Coal mining is threatened by the aquifers below coal seams, and grouting is used to reconstruct the aquifers before mining. However, water gushing-out sometimes still occurs from the grouted aquifers. In this paper, two aspects of grouting in a vertical fracture are studied by numerical methods, including the slurry diffusion distance and the influence of grouting stone body on water inflow and water pressure. First, a grouting model consisting of a fracture and a borehole is proposed based on the hydrogeological conditions and grouting processes. Two hydrodynamic models controlled by the grouting stone body are established to study the variation of the water inflow and the water pressure in the filled section of the fracture. Then, the numerical calculation is carried out in detail. The numerical results show that the diffusion distance following the flow direction is significantly greater than the distance against the flow direction. The dynamic viscosity is successfully used to simulate the plugging effect of the grouting stone body. For a same fracture section, when the ratio of the maximum filled area to the fracture section area before grouting is less than 90%, the flow velocity presents an upward trend with the flow section decreasing due to the Venturi effect caused by the grouting stone. When the ratio of these two areas is more than 90%, the change of the flow velocity can be explained by the equal percentage characteristic of the valve. The data monitored by typical boreholes during grouting show that the water inflow and the water pressure both reduce after grouting or water inflow decrease and the water pressure keep unchanged after grouting, which is approximately in line with the fracture flow pattern controlled by the valve open degree. This study is conducive to the theoretical research of grouting engineering.
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以齐齐哈尔碾子山麦饭石为研究对象,通过比表面积及孔隙分析、阳离子交换容量(CEC)测试以及p H值缓冲能力测试等,对碾子山区麦饭石的结构和性能进行表征,并进一步研究麦饭石对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)的吸附行为。结果显示:碾子山区麦饭石具有海绵体大孔结构,阳离子交换容量(CEC)13~20 mmol/100 g。碾子山麦饭石对酸碱溶液都具有较好的调节能力,尤其对酸液的调节更高效。重金属吸附性能方面,对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(3+)这3种离子吸附关系为:Pb~(2+)Cr~(3+)Cd~(2+)。 相似文献
