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2025,45(7):1-7, DOI:
Abstract:
随着矿山浅表资源逐步枯竭,深井开采成为一种重要的资源获取方式.以国内某在建超深井大载重高速提升金属矿山为研究对象,通过对比不同井筒提升容器布置方式及运行工况的空气流场动态变化,开展提升容器气动压力分布规律的仿真分析.采用流体力学中的标准k-ε 湍流模型,基于Fluent软件对提升容器运行时的井筒气流状态进行数值模拟,分析了容器提升过程中的周围气动压力分布、计算了容器偏移量,进而揭示井筒内提升容器的气动力特性及横向摆动规律.研究结果表明,当两个相向运行的提升容器在井筒中交会时,会产生明显的气动冲击力及冲击力矩,且井筒双容器的横向气动力大于井筒四容器的横向气动力,双容器井筒布置的活塞效应较四容器井筒布置更为明显.从空气动力学角度来分析,超深井提升系统应优先采用四容器布局,其次考虑双容器布局.
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2025,45(7):8-14, DOI:
Abstract:
针对深部高含硫矿石开采过程中因氧化固结引发的资源浪费与安全隐患问题,以高峰矿高含硫矿石为研究对象,通过增重法定量分析矿石固结特性,开展含硫矿石防固结试验研究,并根据试验结果提出含硫矿石开采的防固结措施.试验结果表明:矿石固结程度随时间推移呈上升态势,且对矿石施压能促进其固结,矿样的12d最大增重率达0.460％;用碳酸氢钠(NaHCO3)和羟乙基纤维素(HEC)制备的复配防固结剂可显著抑制矿样固结,当两者质量比为1∶2、溶质质量分数为2％时,防固结系数达85.5％,矿样27d增重率为0.215％.结合试验成果,提出优化爆破参数控制矿石粒度、分阶段连续出矿缩短暴露时间、喷洒防结剂等防固结工艺措施.研究成果可为深部高含硫矿山安全高效开采提供理论依据和实践指导.
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张永玺, 郭伟, 王雷, 黄立, 周科平, 杨承业, 吴乐文, 成锡良
2025,45(7):15-26, DOI:
Abstract:
针对我国地下金属矿山资源中小型矿山多、矿体复杂、安全管控难的问题,提出了一套智能化开采系统解决方案.以铜坑矿复杂破碎矿体为背景,采用分段空场嗣后充填工艺,构建了基于“时空协同”理念的智能化系统.该系统通过全域无线定位网络,实现了凿岩、装药、铲运等关键工序的无人化、少人化作业和多装备跨时空协同调度,创新性地将矿石流与装备流深度融合.在铜坑矿的实际应用中,系统稳定运行一年,建成了3套标准化智能采矿工艺、1套多工序多装备协同支撑系统,1套完整智能装备链和1套调度平台等,安全释放隐患区资源,累计完成穿孔超4000m、出矿8万t,显著提升了作业效率和安全性.研究成果为复杂矿体智能化开采提供了可复制的技术路径,对推动矿山无人化作业和装备智能化提供了参考.
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2025,45(7):27-35, DOI:
Abstract:
某高品位铁矿山局部残留多处由充填体包覆的间柱及顶柱.为尽可能回收高品位铁矿资源,对残留间柱及顶柱的回采方案进行了研究.通过对下向进路充填采矿法与分段充填采矿法进行技术经济指标对比分析,选择回采工艺简单、开采强度高、生产成本低的分段充填采矿法作为回采残留矿柱的最佳采矿方法.根据选择的采矿方法,通过数值模拟手段,分析不同矿房结构参数下的采场围岩及充填体位移、应力、塑性区分布,对606＃ 间柱以及－525m 分段位置顶柱回采的矿房结构参数进行了优化研究.模拟计算结果表明,回采606＃ 间柱的最佳矿房结构参数方案是矿房长度为30m、不留设顶柱,此方案的矿房顶板位移最大值为50.00mm,顶板塑性区体积最小,为1534.55m３;回采顶柱的最佳矿房结构参数方案是一、二步骤矿房的跨度分别为8m 和10m、长度为25m,此方案的矿房顶板位移最大值为57.64mm,顶板单位面积塑性区体积较小,为1.02m3,采场内部充填体塑性区无明显的贯通.
