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[硕士论文] 李杰卫
测绘工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:煤炭资源在我国的能源中占主要地位,煤炭的开采利用一方面促进了经济社会的发展,另一方面,煤炭的开采造成了地面的塌陷,破坏了地表的生态环境平衡。为了治理煤矿开采塌陷区,将煤矸石作为塌陷区的土地复垦和充填开采的充填基质,不仅可以消耗大量的煤矸石,减少煤矸石带来的环境污染,而且可以降低地表塌陷的破坏程度。但是煤矸石受外界因素的影响作用较大,极易发生变形,最终导致充填区地表沉降和地表环境产生不同程度改变。因此,煤矸石充填区地表变形特征及其对地表环境的影响是需要研究解决的关键问题之一。
  论文选取潘集矿区的不同粒径大小煤矸石作为复垦试验的充填基质,构建室外试验模型,探究自然堆存状态下不同类型煤矸石变形沉降机理,并且开展不同块度煤矸石颗粒级配数值模拟实验研究,探究不同级配煤矸石颗粒在不同围压下,煤矸石颗粒的峰值强度变化特征以及煤矸石颗粒体应变与轴向应变之间的变形特征;论文主要取得以下结论:
  (1)在自然堆存煤矸石级配充填复垦试验中三个试验模型的沉降速率呈现两阶段变化特征,试验前期模型沉降速率呈现弹性变化,沉降速率曲线整体呈现“波浪型”,且前期各监测周期内模型沉降速率较快,随时间的推移后期模型沉降速率趋于平稳的变化过程,试验后期下沉速率最小;在监测周期内三种级配充填模型沉降值变化不同,各试验模型前期沉降值增加较快,呈线性变化,后期沉降值变化较小,趋于稳定变化。
  (2)降雨和降雪对试验模型沉降速率影响较大。通过对降水前后监测的数据进行分析,降雨和降雪增加了模型矸石堆的荷载,使试验模型短时间内沉降速率增加较明显,并且降雨或降雪量以及降雨持续时间对模型地表沉降变形具有明显的滞后效应。
  (3)通过对比不同数值分析模型,在三个试验模型沉降的前期,AR模型预测数据误差小拟合效果最好,GM模型预测数据拟合效果较差,预测数据拟合曲线波动较大,主要原因是实测数据量较小,不能够体现数据的整体动态变化趋势。在试验模型沉降后期,各预测分析模型的预测值拟合精度提高。
  (4)煤矸石压缩变形试验分析表明,不同级配模型其应力-应变及轴向应变-体应变曲线均呈现三个阶段变化趋势。大粒径煤矸石组模型峰值强度小于小粒径煤矸石组模型,主要是因为部分细颗粒填充了粗颗粒之间的空隙,粗细颗粒之间相互接触咬合,增加了抗压强度。并且随轴向应变增加,单一级配煤矸石模型体积变化较大,混合级配方案模型体积变化较小。
[硕士论文] 张骎
矿物加工工程 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:当前,全国大多数选煤厂在重介选煤的工艺控制方面、原生煤泥处理的浮选选煤方面以及压滤生产系统方面均采用传统的人工控制工艺,依靠操作工人的经验和判断,通过眼看、手摸等操作方式来获取数据。虽然在某些环节实现了智能化,如入洗原煤处理量自动控制功能、重介精煤灰分在线检测功能等,但是在某些关键环节仍未实现智能化控制。针对当前涡北选煤厂在人工控制生产方式中存在的缺点和不足,设计一套智能化工作系统可以有效地提升选煤厂的工作效率以及选煤工作的工作质量。
  本文针对当前涡北选煤厂的生产作业系统中存在的问题,提出深度整合重介系统、浮选系统、加压过滤系统、浓缩压滤系统,将各系统整合为一整体,建立清洁低碳、安全高效的现代化、智能化选煤厂的设计思路,以提升各环节自动化水平,提高工作效率,减轻职工劳动强度。在综合分析国内外选煤厂工艺施工技术的基础上,完成重介生产系统、浮游生产系统、压滤生产系统及其他辅助生产系统智能化的设计。用信息化手段管理设备,提高对设备维护的及时性、可靠性。能够对设备运行状况进行监控,实现不同系统间的数据共享,有利于控制系统的完善。实现药剂添加精细化管理,节约生产成本,为生产系统提供可靠实时数据。进而提升选煤厂生产管理的秩序化、合理化,使生产管理人员掌握更多、可靠的生产数据,提高决策的正确性和及时性,并降低生产成本,稳定产品质量,提高精煤产率,提升选煤厂经济效益,有效地提升选煤厂的工作效率,进而增强选煤厂市场竞争力。
[硕士论文] 刘欢
水利工程 黑龙江大学 2018(学位年度)
摘要:鸡西市位于黑龙江省东部,是我国重要的煤炭基地及石墨生产地,该地区蕴藏丰富的矿产资源,长期的矿产资源开采,形成了大量的工矿废弃地。本文以鸡西市水泥厂采石废弃地为例,通过现场调查、取样、测试、分析等手段,围绕不同植被恢复期废弃地基质的理化性质、植被恢复状况等方面展开研究,对比、分析黑龙江东部矿区不同类型植被恢复模式对植被恢复状况的影响特征以及基质的动态变化规律,为黑龙江省东部矿区废弃地的植被恢复和生态重建提供理论依据以及实践的指导。
  研究结果表明:
  随着恢复年限的增加,四种类型植被恢复模式下,基质的PH值均由恢复前的碱性向中性改善,改善效果强弱次序依次为:沙棘纯林>樟子松和赤松混交林>樟子松纯林>赤松纯林。
  随着恢复年限的增加,四种类型植被恢复模式下,基质的自然含水率、最大含水率、有机质、全氮、速效氮、全磷以及速效磷含量都普遍得到增加,且基质上层增加量显著高于基质下层。其中,沙棘纯林恢复模式对基质中有机质及氮的改善效果优于其他三种植被模式,赤松纯林恢复模式对基质速效磷的改善效果优于其他三种植被模式,四种植被恢复模式对基质速效钾没有改善。
  随着恢复年限的增加,四种类型植被恢复模式下,基质综合肥力水平依次为:沙棘纯林(16)>樟子松纯林(15)>兴凯赤松纯林(14)>樟子松和赤松混交林(11)。由此可知沙棘纯林恢复模式更适合改善水泥采石场工矿废弃地的基质状况。
[硕士论文] 王灿