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山东省蒙阴县蒙山北部地区麦饭石矿产资源品质好,且矿石开发利用已具有较大规模。为查明该区麦饭石全岩地球化学及麦饭石溶出和吸附特征,本文对研究区麦饭石岩相学和地质地球化学特征进行了分析研究。研究结果表明,蒙阴县蒙山北部地区麦饭石属钙碱性岩浆岩,其对人体的有益和有害元素的含量与地壳元素丰度值相当或略低。麦饭石的溶出和吸附特征表明,麦饭石能溶出有用组分偏硅酸(H2SiO3),并且含量均达到了天然饮用矿泉水的标准要求(≥25.00 mg/L),有益有害元素也均满足限量指标要求,溶出效果较好。麦饭石对有害元素Pb、Cd、Hg、As、Cr均具有较强的吸附作用,其中对Cd、Hg、Pb等元素吸附效果最好。本次研究为制定山东省麦饭石矿产地质勘查地方标准及开发利用提供科学依据。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
麦饭石作为一种对生物无毒、无害并具有一定生物活性的复合矿物或药用岩石,其利用历史十分悠久,明代李时珍所著《本草纲目》对麦饭石的性能、用途和用法已有记载。从地质科学的角度讲,麦饭石母岩通常被认为是岩浆结晶分异晚期残留岩浆以次火山岩产出的闪长玢岩、石英钠长斑岩或石英闪长斑岩等,矿物成分主要有斜长石、钾长石、石英、角闪石、绿泥石等,作为一类非金属矿产资源,目前研究多集中在畜牧与动物医学、中药学以及地质学等领域,基础研究薄弱,因而对其理化性质、矿物组成和岩石类型目前尚无统一的标准和认识。我国麦饭石产地众多,内蒙古奈曼旗、山东蒙阴联城、齐齐哈尔碾子山等地矿产储量较高、品质较好。其中,齐齐哈尔市碾子山区于2001年5月被国家授予"中国麦饭石之乡"的称号。碾子山麦饭石资源储量达1.4亿m3,因其含硒、锌、磷、钙等20多种微量元素,被国内外市场看好,以其为原料生产的饮具、酒具等器皿类和床垫、颗粒肥、粉末等远销日本、韩国、香港、澳大利亚等地。但由于碾子山麦饭石的地质产出、岩石矿物组分、微量元素含量、元素溶出及吸附能力等各项理化性能尚缺乏基础研究信息和数据,对其进一步的开发利用缺少理论指导依据。本研究主要通过对碾子山麦饭石开展基础研究,通过确定其成分、结构、性能,再在此基础上根据麦饭石的吸附功能、含有多种微量元素、抑菌功能等特性开展化妆品、功能涂料、功能陶瓷、催化剂载体、保健品等产品的开发。通过岩石手标本观察、岩石光学薄片观察、粉晶X射线衍射分析(XRD)、傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)、X射线荧光光谱分析(XRF)、热重分析(TG)、孔结构及比表面分析等手段对碾子山麦饭石作了初步了解,并进一步研究了其重金属吸附性能、VOCs吸附性能、p H缓冲能力等性能,从而全面揭示了碾子山麦饭石基础性能信息,为后续的产品开发提供了理论支持。研究得知该地区麦饭石主要矿物有钾长石、斜长石、石英等,同时含少量的风化产物——黏土矿物(蒙脱石、绿泥石、角闪石);微量元素分析结果显示碾子山麦饭石含少量人体有益微量元素(Sr、V、Mn、Zn等);由于大量长石及少量黏土矿物的存在,推测该麦饭石具有一定的吸附能力及pH缓冲能力。通过实验还发现,碾子山麦饭石对重金属离子具有一定的吸附能力,且矿区不同层位的麦饭石吸附性存在一定差异。由于矿区表层风化程度相对较高,黏土质含量较高,因而吸附性优良,麦饭石对重金属的吸附性能随麦饭石样品层位由上部至下部依次减弱。另外,p H缓冲实验测试显示,麦饭石对酸碱溶液都具有很好的调节作用,尤其对酸液的调节作用极为显著,该结论同时在重金属吸附试验中得到验证,溶液由吸附初始的酸性变为吸附后的中性偏碱性。本研究通过对碾子山麦饭石样品开展一系列基础功能性实验,初步量化其基本理化性能及吸附特性,为其更好的开发利用提供了依据。 相似文献
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实验表明蒙脱石吸附氟的能力与溶液的PH值呈显著的负相关关系：在较低PH值条件下，蒙脱石的吸氟量较大，具有显著的降氟作用；而对中性—碱性溶液来说，蒙脱石对氟的吸附能力则大大降低，基本不具吸氟能力。蒙脱石的吸氟量还与其用量及含氟溶液的浓度有关。吸附原因一方面是由于体系PH值降低，导致其表面带正电荷而吸附F^-；另一方面，随着NaF浓度升高，蒙脱石的双电层变薄，体系ξ电势减少，发生絮凝作用，并携带F^-沉淀下来。另外，F^-与OH^-的离子交换作用也是酸性条件下蒙脱石吸氟的一个重要原因。 相似文献
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水悬浮体系中凹凸棒石与Cu2+作用机理 总被引：12，自引：0，他引：12
研究矿物吸附重金属性能和机理,对正确认识矿物吸附性质、环境矿物材料应用研究以及重金属环境化学行为具有重要理论和实际意义。凹凸棒石是重要粘土矿物之一,也是重要的环境矿物材料,其吸附净化功能潜在应用受到广泛关注。在制备凹凸棒石纯样基础上,进行了凹凸棒石吸附Cu^2 单因素实验,吸附前后溶液pH值变化观测和吸附Cu^2 后凹凸棒石表面结构高分辨透射电镜调查。结果表明,从表面来看,凹凸棒石对Cu^2 的吸附性能主要受振荡速度、吸附时间、初始溶液pH值、吸附剂用量等因素影响,但实际上,凹凸棒石对Cu^2 的吸附作用主要是凹凸棒石诱导的Cu^2 水解沉淀作用以及凹凸棒石(带负电荷)与氢氧化铜(带正电荷)正负电荷胶体颗粒的互相作用,这有别于严格意义的矿物界面吸附作用。产生这种作用的机制在于凹凸棒石属于天然纳米矿物材料,具有较高的表面化学活性,凹凸棒石一水悬浮体系中凹凸棒石表面水解呈现出碱性,结果导致吸附平衡水溶液pH值较初始水溶液有较大程度的升高,达到Cu^2 水解基本完全的pH条件. 相似文献
