大型工程项目都具有普遍意义。虽然主题是金属矿的膏体充填,但书中关于项目规划、成本控制、安全管理以及应急预案的论述,都非常具有借鉴性。例如,书中对于膏体充填项目全生命周期的成本效益分析,从原材料采购、设备投资、生产运行到最终的废弃物处理,都进行了细致的考量,这让我对如何进行科学的项目决策有了更清晰的认识。在安全管理方面,书中详细列举了膏体充填过程中可能存在的风险,如管道堵塞、设备故障、充填体坍塌等,并提出了相应的预防和应对措施。特别是关于现场施工人员的安全培训和事故预防机制的介绍,让我看到了一家负责任的矿业企业是如何将安全放在首位的。书中还提及了关于充填体质量的监控与检测方法,以及如何通过数据分析来评估充填效果和优化施工工艺,这让我认识到科学管理对于工程项目成功的关键作用。我尤其赞赏书中对于环保措施的重视,比如如何减少废水排放,如何对充填体进行生态修复等,这体现了现代工程项目在追求经济效益的同时,也承担起了对环境的责任。总而言之,这本书不仅是一本技术专著,更是一本关于如何成功实施复杂工程项目的管理指南,其涵盖的广泛性和深入性,值得所有工程管理人员认真学习。

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《金属矿膏体充填理论与技术》一书中关于充填体与地下水相互作用的章节,给我带来了重要的启示。在地下矿山开采中,地下水的控制和管理是一项至关重要的工作,而膏体充填技术在其中扮演着重要的角色。书中详细阐述了膏体充填体对地下水流动的阻滞作用,以及如何通过调整充填体的颗粒级配和固化性能来控制其渗透性。我尤其关注了书中关于充填体孔隙结构对地下水渗透系数的影响,以及如何通过优化配比设计,来制造具有低渗透性的充填体,从而有效地隔绝地下水的渗入,保护采矿作业环境。书中还探讨了膏体充填体在固化过程中,其内部孔隙如何演变,以及这些演变如何影响其长期的防水性能。此外,书中还分析了膏体充填体与地下水中可能存在的化学物质之间的相互作用,以及如何通过合理的配比设计,来提高充填体的耐化学腐蚀性,防止对地下水环境造成二次污染。这本书让我深刻认识到,膏体充填技术不仅仅是简单地填补采空区,更是一种能够有效管理和控制地下水,保护矿山环境的综合性技术。

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读完《金属矿膏体充填理论与技术》,我深感其对实际工程问题的解决能力。书中对于膏体充填在矿山采空区回填、提高采矿效率和环境保护方面的作用的论述,让我看到了这项技术巨大的潜力。它不仅仅是简单地将废弃物填回去,而是通过科学的设计和精密的控制,实现资源的最大化利用和环境影响的最小化。我尤其对书中介绍的几种不同类型的膏体充填工艺流程进行了深入了解,比如全尾砂膏体充填、精矿膏体充填等,以及它们各自的优缺点和适用范围。这些工艺的介绍,不仅包含了设备选型、操作参数的设定,还涉及到了物料的输送、均匀混合以及现场的施工管理。书中对于不同充填体在不同地质条件下的表现也做了详细的分析,比如如何应对地下水的影响、如何处理高地应力等复杂情况。这些内容对于理解实际工程中的挑战以及如何克服这些挑战提供了宝贵的经验。书中还提到了关于充填体固结沉降对上覆岩层的应力分布影响,这对于了解采空区的稳定性以及可能引发的地质灾害非常有指导意义。通过对这些内容的学习,我更加认识到,矿山采空区的回填并非易事,需要综合考虑地质、工程、材料、环境等多方面因素,而膏体充填技术正是一种能够有效解决这些问题的现代化手段。这本书为我打开了一扇了解现代采矿技术的大门,让我对如何高效、安全、环保地开采矿产资源有了更深的认识。

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这本书在数值模拟与力学分析方面的应用,让我看到了现代计算技术在复杂工程问题研究中的强大力量。书中详细介绍了如何利用有限元分析(FEA)等数值模拟方法,来模拟膏体充填过程中的应力分布、变形和流体流动。我特别关注了书中关于如何建立膏体充填体的三维数值模型,以及如何将不同材料的本构关系和边界条件输入到模型中,以精确预测充填体的力学行为。书中还展示了如何通过数值模拟来优化充填体的设计参数,比如充填体的厚度、形状以及内部结构的分布,从而达到最佳的支护效果。我通过阅读,了解到数值模拟不仅能够帮助我们更好地理解充填体与围岩之间的相互作用,还能够为实际工程施工提供指导,例如预测充填体在不同荷载下的应力集中区域,并提前采取相应的加固措施。书中还提到了如何利用数值模拟来研究充填体在长期服役过程中的疲劳性能和蠕变行为。总而言之,这本书在数值模拟与力学分析方面的应用,展示了科技进步如何赋能工程设计和研究,使得我们能够以更科学、更精准的方式来解决复杂的工程问题,从而提高工程的可靠性和安全性。