环境工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:黄泥山矿山是江苏盱眙县凹凸棒石主采矿区,每年有大约10万吨凹凸棒石包覆在蛋白石团块外构成的蛋白石-凹凸棒石复合体(40%凹凸棒石、60%蛋白石)的尾矿未得到有效利用,被丢弃或者直接填回采坑。为开发该类矿石的低成本干法选矿、加工技术,实现蛋白石-凹凸棒石黏土的高值化和综合利用。本文研究了蛋白石-凹凸棒黏土干法选矿技术,基于蛋白石的湿法制备水玻璃技术,凹凸棒石负载锰氧化物复合催化剂的净化甲醛及作用机制。本文主要取得成果如下:
  (1)干法选矿结果表明,蛋白石-凹凸棒石黏土经过干-湿交替风化崩解后,采用孔径为4mm滚筒筛可选择性破碎并有效筛分出凹凸棒石与蛋白石。经4mm筛分筛上物主要为蛋白石,含量约70%;4mm筛下物主要为凹凸棒石,含量约65%-75%。
  (2)以干法选矿纯化后的蛋白石为原料,通过响应面法优化水热碱溶制备水玻璃的工艺条件。在单因素实验的基础上,以水玻璃模数和SiO2浸出率的加权平均值为响应值,根据Box-Behnken的中心组合实验设计原理对反应温度、液固比、碱硅比关键因素进行优化,对实验结果进行方差分析和验证。在分析各个因素的显著性和交互作用后,得出最佳工艺条件为:蛋白石用量为10g时,当液固比为6∶1,碱硅比为4.05∶10,反应温度为110℃,水玻璃模数和SiO2浸出率分别为2.85,81.4%。
  (3)以干法选矿纯化后凹凸棒石为催化剂载体,分别以四种锰盐为前驱体,通过共沉淀法制备凹凸棒石负载锰氧化物复合催化剂并催化净化甲醛。以高锰酸钾为前驱体的MnOx/PG-PP催化剂中锰氧化物晶型为水钠锰矿,高度分散且包覆在凹凸棒石表面。MnOx/PG-PP催化甲醛活性最高,在150℃可将1200ppm的甲醛完全转换为水和二氧化碳。以醋酸锰、硝酸锰、硫酸锰为前驱体的甲醛完全转化温度为200℃。本征反应动力学表明MVK动力学更适合描述催化甲醛过程,MnOx/PG-PP催化剂反应活化能为25.9kJ/mol。催化反应过程遵循氧化-还原机理,完全反应路径为:吸附态甲醛首先被转化为亚甲基二氧物种,继而被转化为甲酸盐物种,最终完全被氧化为二氧化碳和水。
[硕士论文] 郑印
地质资源与地质工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:淮南市是华东地区的重要火电发电基地,粉煤灰的排放量和堆积量随着电力工业的不断发展而逐年增多。粉煤灰作为充填基质覆土复垦,具有综合解决采煤塌陷区问题和减少堆积占用耕地面积等优点,符合我国可持续发展观的经济方针。但在充填基质、覆土如何搭配尚未形成统一的标准,也未对不同覆土厚度下的粉煤灰充填复垦土壤肥力关键要素空间特征进行系统分析。利用相关数学模型,对复垦后的土壤质量还需深入研究,以便为科学的复垦措施选择提供依据。
  本研究以淮南市平圩电厂粉煤灰堆场为对象,通过野外长期监测、野外采样调查和室内化验,从复垦土壤肥力的角度出发,选取土壤容重、土壤颗粒组成、水分、有机质等指标,借助于地质统计学、经典统计学等方法对不同覆土厚度粉煤灰充填复垦地块的土壤肥力要素的空间分布特征、土壤肥力指标综合指数、土壤水分特征进行综合分析,并基于WHCNS模型对不同覆土厚度粉煤灰充填复垦土壤的水分预测。研究结果表明:
  四种土壤肥力指标空间分布格局分成两类,土壤有机质含量、土壤容重和粉粒含量为一类,它们的值与覆土厚度在空间上呈现正相关。土壤含水量却呈现相反格局,覆土厚度越厚,其值越小。粉煤灰充填复垦土壤关键肥力指标反映了上述的空间分布格局是覆土厚度、覆土方式和耕作等共同作用的结果,其中覆土厚度起主要作用。当覆土厚度达到40-50cm后土壤肥力已达到复垦区的最高水平。
  综合考虑各粉煤灰覆土复垦模式的土壤理化性质特征,认为复垦覆土厚度为40-50cm是一个较佳的选择。
  此外,基于WHCNS模型水分预测结果表明,覆土厚度对复垦地土壤体积含水量的影响颇大,覆土厚度越大,底层粉煤灰对上层土壤的含水量影响就越小,随着时间的变化各层面的土壤体积含水量变化趋势相同,但是覆土厚度的增加对土壤水分含量的保持有一定的效果。
[硕士论文] 白雪杰
矿物加工工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:本文结合现有煤泥浮选设备的优点,引入了水轮机的工作原理,提出了一种新型自吸气浮选预处理装置,并对该装置进行了理论分析、参数优化和试验测试。自吸气浮选预处理试验装置的设计原则是保证充足的吸气量,保证恒定的转速和稳定的流场,其工作原理是将矿浆通过矿浆泵引入管道,在喷嘴处高速喷射冲击到叶轮叶片上,叶轮受迫高速转动,并将矿浆甩出,叶轮体内形成局部负压状态,在压差作用下,外界空气通过顶端的吸气口进入装置内部,并通过叶轮的搅拌作用与矿浆充分混合,形成气液固三相流,从装置下端的排料口排出,实现浮选矿浆的预处理。理论分析部分,对自吸气浮选预处理装置的总体参数和射流冲击、负压吸气两个阶段进行了理论分析,针对喷嘴射流运动、水流冲击叶轮的力矩,水流进出叶轮体的速度以及吸气量进行了具体的分析计算;试验测试阶段,搭建模型、选取部件及配件,制定试验,对喷嘴直径和叶轮叶片个数进行了参数优化,并探究了入料流量、入料压力、叶轮转速和吸气口吸气量之间的关系,最后进行了气泡测试试验和煤泥分选试验。结果表明:
  (1)叶轮叶片个数为8个,喷嘴直径为5mm时,叶轮转速和吸气口吸气量的效果能达到最好,且叶轮转速和吸气量之间存在明显的正相关关系。
  (2)调整变频器频率可直接改变叶轮的转速,随着叶轮转速的上升,入料流量和入料压强以及叶轮转速和吸气量都稳步上升,变频器频率为40Hz时,入料流量为0.56m3/h,入料压强为0.18MPa,叶轮转速为544.3r/min,吸气口吸气量为3.5L/min,接着提升变频器频率,各项指标无明显变化;
  (3)自吸气浮选预处理装置能够产生足够量的微小气泡,符合正态分布,大于1mm的气泡占比极小,大大提高了气泡群的稳定性,适合应用于浮选预处理工作;经叶轮切割后,气泡平均直径最小可低至0.5161mm,且0.5mm左右的气泡所占比例突破0.4,小气泡所占比例增加,叶轮的切割作用效果显著;足够的冲击动能有助于形成微小的气泡,而稳定的流场可以抑制气泡的兼并。