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麦饭石是一种古老的药用矿石资源,古代主要作为治疗疮毒的外用药。现代意义的麦饭石,无论是产地、性状还是应用范围都已较古代意义的麦饭石发展了。秦岭麦饭石产在小秦岭地区。麦饭石的母岩是黑云石英二长斑岩。侵入时代为燕山期,与围岩呈侵入接触。麦饭石为半风化状,其主要氧化物含量、稀土元素及有害元素含量均符合中国五金矿产进出口公司天津分公司的出口标准。其吸附性、双向调节 pH 位能力均达到或超过国内已知麦饭石的水平,能溶出人体所需的最主要的14种微量元素中的大多数。毒性试验证明,其对动物无任何毒副作用。秦岭麦饭石曾在酱油和醋酿造、豆腐加工、净化污水、简单外科医疗、冰箱除臭、动物饲养等方面作了初步应用试验,均取得良好效果,其中麦饭石酱油、醋已由有关厂家批量生产进入市场。秦岭麦饭石初步应用试验效果和资源量均具备开发前景,当前开发利用可考虑净化污水、动物饲养、食品(饮料)加工和医疗保健四个方面。 相似文献
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麦饭石对腐殖酸及重金属离子的吸附作用 总被引：4，自引：0，他引：4
研究了麦饭石对腐殖酸和重金属离子（Ｈｇ２＋,Ｐｂ２＋,Ｃｕ２＋,Ｚｎ２＋,Ｃｄ２＋）的吸附作用,实验结果表明麦饭石对腐殖酸和重金属离子都具有较好的吸附性能,且腐殖酸的存在有利于麦饭石对重金属离子的吸附。ｐＨ值是影响吸附的重要因素,当ｐＨ值为５．０～６．０时,麦饭石同时吸附腐殖酸和重金属离子的效果最好,麦饭石在吸附腐殖酸和重金属离子的同时能溶出微量元素硒,这对于大骨节病的防治有重要意义。 相似文献
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蒙脱石的电动电位调控及其对重金属离子吸附性能的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为了提高蒙脱石对水体中的Cr3+、Ni2+、Cu2+等重金属离子的净化效率,用各种金属离子、聚合羟基铝离子、十六烷基三甲基溴化铵及邻菲罗啉的螯合物等插层蒙脱石,调控其电动电位,研究了改性蒙脱石的电动电位与吸附金属离子性能的关系,探索了pH值及金属离子浓度对吸附性能的影响。结果表明:蒙脱石经不同物质改性后,电动电位发生了不同程度的变化,其中聚合羟基铝离子,十六烷基三甲基溴化铵及邻菲罗啉螯合物的插层,使蒙脱石的电性从负值变为正值,不利于对带正电的金属离子的吸附。利用重金属离子的配位性,先在含有重金属离子的溶液中加入邻菲罗啉,使其生成螯合物,再用蒙脱石进行吸附,能显著改善吸附性能,这一方法不仅提高了对低浓度的金属离子的吸附性能,而且由于氢键和范德华力起主要作用,使得吸附性基本不受溶液pH值的影响。 相似文献
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户县麦饭石的开发利用研究 总被引：4，自引：0，他引：4
文中指出了矿物在农业应用中的重要性，开发研制矿物饲料有着非常巨大的经济效益和社会效益。应用先进的分析、测试设备和手段，对产于秦岭北缘的户县麦饭石的矿物成分、化学成分、微量元素、稀土元素等进行了分析测试；并对该麦饭石的溶解性、吸附性等做了大量的实验研究，在综合研究基础上，得出结论：户县麦饭石非常适于作为矿物饲料。 相似文献
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With ports and other near shore structures expanding, and regions previously not considered prone to earthquakes being re-classified
after recent earthquake events, ground improvement by stone columns is increasingly considered to improve loose or soft in situ soils. The Dry Bottom Feed Stone Column construction technique can be used under water if a double-lock stone delivery system
is attached to the vibroprobe. The use of pneumatic stone transport from the barge into the vibroprobe receiver tank makes
it possible to reach large water and treatment depths. Digital recording of all relevant operation parameters provides a very
high level of quality assurance, including a diameter-over-depth profile for each stone column. An introduction to earthquake-resistant
design of stone columns and guidelines for specifying Marine Stone Columns are given. 相似文献
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陆相盐湖盐源复杂多样,主要有陆源、海源和地壳深部三大类。前两类主要通过蒸发成盐,气候起着关键作用,形成的陆相盐湖低水位和高水位体系域中盐岩发育,湖侵体系域中盐岩相对不发育;第三类主要通过兑卤成盐,作为深层卤水通道的深大断裂的活动期次控制了盐岩的发育,盐岩主要发育在湖侵体系域,高水位体系域次之,低水位体系域中盐岩一般不发育。 相似文献