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2025,45(7):36-42, DOI:
Abstract:
针对无底柱分段崩落法放矿过程中损失贫化大的问题,进行了不同分段高度及端壁倾角条件下的物理放矿试验,得到了放出体形态变化规律及矿石贫化率、回采率的变化特征.结果表明:当分段高度一定时,随着端壁倾角的增加,放出体沿进路方向的水平厚度增大,轴偏角增大,沿端壁面的宽度及垂直高度减小;放矿过程中,废石的主要来源由上部废石为主转为正面废石为主,且分段高度越大,废石放出的时间越晚,累计矿石贫化率越小;对于不同分段高度,当端壁倾角为90°时,达到截止品位后,各分段高度下的累计矿石贫化率均为最小;随着端壁倾角的增加,各分段高度下的矿石回采率先增大后减小,并在端壁倾角为85°时取得最大值;当端壁倾角为85°、90°及95°时,随着分段高度的增加,矿石回采率先减小后增大,分别在18.8m、19.17m、18.73m 分段高度处取得最小值.
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2025,45(7):43-50, DOI:
Abstract:
司家营铁矿露天转地下开采工程采用空场嗣后充填采矿法,需留设水平隔离矿柱以实现露天与地下开采系统的隔离,从而确保地下开采的安全.为提高矿区开采的整体稳定性,基于重度增加法,研究了露天坑底境界矿柱厚度为45m 和盘区间柱宽度为20m 时,重力加速度对露天坑底矿柱结构系统的应力场、位移场和塑性区分布的影响.研究结果表明:(1)初始重力加速度下,矿柱结构系统基本处于稳定状态,随着重力加速度的增加,矿柱结构系统应力集中现象不断增强,当重力加速度增大到初始重力加速度的2倍时,最大主应力达到了56.98MPa,拉应力分布范围也随着重力加速度的增加逐渐扩大,最终拉应力会达到岩体的抗拉强度;(2)初始重力加速度下,矿柱结构系统的最大位移量为259mm 且分布范围较小,处于稳定状态,随着重力加速度的增大,位移量呈指数型增长态势;(3)矿区N22~N26勘探线范围的坑底境界矿柱与盘区间柱是易发生失稳的高风险区域,很可能引发多矿柱连锁失稳破坏问题;(4)在矿山设计与开采过程中应采取增大盘区间柱承载能力和提高N22~N26勘探线范围内采空区充填质量等措施,以确保司家营铁矿露天转地下开采安全可靠.
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2025,45(7):51-62, DOI:
Abstract:
为解决普朗铜矿自然崩落法开采中产生的尺寸超过1.2m 的大块矿岩导致设备堵塞、成本增加的问题,借助有限元数值模拟方法,详细分析了不同炮孔数目下3种典型大块矿岩二次破碎的块度分布及能量分布特征.首先,通过图像处理与现场测量获取了矿岩的块度分布数据,并对矿岩进行分类.其次,利用有限元软件模拟爆破应力演化、裂纹扩展和能量耗散.结果表明,不同炮孔数目对大块矿岩的破碎效果有显著影响.随着炮孔数目的增加,岩石内部应力分布更均匀,破碎效果增强.炮孔数目相同时,3种典型大块矿岩在距离炮孔相同距离时受到相近的爆炸荷载压力.爆炸荷载压力随着与炮孔距离的增加而迅速衰减.多孔爆破时,两孔分布中心线上的应力值最大,三孔分布中心线上的应力值最小.随着炮孔数目的增加,裂纹数量相应增加,并在矿岩中形成更长的裂纹或更广泛的裂纹网络,且多孔爆破形成定向裂纹或裂纹带.多孔爆破后的矿岩块度分布特征表现为均匀且破碎.炮孔数目与动能和内能的最大值成正比,相同炮孔数目条件下,各尺寸矿岩内能保持稳定,岩石的动能和内能之比随着大块矿岩尺寸的增加而降低.因此,在普朗铜矿岩石二次破碎施工中,小型大块矿岩可采用单孔爆破,中型和大型大块矿岩可采用双孔爆破.