  (4)煤泥分选试验中,经过浮选预处理装置,可将精煤产率最高提升4.8%,在低频率条件下精煤产率较低,而随着工作频率的升高,精煤产率也升高,50Hz和40Hz工作频率下的精煤产率差别不大。浮选预处理装置对精煤灰分并无明显的影响。
[硕士论文] 赵洪恩
测绘工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:煤炭作为我国的主要能源,其生产在给人们带来效益的同时也造成了开采区的地表塌陷,以及煤炭生产过程中大量的煤矸石排出堆积成山严重污染着环境。为治理塌陷区,改变被污染的环境,以煤矸石作为充填基质进行土地复垦能够达到一举两得的效果。但是,松散的煤矸石充填后,在受到自身荷载作用以及外界表生作用下煤矸石发生体积变形,进而表现出地表下沉。充填区的地表下沉量与充填厚度和煤矸石的块度与岩性及外在因素如含水量、温度的变化等有关。通常,充填的煤矸石厚度越大,充填区的地表下沉量就越大。为了使充填区在下沉稳定时达到设计标高值,这就需要在设计标高时有个预留高度,但是,散体煤矸石的承载变形是与其块度大小相关的。为研究不同块度结构下煤矸石作为土地复垦充填基质其充填地地表下沉量的差异性,达到为煤矸石充填复垦标高设计提供相应的试验依据的目的。本文通过对自然状态下的煤矸石进行块度结构调查将煤矸石分为洗选煤矸石、平均块度粒径较大的掘进矸石和块度粒径较小的煤矸石3种类型,进而在塌陷区构建三种不同块度粒径级配的煤矸石充填复垦地试验模型,并在每个试验模型上布设三个监测点,在试验模型竣工后采集每个监测点的高程数据,在此之后每十天左右观测一次每个模型的高程值,随着每个试验模型的绝对沉降值的减小,将观测周期延伸为二十天左右观测一次每个模型的高程值,在每次观测完成之后对观测数据进行平差处理,并计算每个监测点的绝对沉降值与累积沉降值,并将同一个模型上的三个点求平均值记为该模型的沉降值。同时分析不同块度结构的试验模型间的差异性,并应用回归分析法与灰色系统法对三个试验模型的变形特征进行分析研究。试验研究结果表明:
  (1)在自然煤矸石级配充填复垦试验中三个试验模型的沉降速率均为先增大再减小后趋于平稳的变化过程;通过回归分析与灰色系统分析进行建模,三个试验模型的数学模型精度虽然存在差异,但是整体看三个试验模型的拟合效果均较好。
  (2)在试验模型的沉降量监测周期为10天左右时,外界降雨对模型的影响不是立即表现出来而是有一定的滞后现象,随着监测周期增加为20天左右外界降雨量和三个模型的沉降速率呈现出相同的变化趋势。
  (3)三个试验模型的总体变形表现出一定的差异,在试验模型的煤矸石充填基质中含有小粒径较多时煤矸石充填地表总沉降量最小,且前期沉降速率较快,随着时间推移沉降速率趋于平稳,试验后期其累积下沉速率最小,各试验模型的累积下沉速率相对稳定,且差异性减小;具有相似块度结构的试验模型无论是在总下沉量上还是在沉降速率上其差异性均较小。
  (4)采用两种数学模型进行分析与预测均得出,当充填的煤矸石中小块度的煤矸石含量较高时,其沉降量较小,相对较稳定。当充填的煤矸石颗粒级配相近时,其沉降量也相应的相近。即当充填的煤矸石块度存在差异时其复垦区地表变形也相应的表现出差异,且当煤矸石小块度的含量高时其复垦区地表变形较小。
  (5)煤矸石块度结构中小颗粒的含量越多沉降速率变化越快,且在受雨水的影响中,其对水的敏感性就越高,随着煤矸石块度中大颗粒的增加,其对水的敏感性也相应的减小。
[硕士论文] 李伟荣
矿物加工工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:高岭石颗粒粒度小、表面荷较强的同性电荷且颗粒间存在水化斥力,在悬浮液中稳定分散,导致煤泥水和某些工业废水难以处理。在工业中,高岭石是一种重要的功能材料。如果将微细高岭石从煤泥水等中分选出来不仅降低煤泥水和相关废水处理难度,而且将其资源化利用。但是煤泥水中的高岭石和煤相关性质复杂,采用目前常规方法难以实现煤泥水中微细高岭石颗粒的提取,迫切需要研究高岭石和煤界面调控方法,以实现微细高岭石矿物高度富集。
  通过聚团沉降试验研究溶液pH、颗粒粒度、金属离子、表面活性剂、非极性油、加药顺序、搅拌速度和搅拌时间对微细高岭石颗粒聚团特性的影响规律,结果表明,当pH<6时,微细高岭石颗粒表现为强烈的聚团行为且受粒度和pH影响较小,沉降产率均大于80%;当pH>6时,D50<2.72μm颗粒聚团行为受pH影响较大,由聚团趋向于分散为主,D50>11.78μm受pH和粒度影响较小;随着K+、Mg2+和Fe3+金属离子浓度增大,沉降产率增加,且随着离子价态的增加效果越明显;十二胺醋酸盐较油酸钠和Tween80更有利于高岭石颗粒聚团沉降;添加非极性油可强化聚团沉降效果;十二胺醋酸盐、柴油和乳化剂Span80添加顺序对聚团沉降影响较小;随着搅拌速度的增大及搅拌时间的增加,沉降产率先增大后变化较小。
  溶液pH、金属离子、分散剂、搅拌速度和搅拌时间对微细煤颗粒分散特性影响规律的研究结果表明:当pH<6时,煤颗粒分散率随着pH值增加而增大;当pH>6时,随着pH值增加而减小;随着K+、Mg2+和Fe3+离子浓度的增大,分散率降低,离子对分散率的影响顺序为:Mg2+> Fe3+> K+;当木质素磺酸钠浓度小于0.2 g/L和大于3.0 g/L时煤颗粒分散率较大,添加腐殖酸钠、a-烯基磺酸钠和羟丙基甲基纤维素对分散率的影响与木质素磺酸钠相似;煤颗粒分散率随Na2SiO3浓度的增加而增大,随Na2CO3和木质素胺浓度的增加反而减小;煤颗粒分散率随着搅拌速度的增大及搅拌时间的增加先增大后趋于不变。
  研究了高岭石与煤配比、矿浆浓度、矿物粒度、溶液pH、金属离子、分散剂、凝聚剂、表面疏水活性剂、搅拌速度、搅拌时间、搅拌方式和分选工艺对微细高岭石颗粒聚团分选的影响规律。结果表明:当高岭石与煤配比为1∶1,矿浆浓度为20%,pH=4.0,高岭石粒度D50>11.78μm,煤粒度<0.045 mm,搅拌速度和时间分别为500 r/min和5min时高岭石聚团分选效果明显;添加K+、Mg2+和Fe3+离子均对高岭石聚团分选不利;聚铝、糊精和磁力搅拌分别较十二胺醋酸盐、木质素磺酸钠和机械搅拌更有利于微细高岭石颗粒聚团分选;二次聚团分选工艺对其聚团分选效果影响较小。