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这本书在长时效性能预测与监测方面的探讨,为理解充填体的长期可靠性提供了重要依据。膏体充填体在采空区内的应用,其效果并非仅仅体现在短期内的填充和支护,更在于其能够承受长期的地质应力和环境变化。书中深入分析了影响充填体长期性能的各种因素,例如充填体本身的强度衰减、收缩开裂、与围岩的长期相互作用以及地下水带来的化学侵蚀等。我特别对书中介绍的几种长时效性能评估方法感兴趣,包括加速老化试验、蠕变试验以及基于数值模拟的长周期预测。这些方法能够帮助我们预估充填体在数十年甚至上百年后的力学性能,从而为矿山的长期安全运营提供科学依据。书中还提到了关于充填体现场监测的技术和方法,比如应力传感器、位移监测以及渗透性测试等。通过这些实时监测数据,我们可以及时了解充填体的运行状态,并根据实际情况调整采矿计划或采取相应的加固措施。这让我看到了现代工程技术在保障地下工程长期安全运行方面所做的努力。总的来说,这本书在长时效性能预测与监测方面的论述,为我们提供了理解和评估膏体充填体长期可靠性的重要工具和方法。

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这本《金属矿膏体充填理论与技术》确实给我带来了很多启发,虽然我不是直接从事矿业研究的,但它所探讨的许多工程力学原理和材料科学的结合,在其他领域也很有借鉴意义。例如,书中关于膏体流动性、固化过程中应力传递以及充填体长期稳定性等章节,让我联想到在土木工程中的一些应用,比如地下结构的加固、隧道掘进中的支护材料选择。膏体充填技术本身就涉及到复杂的流变学行为,如何精确控制膏体的稠度、粘度和屈服应力,以保证其在输送和压实过程中的最佳状态,这其中蕴含的流体力学知识非常扎实。而固化阶段,材料内部化学反应和物理沉降所产生的应力,如何影响充填体的宏观性能,以及如何通过配比设计来优化这些性能,这些内容都让我对材料的内部微观结构与其宏观力学行为之间的关系有了更深刻的理解。尤其是书中对不同矿物成分、胶凝材料以及添加剂对膏体性能影响的分析,其严谨的实验设计和数据处理方法,即使不了解具体的矿物名称,也能从中学习到科学研究的严谨态度和方法论。我特别关注了书中关于充填体疲劳性能和长期变形的研究,这对于理解地下工程结构的耐久性至关重要。总的来说,这本书虽然主题是金属矿的膏体充填,但其背后蕴含的工程科学原理和解决复杂工程问题的思路,对于任何从事工程技术研究的人来说,都是一本值得细细品读的书籍。它提供了一个看待工程问题的不同视角,让我得以跳出自己熟悉的领域,去思考跨学科的解决方案。

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《金属矿膏体充填理论与技术》中关于充填体流变学特性的研究,非常深入和专业。流变学是研究物质在形变和流动过程中力学行为的学科,对于理解膏体充填的输送、压实和固化过程至关重要。书中详细介绍了膏体充填的本构模型,如牛顿流体、宾汉流体、幂律流体等,并分析了不同矿物成分、颗粒级配、加水量和添加剂对膏体流变特性的影响。我特别关注了书中关于膏体屈服应力、塑性粘度和稠度的测量方法和计算模型,这些参数直接决定了膏体在管道中的输送阻力、泵送的难易程度以及在采空区内的铺展性。书中还探讨了膏体在剪切速率变化时的流变行为,以及在储存过程中可能出现的触变性(thixotropy)和流变性(rheopecty)现象,这些都直接影响到膏体输送系统的设计和运行。我通过阅读,了解到如何通过调整膏体的配比和工艺参数,来获得最佳的流变性能,以确保膏体能够顺利、高效地输送到采空区的每一个角落。这本书为我提供了一个关于如何从流体力学的角度来理解和优化膏体充填过程的深刻洞见,其科学性和实践性都非常强。

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