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2025,45(7):63-72, DOI:
Abstract:
合理的采矿方法和采场结构参数对于确保矿山的安全与高效生产至关重要.针对某铜矿矿体厚度变化大的特点,结合岩体节理裂隙分析、岩体完整性评价、矿岩允许暴露面积及岩体自稳能力,优化了矿体回采方案.通过FLAC3D数值模拟软件分析了护壁式上向水平充填采矿法中采场内部的应力、位移与破坏规律.结果表明,回采过程中最大拉应力始终未超过矿体的抗拉强度.随着开采的进行,最大压应力由采空区左下侧尖端迁移至顶板靠近右上尖端,且随着分层的增加,尖端的压应力逐渐减小.在暴露面积确定的条件下,短边跨度越小,顶板下沉量越大.开采进程导致底部应力和变形的加剧,充填体底板与下盘围岩底鼓现象显著.剪切破坏主要集中在采空区尖端,并向围岩深部延伸.侧帮由于上盘护壁的存在,有效隔断了围岩破坏区向采空区的扩展,提高了采场的稳定性.
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廖敦霞, 刘文汇, 万文, 林卫星, 盛佳, 龚永超, 肖宇, 王玉丁
2025,45(7):73-82, DOI:
Abstract:
以莱州某矿主井冻结段的松散软弱地层为研究对象,采用现场实测、ANSYS数值模拟手段对双圈冻结孔的温度场分布规律进行对比分析,发现双圈冻结孔的冻结效果并不理想,在全面研究双圈冻结孔冻结壁形成和发展规律的基础上,提出一种新型三圈冻结孔的优化方案,即布置井筒内壁单圈冻结孔＋外壁双圈冻结孔,并运用ANSYS有限元软件分析对比优化前后的温度场冻结效果.结果表明:优化方案的交圈时间缩短了10d以上,有效降低了井筒内部温度并缩短了冻结壁交圈时间;优化方案冻结60d时的冻结壁厚度已经达到了4.8m 左右,远远大于原方案的冻结壁厚度,且温度比原方案低4~5 ℃左右.这说明在井筒内加一圈冻结孔是行之有效的方法,能快速将井筒周围温度降到最低,对井筒掘砌安全施工、冻结难度大等地质条件复杂的立井开挖起到一定指导作用.
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杨宁, 席世强, 马志平, 欧任泽, 阚晓平, 张庆嵩, 赵恒兵
2025,45(7):83-92, DOI:
Abstract:
采场充填体的合理性设计对于保障矿山的安全高效开采至关重要.以某大直径深孔空场嗣后充填采矿法采场为工程背景,结合理论计算与数值模拟方法对采场充填体合理强度进行研究,探究了采场充填体内部的应力、位移及地表沉降变形规律.结果表明:充填体内部的最大主应力随着开采的进行逐渐增加,应力主要为压应力,在顶、底板处更加明显.充填体强度变化对最大和最小主应力峰值影响不大,但充填体强度的增加减小了应力辐射范围.充填体强度的增加减少了顶板下沉空间并限制了顶板变形,其对顶板的约束效果优于地表.受开挖扰动的影响,充填体内部的位移呈现阶梯状的变化规律.在采场充填体顶、底部10m 强度为2.5MPa、中部强度为1.5MPa的工况下,地表监测线的最大倾斜变形、曲率、最大X 方向水平变形和最大Y 方向水平变形分别为0.109、0.181×10－3、－0.024和0.059mm/m,均满足安全规程允许的地表沉降对构筑物影响的要求.