[硕士论文] 杨晋
机械工程 中北大学 2017(学位年度)
摘要:在煤炭生产、加工以及使用过程中,煤炭的制样与检测十分必要。筛分装置是煤质制样过程中的重要环节,物料的筛分效果将直接影响着后续检测结果的准确性。而当前制样过程关键筛分设备的体积较大、笨重且不宜携带,所以专门针对煤质分析检测的小型化筛分装置及其筛上物料的动态特性研究有着重要的现实意义。
  通过对国内外现有筛分装备技术与筛分机理的综合分析,运用动力学理论及虚拟样机仿真,并结合实验验证,对筛上单颗粒物料的动态特性进行了深入的研究,得出了有益结论。首先,通过广泛分析现有的筛分装置及技术,设计了一种筛网倾斜式小型旋振筛分装置,运用了运动质点动力学理论得到了该筛分装置筛上物料的动力学方程,并进行了正确求解,提出在该装置上物料的运动轨迹为一条螺旋曲线。其次,以单颗粒筛分理论为基础,利用ADAMS得到了该筛分装置筛上物料在不同的电机转速、弹簧刚度以及筛面倾角等可变条件下的运动轨迹、速度及角速度曲线,确定了合理的筛面倾角、电机转速和弹簧刚度的取值范围。最后,制造了旋振筛样机,并进行了实验验证,得出了物料的筛分效率与所需筛分时间的变化曲线,实验表明仿真结论与实际结果相符,从而获得了筛上物料动态特性效果最佳时所对应的实际设计参数集合。
  本论文所设计的筛分装置还具有体积小、重量轻等优点,研究结论可以在小型化筛分装置的设计与集成方面提供重要依据,并为筛上单颗粒物料的动态特性及相关后续研究奠定理论基础。
[硕士论文] 刘丽丽
行政管理 山西大学 2017(学位年度)
摘要:党的十八大报告指出要在2020年实现全面建成小康社会的目标。全面建成小康社会,重点在基层,尤其是基层贫困地区。山西长期以来对煤炭资源的过度开发,形成了5000 km2的采空区、3000 km2的沉陷区,造成大量的房屋裂缝、农地塌陷以及生态环境退化,导致区内约230万人生产生活无法正常开展。因此,对于山西省来说,要想在2020年全面建成小康社会,必须首先解决采煤沉陷区治理的问题,以治理帮助沉陷区农民脱贫。在煤炭市场下滑的形势下,开展采煤沉陷区治理任务复杂而艰巨。因此,在治理过程中不仅需要以政府为主导,发挥政府在宏观引导方面的作用。同时,还需要积极引入其他社会主体的参与,以多元化的参与推动治理的开展。其中,社会就是重要的参与力量,采煤沉陷区治理就是要形成政府与社会合作的治理。因此,研究采煤沉陷区治理中的政社关系,对推进沉陷区的治理,进而全面建成小康社会至关重要。
  本文以山西省 L镇为研究对象,以“治理及善治”理论为指导,分四部分对沉陷区治理中的政社关系进行了研究。第一部分,从善治理论和政策文件的要求出发,探讨了沉陷区治理过程中政府与社会的责任划分及政社关系的应然状态。第二部分,从现实状况出发,分析了采煤沉陷区治理中的政社关系现状。L镇在采煤沉陷区治理的过程中,由于政府-村委会-农民政策认知及利益需求的不同,导致在治理中呈现不同的态度反应与行为表现,致使沉陷区治理陷入难以推进的困境,政治生态的持续恶化,社会治理的失序,最终导致政社之间冲突与异化的关系。第三部分,分析了治理中政社关系冲突与异化的形成原因,即政府治理能力低下、村委会角色错位、社会力量薄弱、政社互动缺乏等。最后一部分,提出了重塑政社关系的路径,即应当积极推进政府转型,努力完善民主自治,积极提供机制保障,注重培育农村社会,从而实现采煤沉陷区治理中政社关系的优化。最后,本文认为,突破采煤沉陷区的治理困境,必须从理顺政社关系入手。为此,一方面要推进政府转型,推进基层治理体系现代化;另一方面要积极培育社会,增强社会参与力量。
[硕士论文] 安敏
行政管理 山西大学 2017(学位年度)
摘要:山西省作为煤炭资源重要地区,基于5000km2采空区和3000 km2沉陷区的灾害面积广,农村人居环境水平与实际需求差距大,阻碍了山西省2020年全面建成小康社会目标的实现,进而为了消除贫困、保障灾区民众的生命财产安全,推进治理体系和治理能力的现代化,决定从2014年开展新一轮以“政府主导,企业参与”为模式的沉陷区治理。治理中,政府作为资源的监管者,企业作为资源的经营者,二者不可避免的围绕资源产生互动的政企关系。在2013年两会期间就对政企关系提出了要求,二者交往应有界限,即公私分明,要做到“君子之交淡如水”,而非勾肩搭背。2016年的两会习总书记仍高度关注政企关系,再次强调构建亲和清的关系,同时提出要厘清政企交往应遵循的界限,作为政商交往的规范和引领,要求我们‘深悟’和‘笃行’。良好的政企关系有助于地方治理目标的实现,而政企不分、官商一体则制约着采煤沉陷区的治理推进。
  本文通过对山西省晋中市L县L镇采煤沉陷区治理的典型案例跟踪调查,试图从个案的政企不分、官商一体的政企关系形成逻辑图景中,总结出解决个案政企关系重塑的问题,推进采煤沉陷区治理,以及由特殊到一般寻求政企不分的逻辑共性,实现将政企不分的形成原因和政企合作构建路径扩展至普适范围。本文除导论外包括四部分:第一部分是本文的理论基础,阐述采煤沉陷区治理中政企职能划分及关系;第二部分是调研点政企关系的现状,介绍了个案中政府和企业参与治理的行为,总结出政企关系的突出问题为政企不分;第三部分是形成原因分析,阐释了文化理念缺失、政府权力膨胀、产权制度不科学、法治建设滞后以及社会参与度低是如何造成了政企不分、官商一体;第四部分是提出构建“亲”“清”政企关系的对策建议,从五个形成原因入手重塑政企合作关系。最后,由特殊到一般进行升华,基于理顺我国发展中的政企不分、官商一体,探寻其形成逻辑为内在制度即文化逻辑,外在制度即政治体制、经济体制和法治建设逻辑,并致力于厘清内外逻辑,构建适合经济新常态的政企合作关系。
[硕士论文] 冯泽宇
矿业工程 太原理工大学 2017(学位年度)
