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赣南某离子型稀土矿区边坡土体对原地浸矿的响应研究

发布时间:2017-08-01 07:10

  本文关键词:赣南某离子型稀土矿区边坡土体对原地浸矿的响应研究


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【摘要】:离子型稀土是我国独具特色的珍贵资源,但它的开发利用对矿区造成了严重的生态环境问题。为减轻生态环境破坏和水土流失,提高稀土资源利用率,国家强制推行原地浸矿工艺。然而,在原地浸取开采过程中,常常诱发滑坡灾害。因此,有效防治滑坡灾害是原地浸矿工艺迫切需要解决的大问题,而目前对原地浸矿采场边坡变形破坏过程和成因机理缺乏深入了解是造成其难以有效防治的根本原因。论文以赣南某离子型稀土矿原地浸矿滑坡为研究对象,在滑坡后壁系统采集矿石和表土样品,通过X射线衍射分析、化学分析、筛分和激光粒度分析,以及土壤薄片矿物鉴定和微结构研究,结合浸矿实验,分析其矿物成分、粒度分布和微结构的时空变化规律,旨在揭示边坡土体在物质成分和结构方面对原地浸矿的响应,分析边坡土体变形破坏过程,进而探讨滑坡成因机理。研究结果表明,原地浸矿可大大促进钾长石风化形成伊利石(水白云母),使矿石膨胀性增强,强度变低;同时,使矿石颗粒粒度呈减小的趋势,但钾长石风化成伊利石的过程中释放出Si O2,后者发生重结晶,不仅石英含量升高,而且使其粒度变粗,使矿石由A型颗粒结构向B型颗粒结构转化,大孔隙增多;在长时间高强度注液条件下,细颗粒沿石英颗粒之间的大孔隙、裂隙向下迁移,由于矿石中粘土矿物含量高,大孔隙、裂隙之间的连通性较差,因此极易造成孔(裂)隙堵塞,使其附近矿石含水量增大,甚至饱和,粘土矿物膨胀加剧,矿石强度进一步降低,在注液压力和自身重力的作用下边坡发生变形破坏。此外,有利的微地貌,如谷坡或冲沟上部,以及强降雨等往往也是发生滑坡灾害的外在条件和动力。
【关键词】:原地浸矿 离子型稀土矿床 钾长石风化 细颗粒迁移 滑坡机理
【学位授予单位】:江西理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TD865
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第一章 绪论9-22
  • 1.1 选题依据及研究意义9-10
  • 1.2 国内外研究现状10-15
  • 1.2.1 离子型稀土矿原地浸矿采场滑坡成因机理研究现状10-12
  • 1.2.2 浸矿剂渗流规律与矿石结构及边坡稳定性的关系研究现状12-14
  • 1.2.3 土壤微结构(微形态学)在滑坡灾害中的应用研究现状14-15
  • 1.3 研究内容、方法及技术路线15-22
  • 1.3.1 研究内容15-16
  • 1.3.2 研究样品16-18
  • 1.3.3 研究方法及技术路线18-22
  • 第二章 矿区地理地质环境概述22-25
  • 2.1 研究区自然地理概况22
  • 2.2 矿床地质概况22-23
  • 2.3 矿区水文地质条件23-24
  • 2.4 矿区工程地质与环境地质条件24
  • 2.5 本章小结24-25
  • 第三章 研究区滑坡特征调查25-30
  • 3.1 滑坡时空分布特征25-26
  • 3.2 滑坡纵剖面地质特征26-28
  • 3.3 滑坡特征及其演化过程分析28-29
  • 3.4 本章小结29-30
  • 第四章 边坡土体物质成分对原地浸矿的响应研究30-44
  • 4.1 边坡土体化学成分对原地浸矿的响应30-31
  • 4.1.1 浸矿前后化学成分变化规律30-31
  • 4.1.2 原地浸矿后化学成分随深度变化规律31
  • 4.2 边坡土体矿物成分对原地浸矿的响应31-40
  • 4.2.1 浸矿前后矿物成分变化规律31-40
  • 4.2.2 浸矿后矿物组成随深度变化规律40
  • 4.3 本章小结40-44
  • 第五章 边坡土体颗粒粒度分布对原地浸矿的响应研究44-57
  • 5.1 离子型稀土矿石颗粒粒度分布特征44-46
  • 5.2 离子型稀土矿石颗粒粒度分布分形维数及其变化规律46-50
  • 5.3 浸矿作用对离子型稀土矿石颗粒粒度分布的影响实验研究50-52
  • 5.4 边坡土体颗粒粒度分布对原地浸矿的响应研究52-55
  • 5.4.1 浸矿前后颗粒粒度分布变化规律52-53
  • 5.4.2 原地浸矿后颗粒粒度分布随时间变化规律53-54
  • 5.4.3 原地浸矿后颗粒粒度分布随深度变化规律54-55
  • 5.5 本章小结55-57
  • 第六章 边坡土体微结构对原地浸矿的响应研究57-62
  • 6.1 土壤颗粒结构对原地浸矿的响应57-59
  • 6.2 土壤孔隙结构对原地浸矿的响应59-61
  • 6.3 本章小结61-62
  • 第七章 原地浸矿影响边坡稳定性的机理研究62-66
  • 7.1 边坡稳定性影响因素分析62-63
  • 7.2 原地浸矿对边坡土体物质成分和结构的改造作用机理63-65
  • 7.2.1 原地浸矿对边坡土体物质成分的改造作用机理63-64
  • 7.2.2 原地浸矿对边坡土体结构的改造作用及机理64-65
  • 7.3 原地浸矿采场滑坡成因机理65-66
  • 第八章 结论及展望66-69
  • 8.1 结论66-68
  • 8.2 问题与展望68-69
  • 参考文献69-73
  • 致谢73-74
  • 攻读学位期间的研究成果74-75

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本文编号:603011

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