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2025,45(7):93-99, DOI:
Abstract:
为解决某矿山固废堆积严重、充填体整体强度低等问题,以尾砂、废石为充填骨料,并添加聚丙烯纤维制备充填料,通过正交试验,探究了灰砂比、废石级配指数、纤维掺量对充填料浆坍落度和充填体强度的影响,并确定最佳充填材料配比.结果表明:影响充填料浆坍落度的主次因素依次为废石级配指数、纤维掺量、灰砂比,而影响充填体28d抗压、抗拉强度的主次因素则依次为灰砂比、纤维掺量、废石级配指数;灰砂比减小和废石级配指数增大均削弱充填体强度,纤维掺量为0.6％时,充填体强度最大;构建了主要因素耦合影响下的充填体强度及坍落度的拟合函数,根据拟合函数建立了主要因素与充填体性能各指标之间的影响关系三维模型图,均符合Z＝Ax2＋By2＋Cx＋Dy＋Exy＋F 的关系;基于正交试验和矿山实际需求,得到最优充填材料配比参数:灰砂比1∶5、废石级配指数0.8、纤维掺量0.6％,在此条件下,充填料浆的流动性和充填体强度均能满足矿山的充填要求,且充填材料的成本相对较低.
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2025,45(7):100-108, DOI:
Abstract:
碳酸钙可作为缓凝剂来提高充填料浆的可流动时间,为研究碳酸钙对膏体充填体力学特性的影响程度,采用单因素及正交法设计充填体材料配比方案制备充填体,对充填体试件开展单轴压缩试验,实时监测加载过程中充填体的声发射变化,并利用SEM 观察试件裂纹处的微观形貌,研究各因素对充填体抗压强度的影响规律及权重顺序,从多角度分析充填体破坏机制.结果表明:随着碳酸钙质量分数的增加,充填体强度先降低后升高,掺加碳酸钙后,粉煤灰、水泥及固料质量分数对各养护龄期(3d、7d、28d)充填体强度的影响规律与未掺之前基本一致,碳酸钙对充填体抗压强度的劣化作用较弱,但具有价格优势,可作为充填材料缓凝剂使用;基于极差分析可知,各因素对充填体28d强度影响的权重顺序为:水泥质量分数＞碳酸钙质量分数＞固料质量分数＞粉煤灰质量分数;由充填体破坏特征可知,随着养护龄期的增加,充填体破坏形式由延性劈裂向脆性剪切破坏转变;声发射振铃计数在充填体初始压密接近弹性变形阶段及峰值应力前后发生突变,揭示了充填体内部损伤演化过程.
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2025,45(7):109-117, DOI:
Abstract:
膏体充填料浆输送性能与充填体强度是充填工艺的重要内容,为探究某矿山掺粗骨料膏体充填料浆输送性能和充填体强度演化规律,运用响应面分析方法开展了充填料浆流动性试验和充填体强度配比试验,基于响应面试验结果分析了粗骨料掺量、灰砂比、质量浓度等单因素及多因素交互作用对充填料浆输送性能及充填体强度的影响.研究结果表明:在单一因素影响下,对于充填体强度而言,敏感度因素从大到小依次为灰砂比、质量浓度、粗骨料掺量,对于充填料浆坍落度而言,敏感度因素从大到小依次为粗骨料掺量、质量浓度、灰砂比;基于响应面法建立了充填料浆坍落度和充填体强度配比的响应回归模型,模型预测值与试验值有较好的线性关系,模型的拟合度高、可靠性高;质量浓度和灰砂比交互作用对充填体强度影响最为显著,粗骨料掺量和质量浓度交互作用对料浆坍落度影响最为显著;对充填体强度和充填料浆坍落度进行了参数优化,最终得到优化后的参数为:粗骨料掺量30.7％、灰砂比1∶6、质量浓度82％,该参数下充填体强度和料浆坍落度试验值与预测值误差均在5％以内,验证了应用响应面分析法对充填体强度和充填料浆坍落度进行优化是可靠的.