摘要:煤泥水沉降在选煤厂生产中具有极其重要的意义,煤泥水处理的好坏直接影响选煤厂的经济效益和生产环境。近些年来,选煤厂入选原煤中煤泥量的不断增加和细粒煤自身复杂的物化性质造成了煤泥水沉降难的特点。因此结合煤泥水的自身性质,在确定合适药剂制度的基础上对其絮团特性加以分析成为了一项日益重要的研究课题。
  本文以王家岭气煤为研究对象,首先通过絮凝沉降试验,确定不同电解质和不同类型絮凝剂以及药剂复配所需的最佳药剂量,以此为基础对不同絮凝机理所形成的絮团在PIV系统中进行颗粒跟踪测试,统计絮团粒度与速度,根据斯托克斯公式计算絮团的有效密度。分析了絮团颗粒在介质中的受力情况,引进了合理的形状修正系数,建立了絮团粒度与絮团沉降速度的数学模型。通过分析已有的絮团粒度与絮团有效密度的数学模型,进一步建立了更加精确且物理意义明确的数学模型。具体结论如下:
  1、通过煤样粒度组成分析得知,试验所用煤样王家岭气煤原煤中细粒级物料含量较高,占原煤的33.81%,且灰分高达41.22%。通过XRD分析得知原煤中高岭石、石英、碳酸钙和软铝石等含量较高,精煤含量较低,不利于煤泥沉降。
  2、单独加入絮凝剂可以显著改善煤泥水沉降效果,单独加入阳离子型聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺的最佳药剂用量分别为500g/t、200g/t、500g/t。单独加入无机电解质类凝聚剂对提高煤泥水透光率作用并不明显,离子价态越高,电位压缩能力越强,并且所需药剂量越少,AlCl3和FeCl3的最佳药剂用量分别为0.048mmol/L和0.072mmol/L,CaCl2和MgCl2的最佳药剂用量为3.2mmol/L。
  3、单独加入有机絮凝剂,尤其是阳离子型聚丙烯酰胺和非离子型聚丙烯酰胺形成的絮团粒度较大,沉降速度较快,但是絮团的密实程度较低。单独加入电解质不利于絮团生长,沉降速度小,絮团有效密度较大。不同电解质与阴离子型聚丙烯酰胺联合使用时形成的絮团粒度和速度都明显大于两种单独添加时形成的絮团,且絮团密实程度明显大于单独加入絮凝剂时所形成的絮团。
  4、絮团的形态以及组成十分复杂。经过修正后的絮团沉降速度与絮团粒度之间通常满足线性关系,但是R2值通常较低,范围为0.7至0.9。这同时也反映了在给定絮团尺寸时,絮团沉降速度变化范围通常很大。
  5、絮团有效密度与絮团粒度之间虽然同时满足幂函数和指数函数的关系,但是△ρ=(ρs-ρw)e-(C1DfC2)的指数关系数学模型具有明确的物理意义,而幂函数数学模型没有实际物理意义。
[硕士论文] 高国元
矿业工程 太原理工大学 2017(学位年度)
摘要:随着采煤机械化强度的提高和煤层的变化,煤泥由于氧化生成亲水性的含氧官能团,易与水分子形成氢键而变的越来越难浮选。近年来,很多学者对煤泥的浮选药剂进行了研究,发现某些表面活性剂不仅能够增加煤泥表面的疏水性,还能对捕收剂产生乳化作用,促进煤泥表面捕收剂的吸附,增强了捕收剂的捕收性,从而提高浮选效率和精煤产量。
  本项目的浮选煤泥是用双氧水在室温下氧化的屯兰精煤。煤泥氧化前后浮选试验的可燃体回收率降低13.63%,说明该煤泥被氧化后疏水性变差。红外光谱显示氧化后煤泥波数在3300cm-1~3650cm-1的-OH、-COOH吸收峰面积明显增大;3010cm-1~3040cm-1的C=C吸收峰和3000cm-1~3100cm-1苯C-H吸收峰面积减小;氧化后煤泥在1684 cm-1~1724cm-1附近出现C=O的吸收峰。煤泥氧化前的润湿热是0.234J.g-1,氧化后的润湿热是0.657J.g-1,表明氧化煤更亲水,不利于浮选。
  选取三种不同类型的表面活性剂,阳离子型(CTAB和 DTAC),阴离子型(SDS和SDBS)和非离子型(FM、TWEEN20、TWEEN80、OP-4、OP-13、PEG400DO、ODEA和SPAN80),对屯兰人工氧化煤泥进行浮选试验研究,并利用红外光谱和润湿热进行机理分析。试验结果表明:阴离子型的SDBS效果最好,当SDBS的用量为300g/t时,可燃体回收率提高了14.56%,精煤产率提高了14.61%,精煤灰分9.13%,尾煤灰分31.53%;当SDS的用量为300g/t时,可燃体回收率提高了12.99%,精煤灰分9.19%,尾煤灰分26.67%,它们可以提高精煤产率和尾煤灰分,对氧化煤的选择性好,提升了浮选效率。阳离子型的CTAB和DTAC促进作用明显,仅次于阴离子型。非离子型表面活性剂有促进作用,但OP-4的用量为350g/t时,可燃体回收率降低了38.16%,精煤灰分7.67%,尾煤灰分11.23%,对氧化煤的浮选具有抑制作用。SDBS,SDS,CTAB和DTAC吸附于煤泥表面,烷烃链增加了煤泥表面的疏水性。非离子型的表面活性剂(FM、SPAN80、ODEA)有乳化作用,促使煤油在溶液中分散成小液滴,增强了煤油的分散性和捕收性,提高了浮选效果。润湿热表明三种表面活性剂的促进效果为阴离子型>阳离子型>非离子型。
  然后在氧化煤泥浮选过程中添加MgSO4、FeCl3和CaCl2,研究无机阳离子对氧化煤泥浮选的影响。结果表明:当MgSO4的用量为500g/t时,可燃体回收率提高了8.37%;当CaCl2的用量为250g/t时,可燃体回收率提高了3.89%;当FeCl3的用量为50g/t时,可燃体回收率提高了4.60%。因此,这三种离子的促进效果为 Mg2+>Fe3+>Ca2+。添加 Mg2+后,润湿热降低了0.114 J.g-1;添加Fe3+后润湿热降低了0.09 J.g-1;添加Ca2+后润湿热降低了0.028 J.g-1,润湿热表明这三种无机阳离子都能降低氧化煤的亲水性,且它们对氧化煤疏水性的影响为Mg2+>Fe3+>Ca2+。