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花江喀斯特峡谷地区不同小生境土壤水分的动态研究 总被引：12，自引：3，他引：9
对花江流域喀斯特石质山地人工造林地不同小生境（土面、石槽、石沟）的土壤物理性质和土壤水分动态变化规律进行了研究。研究结果表明:石沟的水分状况最好,土面的居中,石槽的最差;一年中不同小生境出现高墒期、低墒期的时段不一致;不同小生境水分胁迫频繁发生,但出现的次数、程度、持续时间各不相同;在持续干旱期,三种小生境中,失水最快的是石槽,其次是石沟,最后是土面,7天内损失水量分别为17．30％,14．49％,13．87％;土面、石槽、石沟出现轻度胁迫的时间分别为6d、6d、7d,土面、石槽在7天后出现中度胁迫。花江喀斯特峡谷地区不同小生境一般持续放晴7天就可能出现水分胁迫,这个数据可以作为生产上植物补水时间的依据。总体而言,石沟的土壤水分状况优于土面和石槽。针对不同小生境的水分动态特征,提出了树种选择、配置和林地土壤水分管理的建议。 相似文献
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For the countries with a developed stone industry the waste generated in the natural stone processing plants pose environmental and economic problems. The utilisation of stone waste in various areas is still under research. In addition, there are only a limited number of studies concerning the use of stone waste obtained from processing plants in the stabilisation of clayey soil. Furthermore, none of the studies in the literature investigated the effect of the characteristics of the stone on the stabilisation of the soil. This is the first study that compares the efficiency of the waste calcitic marble, dolomitic marble and granite powder as additives for the stabilisation of clayey soil. Artificial soil samples were prepared in the laboratory using bentonite and kaolinite. Natural stone waste powder was added to the soil samples at different percentages, and the index and compaction parameters of the stabilised soil were analysed. The results showed that the types of waste powder used in this study, like lime, could be used as stabilisers. As the percentage of additives increased, the plasticity index of the clayey soil decreased and the physical properties of the soil changed from clay to silt. In terms of compaction parameters, the use of all types of natural waste powder in the study resulted in a decrease in the optimum water content and an increase in the maximum dry unit weight. The lowest optimum water content and the highest maximum dry unit weight were obtained from the dolomitic marble powder. 相似文献
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桂海碑林摩崖石刻景区为国家第五批公布的全国重点文物保护单位,其现存的石刻具有极高的史料价值和书法艺术欣赏价值。由于长期受到地质营力的作用,石刻出现了不同程度的水患病害,严重威胁着文物的长期保存。本文通过现场调查将桂海碑林灰岩质摩崖石刻的水患病害归纳为渗（滴）水病害、坡面雨水冲刷病害和凝结水病害三种类型,并分析了裂隙水、雨水和凝结水诱发石刻损坏的成因机制。为查明裂隙水的运移特征,采用瑞雷波探测技术识别了石刻岩体内部潜在的渗流通道,并基于瑞雷波相速度VR分级对其进行了渗透性分级。基于探测结果结合石刻区的地貌特征,提出了在崖顶区采用土工合成材料黏土衬垫（GCL）防渗铺盖和坡顶截水,在石刻区采用裂隙注浆和表面防水封护的综合治理对策。 相似文献
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