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2025,45(7):118-126, DOI:
Abstract:
管道输送是矿山充填系统的关键组成部分,充填料浆流变参数是管道输送设计的依据.以大冶铁矿全尾砂充填料浆为研究对象,通过流变试验及Fluent数值模拟对其流变参数及管道输送特性进行了研究.结果表明:料浆质量浓度在60％~70％时,剪切应力与剪切速率的拟合关系曲线符合H-B模型变化规律;随着料浆质量浓度的增大,其屈服应力和黏度系数均呈指数上升规律,黏度系数在料浆质量浓度达到70％时显著增大;当质量浓度为60％~65％时,料浆流动不稳定,管内压力分布不均匀;当质量浓度为68％~70％之间时,料浆流动状态相对稳定,压力沿管径呈对称分布;管道阻力损失与料浆质量浓度和料浆流量成正相关,当料浆质量浓度达到68％时,阻力损失开始大幅增加;建议将大冶铁矿充填料浆的质量浓度控制在65％~68％之间,考虑到料浆的最大流速均出现在垂直弯管底部(拐点D 处),此处应采用耐磨材料.研究结果可为矿山充填系统管道输送参数设计提供理论依据.
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2025,45(7):127-133, DOI:
Abstract:
针对某磷矿阶段空场嗣后充填法开采诱发地表沉降对地表工业场地的影响问题,利用FLAC3D建立了矿体自上而下分阶段开采后充填的三维模型,对不同开采阶段上覆岩层及地表沉降的变形进行了数值分析,得到了不同开采阶段下地表位移沉降分布规律:随着阶段回采的进行,累计回采空区体积增加,地表最大沉降值也逐渐增加,且呈现前中期沉降值较大、后期较小的特征,地表最大沉降值为72.94mm.结合地表近工业场地位置位移、倾斜值及曲率计算结果可知,所选测点变形移动值满足Ⅰ级、Ⅱ级的保护等级要求,设计的地下开采方案对地表工业场地安全影响满足规范要求.研究结果可为类似大型矿山自上而下阶段空场嗣后充填法开采过程中地表沉降及地压控制研究提供有益参考.
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2025,45(7):134-142, DOI:
Abstract:
已有老滑坡体边坡作为露天矿采场的重大安全隐患,其稳定性研究对保障露天采场的安全生产具有重要意义.采用多种物探方法＋模式搜索法对某露天矿已有老滑坡体的边坡稳定性进行研究.首先,通过地震映像法,并辅以瞬变电磁法及其他物探方法,对已有滑坡体的滑动面进行勘察,获得已有滑动面的位置;然后,采用模式搜索法对整个边坡最危险滑动面进行搜索,再结合毕肖谱法(Bishop法)分析其稳定性.结果表明:地震映像法和瞬变电磁法经过相互验证,均可作为勘察已有滑坡体滑动面的有效方法;已有老滑动面的安全系数均大于1.15,表明滑动面整体较为稳定.通过模式搜索法搜索出了已有滑坡体滑动面以外的潜在最危险滑动面,P1边坡在自重＋地震工况下,共搜索出8处不安全滑动面,主要位于已有老滑坡体的外部、坡体的顶部和已有老滑坡体坡脚的下方,即坡度较陡且有变化的位置,以及局部突出的位置;P1边坡在自重＋暴雨工况下,共搜索出3处不安全滑动面,主要位于已有老滑动面出口的下部;P2边坡则基本为稳定状态.研究结果可为边坡监测及地质灾害防治提供参考.