  最后在氧化煤泥浮选过程中同时添加无机阳离子和表面活性剂,研究无机盐-表面活性剂对氧化煤泥浮选的共同促进作用。结果表明:在添加MgSO4,CaCl2和FeCl3这三种无机盐时,SDBS和SDS这两种阴离子型表面活性剂的浮选效率降低;PEG400DO,TWEEN80这两种非离子型表面活性剂有促进作用,OP-4对氧化煤的抑制作用更强。红外光谱显示,在添加硫酸镁后, SDBS和 SDS两种药剂的含氧官能团增加,疏水性降低;PEG400DO和TWEEN80两种药剂的含氧官能团减少,疏水性增强;OP-4的含氧官能团增多,亲水性增强。SDBS和SDS的润湿热增大,PEG400DO和TWEEN80的润湿热减小,OP-4的润湿热增大,与浮选试验一致。
[硕士论文] 刘云霞
矿业工程 太原理工大学 2017(学位年度)
摘要:煤泥水处理是选煤厂工艺中尤为重要且不可缺少的一个环节,针对传统煤泥水处理过程中由于混凝剂的过量投加造成的药剂浪费、混凝效果降低的问题,本文基于絮团特性对煤泥水的沉降效果进行了研究,这对深入认识混凝机理进而优化混凝沉降效果有重要的意义。
  本文通过配置20 g/L粒级为-0.074 mm样品的悬浮液进行试验,分别考察了药剂特性、水质特性、煤泥特性组分对煤泥宏观沉降性能与微观絮团结构的影响。水质特性影响试验结果表明:温度的影响为,在5℃时,絮团粒径为0.269 mm、絮团分形维数值为1.5013,当温度升高到30℃时,絮团粒径增大到0.721 mm,絮团分形维数值达升高到1.627。pH的影响为,在中性条件下,APAM有较好的沉降效果;而在酸性条件下,NPAM及CPAM的作用效果得到提高。当浓度为1 mmol/L不同价态阳离子作用于颗粒后,三价阳离子作用后颗粒的双电层厚度最小为0.00071 m,此时三价离子絮凝剂AlCl3添加量为0.0332 g比FeCl3的所需添加量0.0405 g少。
  煤泥主要组分对精煤沉降影响的试验结果如下:选取1000g/t干煤泥的AlCl3与50g/t干煤泥的APAM复配使用时,精煤沉降速度可达47.09 cm/min,上清液透射比83.5%,絮团粒径为0.837 mm,分形维数值最大可达1.6263,然后将三种煤泥组分与精煤配比。当高岭石的百分含量由0%提高到100%的过程中,沉降速度降低到20.93 cm/min、上清液透射比降低到71.1%、絮团粒径减小到0.418 mm、絮团分形维数降低到1.5637。蒙脱石百分含量由0%仅提高到20%时,混合组分沉降速度迅速降低到14.39 cm/min,上清液透射比为79.7%,絮团粒径为0.458 mm,絮团分形维数为1.5493。腐植酸百分含量为20%时,混合组分的絮团分形维数值为1.5726,此时二者形成的絮团较为疏松,上清液透射比为87.3%。
  不同变质程度煤样及不同药剂用量情况下的沉降效果表明:变质程度最高的寺河无烟煤形成的絮团粒径适中,絮团分形维数值较大,范德华作用能及水化作用能最大而静电排斥能最小,从而利于颗粒絮凝沉降。在神东长焰煤中添加不同凝聚剂作用后,凝聚剂中阳离子对颗粒表面双电层的压缩能力大小为:AlCl3>FeCl3>MgCl2>CaCl2>NaCl>KCl。APAM作用于寺河无烟煤的沉降试验结果表明:絮凝剂用量增多时,形成的絮团粒径越大、絮团分形维数值减小,絮团变得松散;进一步使用正交分析表及Matlab软件分析发现煤泥沉降速度与絮凝剂分子量及絮凝剂用量之间的关系为z=32.51+0.09384x+0.04647u,式中:z为沉降速度,cm/min;x为絮凝剂分子量,百万;y为絮凝剂用量,g/t干煤泥;R2=0.7439,可见絮凝剂分子量对煤泥水的沉降速度影响比较显著。复配试验中,只添加50 g/t干煤泥APAM600万絮凝剂时,絮团分形维数值为1.5912,当添加3 Kg/t干煤泥凝聚剂AlCl3与APAM600万絮凝剂复配后絮团分形维数最大值1.6736。
  此处为公式略过。
[硕士论文] 郭丽敏
矿业工程 太原理工大学 2017(学位年度)
摘要:随着采掘工艺的不断机械化以及优质煤炭的枯竭,出现了大量的高灰细粒煤泥,浮选是处理高灰细粒煤泥最有效的方法之一。高灰细粒难浮煤泥主要是煤粒中掺杂有大量的细粒脉石矿物,在传统浮选过程中,传统烃类捕收剂在捕收煤粒的同时会携带有大量的脉石矿物,造成大量细泥夹带,出现选择性差的问题。同时,由于煤粒表面含有含氧官能团,疏水性差,传统烃类捕收剂难以捕捉到煤粒,所以也会出现捕收性差的问题。在捕收剂中添加适量的表面活性剂可以改善浮选效果,实现煤粒与脉石矿物的高效分离。如何寻找合适的表面活性剂是浮选过程中的一大难题。
  本文针对高灰细粒煤泥难浮的特性,以聚氧乙烯醚型和烷醇酰胺型非离子表面活性剂与煤油复配、以及形成乳化液来代替单纯使用煤油做捕收剂的浮选工艺,来探究其对煤泥浮选的促进作用。在实验过程中,以神东某选煤厂的煤泥为研究对象,通过浮选实验,对不同类型捕收剂对煤泥的浮选效果进行评定,考察其对浮选的影响情况。另外,采用高剪切调浆预处理技术,比较不同转速和不同调浆时间对浮选的影响。与常规浮选对比,分析高剪切调浆对浮选的影响。然后用红外光谱研究了乳化后捕收剂的增效机理。实验内容以及所得结论如下:
  1.以传统烃类捕收剂煤油对实验煤样进行单元浮选实验。研究捕收剂用量、起泡剂用量和矿浆浓度对浮选的影响,确定最佳浮选工艺条件为:煤油用量为12kg/t,起泡剂用量为500g/t,矿浆浓度为80g/L。
  2.分别用脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP10)和油酸二乙醇酰胺(ODEA)三种非离子表面活性剂与煤油按照不同配比复配,制得复配型捕收剂,然后进行浮选实验。结果表明,经过复配后,要达到相似的浮选效果,所耗用的复配型捕收剂用量仅为单独使用煤油的1/3。在相同配比下,捕收剂用量增大,精煤产率、尾煤灰分和可燃体回收率均增大,最终确定复配型捕收剂中表面活性剂与煤油的最佳配比为1:10。
  3.分别用脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP10)和油酸二乙醇酰胺(ODEA)三种非离子表面活性剂、水和煤油按照一定比例制得稳定的乳化液,用乳化液对实验煤样进行浮选实验,探究其对浮选的促进作用。结果表明,乳化液做捕收剂可以更好的完善浮选指标。乳化后煤油粒度变细,在矿浆中分散更均匀,更易附着于煤粒表面,提高精煤的上浮率。AEO9和ODEA混合乳化液对煤样存在协同作用,两者混合可以使乳化液中胶束浓度增多,改善乳化液的性质,从而提高煤泥浮选的捕收性。
  4.采用高剪切调浆技术对煤泥进行预处理,与常规浮选进行对比,结果表明高剪切条件技术的应用对煤泥浮选具有一定的促进作用。
  红外光谱表明,含氧官能团和烃类基团特征峰的强度变化大小为:乳化液>煤油,即乳化液与煤泥的作用强度大于煤油。
[硕士论文] 宋晓慧
区域经济学 山东财经大学 2017(学位年度)
摘要:随着我国国民经济不断发展,煤炭资源的开采强度不断增加,但煤炭资源的大规模开采和利用,使采煤塌陷问题逐步凸显,且愈发严重,导致土地利用矛盾加剧,农民收入水平降低,同时由于煤炭行业产能过剩,煤炭价格下降,煤企减薪裁员,部分员工面临再就业的问题,对矿区人民造成了巨大的经济损失,严重制约了矿区经济、社会和环境的可持续发展。
  本文以实现采煤塌陷区经济、生态和社会的可持续发展为目标,首先对采煤塌陷区综合治理的理论基础进行分析,根据采煤塌陷区综合治理的理论依据提出采煤塌陷区综合治理的原则,进而从采煤塌陷区治理模式分析及不同治理模式效益评价两个方面构建了采煤塌陷区综合治理模式的理论研究模型。采煤塌陷区治理模式研究主要是根据采煤塌陷区治理的影响因素对塌陷区进行分类,在此基础上对采煤塌陷区进行土地复垦和生态环境重建,实现采煤塌陷区的生态修复,进而为采煤塌陷区提出适宜的综合治理模式,发展相关产业,完善采煤塌陷区的产业体系。为使采煤塌陷区综合治理达到最佳经济、社会和生态效益,满足采煤塌陷区可持续发展的需要,论文利用模糊综合评价方法对不同类型采煤塌陷区的不同治理模式进行效益评价分析,结果表明轻度采煤塌陷区工业治理模式效益最佳;中度采煤塌陷区渔业治理模式效益最佳;重度采煤塌陷区休闲农业治理模式效益最佳。
  论文以菏泽市采煤塌陷区综合治理为例,在对菏泽市的资源基础及采煤塌陷区主要分布、治理现状及存在问题进行分析的基础上,为菏泽市采煤塌陷区提出了综合治理方案,其中轻度采煤塌陷区主要以工业治理为主,适度发展渔业养殖业,按要求发展农业种植业;中度采煤塌陷区则以渔业养殖为主,适当发展光伏产业;对于重度采煤塌陷区主要发展休闲渔业,在此基础上增加大水面渔业“增殖放养”项目。本文还选取龙固煤矿作为典型案例,为其提出具体的分区及分期治理方案。最后针对菏泽市采煤塌陷区综合治理过程中存在治理各方利益协调问题、缺乏明确治理模式和组织形式问题、资金不足问题及缺少先进技术问题等,为菏泽市采煤塌陷区综合治理提出了相应的对策建议。
[硕士论文] 赵学敏
矿业工程 太原理工大学 2017(学位年度)
摘要:浮选是细粒煤分选的主要方法,一般采用煤油作捕收剂,但选煤厂普遍存在着浮选精煤回收率低,选择性差、药耗高等问题,严重影响了浮选效率的提高。因此筛选药耗低、选择性好的捕收剂势在必行。
  本研究探索了基于煤油与起泡剂的微乳液的制备方法,经过二百多次的试验,得到如下结论:用司盘和吐温可以形成复配表面活性剂,与煤油、水和醇形成微乳液。当混合表面活性剂的HLB在7、8和9,比例为26%-36%,煤油的比例在36%-50%,水的比例在9%-16%,醇的比例为5%-25%时,可以制备出均一透明的微乳液。通过拟三元相图研究微乳液的相行为,得出表面活性剂与助表面活性剂比为1.5时,拟三元相图的微乳液区达到最大。用Nano-ZS90(Malvern)激光粒度仪测定了微乳液的粒径,微乳液的平均粒径都小于100nm,符合微乳液的粒径范围。用721可见分光光度计测定各个微乳液的透射比和吸光度,得出粒径与透射比成反比,即粒径越小,透射比越大,而吸光度越小。
  选取朔州麻家梁煤、古交屯兰煤和忻州大远煤,分别以煤油和微乳液作为捕收剂对其进行了浮选试验,比较了各自的捕收性能。对于古交屯兰煤,微乳液1和16对屯兰煤的浮选完善指标高于其他微乳液所得到的指标,这说明两个微乳液的浮选效果好于其他微乳液;微乳液对麻家梁煤的精煤产率和尾煤灰分都远远高于煤油所得的对应指标,说明微乳液有很好的捕收性能,微乳液2和微乳液17对麻家梁煤是特别好的捕收剂,而煤油不是好的捕收剂;对大远煤,微乳液3、4、11、14、23、25、26和30具有很好的捕收性能。
  用高清颗粒影像分析仪MV-E2900C观察微乳液与煤油2:1混合后的效果并拍照,结果表明微乳液21对煤油的增溶效果最好,煤油成为了微乳液的一部分。同时观察微乳液或者煤油与水1:1混合后的效果并拍照,结果表明煤油在水中难以分散,以大油滴的形式存在于水中。而微乳液,尤其是微乳液17非常均匀的分散于水中,由此推断,微乳液在矿浆中也会分散很均匀。
  润湿热数据表明,润湿热与精煤产率有很好的对应关系,煤与药剂间的润湿热越大,精煤产率也越高;微乳液的润湿热好于煤油,所以微乳液的精煤产率高于煤油。
  接触角数据和精煤产率具有较好的反比关系,即煤与药剂的接触角越小,则精煤产率越高,说明药剂越容易吸附于煤颗粒的表面,捕收剂对煤颗粒的疏水性改善越明显;微乳液的接触角小于煤油,所以微乳液的精煤产率高于煤油。
  总之,不同煤种选择不同的合适的微乳液作为捕收剂,可以达到良好的浮选效果。这为选煤厂提高精煤产率,降低精煤灰分,降低药剂的消耗提供了新的可能性。
[硕士论文] 李成县
控制理论与控制工程 广西大学 2017(学位年度)
摘要:针对我国铝土矿的特点,生产氧化铝主要采用拜耳法、烧结法和混联法,在拜耳法中焙烧过程是氧化铝生产必不可少也是最后一个过程,对氧化铝产品质量有着非常重要的影响。该过程流程长、检测大滞后、非线性强且工艺机理复杂,设备之间关联严重,工况变化大如原料成份波动频繁、设备结疤等问题,传统的策略难以实现操作优化以实现自动控制和优化运行的生产目的。因此,焙烧过程的重要性及其复杂性,以及现代化工业发展对自动化提出的要求使得焙烧过程控制系统日益得到人们更多的重视。
  本文以广西某铝厂氧化铝焙烧工序为背景,开展了氧化铝生产焙烧过程质量预测及综合工况优化控制的相关研究,取得了一定的研究成果。本文主要内容归纳如下:
  (1)首先,通过对氧化铝焙烧过程工艺的机理分析,找到影响质量指标的因素,并分析了焙烧工艺的特点,采用五点三次方法对现场数据进行滤波,并采用相关性分析和箱线图分析方法剔除现场数据的异常值。
  (2)结合机理分析采用主元分析和相关性分析等数据处理方法,选取了氧化铝质量指标软测量模型输入变量,采用混沌灰狼算法优化在线序贯极限学习机的初始权值和偏差,建立氧化铝质量预测模型。利用工业生产实际数据进行实验验证,本文所建立的软测量模型具有较高的精度和泛化能力,实现了氧化铝质量指标的有效估计,并为焙烧过程的优化控制创造了条件。
  (3)在上述研究工作基础上,进一步分析了目前焙烧工序操作参数控制的现状和存在的问题。在保证氧化铝质量指标合格的前提下,建立氧化铝焙烧过程综合工况操作优化控制模型,利用带约束的混沌灰狼优化算法进行模型求解而获得优化后的操作参数,即焙烧主炉温度、ID风机功率、下料量等。通过实际生产数据进行仿真实验,结果表明,该优化控制模型效果良好。
  (4)设计了氧化铝焙烧过程综合工况操作优化控制系统,该系统利用以太网和工业电缆与设备层和控制层进行连接,通过内部协议转换实现仿真数据交互,以实现控制系统的功能化和信息化。实验结果表明,依据氧化铝生产过程中各参数的实时变化,该综合工况优化控制系统可以得到基础控制回路的优化设定值,并将氧化铝质量指标及其相应的关键操作参数控制在目标范围内,保证氧化铝生产焙烧过程的正常运行。
[硕士论文] 谭春超
机械工程 太原理工大学 2017(学位年度)
摘要:煤炭资源在我国能源中占有重要地位。在煤炭开采挖掘过程中,从煤矿中直接挖掘开采出来并且没有进行过任何处理的煤炭称为原煤,原煤中不可避免的含有矸石。选煤厂的选矸就是将大块矸石与煤块分选开来,选矸是各个选煤厂必不可少的一道工序。目前选煤厂的选矸方法为人工分选,人工分选存在环境恶劣、工人劳动强度大、分选效率低等问题。而随着机器视觉技术的发展,人们开始利用图像处理技术对煤与矸石分选进行研究。
  本研究主要内容包括:⑴以图像处理技术为基础,对煤与矸石图像进行预处理,主要包括:图像的灰度化、平滑、锐化和图像分割。采用加权平均值法对图像进行灰度化;在图像平滑中比较了中值滤波、自适应中值滤波和小波降噪的方法,实验结果表明自适应中值滤波的降噪方法更为有效;利用拉普拉斯算子法对图像进行锐化,并采用自适应阈值法对图像进行分割。⑵为识别出煤与矸石,本文在基于灰度信息的方法下,提取了煤与矸石图像灰度直方图的灰度均值、灰度方差、平滑度、三阶矩和一致性特征参数;在基于纹理特征的方法下,利用灰度共生矩阵,提取了能量、对比度、相关性和熵特征参数。通过对实验结果分析,选取有效特征参数组成特征向量,用于对煤与矸石的识别。⑶利用支持向量机对煤与矸石进行识别,并利用粒子群算法对支持向量机的参数进行优化,最后利用参数优化的支持向量机对煤与矸石进行识别。试验结果表明:将灰度信息和纹理特征进行融合组成的特征向量能够很好的描述煤与矸石的特征,将它们组成的特征向量作为支持向量机的输入,分类器能够很好的识别煤与矸石。⑷利用质心法对煤与矸石在图像中的位置进行了定位研究。首先利用自适应阈值算法对煤与矸石灰度图像进行二值化处理,然后对煤与矸石图像中的目标区域进行边缘轮廓提取。在边缘轮廓提取时,对微分梯度方法和 Canny算子算法进行了研究,通过对试验结果分析后,选用基于一阶微分梯度算法中的 Roberts算子算法对边缘轮廓进行提取。之后利用形态学知识中的膨胀和腐蚀运算来消除目标区域中的孔洞和未连通区域的连通,最后利用质心法求取出煤矸石图像中目标区域的质心位置坐标。⑸对煤矸石识别与分选系统的总体设计进行了研究,包括系统的硬件组成部分及工作过程;系统所需要的各种软件以及它们之间的通讯方式等。
[硕士论文] 赵双健
设计学 陕西科技大学 2017(学位年度)
摘要:低碳经济的发展和我国建立资源节约型、环境友好型社会的战略方针促进了传统重工业粗放开发模式的转型。采矿业作为传统重工业粗放开发的典型,过度开采使矿山资源逐渐枯竭,形成大量矿山废弃地,并因其长期闲置造成了环境污染、水土流失和土地资源浪费等诸多问题。可持续发展、生态环境建设和资源枯竭型城市产业转型等战略的提出和旅游消费热潮的兴起使矿山废弃地的生态修复和改造利用得到全社会重视。本文旨在通过文献研究、案例分析、实践验证等研究方法,以矿山废弃地的生态修复为基础,探索矿山旅游体验环境营造的策略。
  首先,对矿山废弃地、生态修复、旅游体验环境及生态修复与旅游体验环境营造的关系等相关概念进行界定,概述矿山废弃地对生态环境的影响和资源价值。从土壤、植物等方面提出矿山废弃地的生态修复内容,对矿山废弃地体验式旅游发展进行了系统分析,并阐述相关理论基础。
  其次,对四个国内外矿山废弃地旅游开发的优秀案例进行了分析,梳理总结设计理念、设计特点、主要功能及可借鉴内容等,得出案例启示,为设计实践提供参考依据。
  然后,对矿山废弃地的旅游体验环境营造策略进行了总结归纳。先梳理了矿山废弃地的三种再利用模式,包括生态复绿模式、单一复垦模式和景观再造模式,并分析了再利用模式的影响因素,即地理条件、气候条件、区域条件、周边配套、交通环境、矿山废弃地的地质地貌和矿业遗产的规模等。提出矿山废弃地的旅游体验环境营造应基于生态优先、景观安全性、尊重场地文脉、因地制宜和综合创新的五项原则。从生态修复、主题文化、空间体验、产品开发四个方面提出了矿山废弃地的旅游体验环境营造策略。
  最后,以鹿泉矿山废弃地为载体,对其项目背景、区位概况、场地空间概况进行了陈述,提出土地整治和植被修复等方面的具体生态修复方案。从项目定位、规划策略、功能分区、旅游产品等方面对鹿泉矿山废弃地的旅游体验环境营造进行了规划设计,将鹿泉矿山旅游发展定位为“白鹿泉矿山旅游休闲度假区”,以矿山遗存为基础,结合乡土民风和旅游热点,重点发展矿山主题旅游与生态休闲度假。
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