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2025,45(7):143-151, DOI:
Abstract:
针对深部矿山多中段联合采动诱发动力灾害显现的问题,对多中段回采区域应力演化规律及围岩变形行为特征进行了研究,通过地质调查、理论分析、数值模拟等方法对锡铁山铅锌矿2402~2522m 东部03~011线多中段回采区域的稳定性进行了分析,对开采过程中的围岩及矿体变形破坏行为进行了论证.结果表明,锡铁山多中段回采区域变形破坏主要发生于个别矿体厚大采场以及区域回采中部位置.开采现状的中段顶柱位置最大沉降接近4cm,暂无较大风险.后续开采2462m中段中,14003-3采场位移最大,沉降值超出6cm,两侧多个采场位移约为5cm,可能存在部分采场的垮冒.结合多中段回采变形破坏时空演化特征,针对开采过程中潜在的地压问题,对开采设计进行了回采规划优化.研究可为后续矿山区域内多中段安全高效开采提供理论支撑.
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2025,45(7):152-160, DOI:
Abstract:
针对复杂环境下矿山工作面顶板形变监测高精确度要求,设计了一套基于激光雷达的工作面顶板形变监测系统,开发了配套形变监测数据算法,并对形变风险进行评估.监测系统采用间隔时差扫描获取矿山工作面两期点云数据,经角度变换和ICP配准等预处理后,结合高精度三轴倾角传感器实时校准激光雷达姿态,精确提取顶板点云形态;再利用Delaunay三角网格划分处理两期点云,并创新性地融入点面监测算法,计算第二期中心点与第一期三角面的距离,以提高形变监测精度;最后基于DBSCAN聚类算法提出了形变点云密度聚类滤波算法,识别并标记形变区域,并在此基础上作出风险等级评估,实现顶板形变的智能监测.现场研究结果表明,2024年4月和7月0~5mm 的形变位移范围内处于中风险等级,需要引起关注并采取相对应的监测和管理措施,5~10mm 的形变位移范围内处于低风险等级,需持续监测以防止风险升级;该监测系统在监测精度上达到了1~5mm 的范围,相较于传统监测方法,其精度显著提升,且能够实现形变区域的可视化精准标记.研究结果为矿山安全生产提供了强有力的技术支撑,进一步增强了矿山作业的安全性与可靠性.
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2025,45(7):161-168, DOI:
Abstract:
矿山顶板动力灾害监测预警事关矿山生产和人员安全.传统多点位移监测预警方法基于监测数据的单一绝对阈值预警,灵敏度与可靠性较差.因此,提出了一种基于多点位移数据和差分自回归移动平均(ARIMA)模型预测矿山顶板动力灾害预警方法.该方法使用叠加技术增强了多点位移时序数据的信噪比,提出了联合增强型加窗波形特征函数比值和峰度值的分级预警方法,改善了传统阈值预警适应性不足的难题;构建了基于动态加权参数的ARIMA模型以预测位移数据,联合监测数据与预测数据来实现矿山顶板动力灾害的预警.该方法的理论测试预警误报率为13.3％,二级及以上预警特征值平均误差为15.4％;两个时间段的工程实际数据测试结果表明,预警误报率分别为11.8％和6.7％,二级及以上预警特征值平均误差分别为15.1％和14.4％.提出的矿山顶板动力灾害预警方法具有较高的应用价值.
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2025,45(7):169-176, DOI:
Abstract:
为了揭示长历时降雨后排土场边坡渗流场和稳定性动态变化规律,以刚果(金)某排土场为例,基于饱和非饱和土力学理论,采用Geo-Studio软件进行了长历时降雨后排土场边坡地下水渗流场模拟和极限平衡分析.结果表明:降雨初期以垂直入渗为主,后期以侧向渗流为主,初始水位上升较快,降雨后2d逐渐下降,25d时趋于稳定;短历时降雨条件下,边坡安全系数存在波动,而长历时降雨条件下,边坡安全系数先减小后增大,最小安全系数出现在降雨后4d左右;降雨对排土场边坡稳定性影响具有一定的持续性和滞后性,对于初始稳定性不好的边坡,应采取安全防控措施.
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2025,45(7):177-184, DOI:
Abstract:
为研究爆破作用对邻近巷道的动态响应特征,以某矿山邻近巷道为工程背景,采用3DEC离散元仿真软件,建立考虑岩体非连续特性的黏结块体模型,模拟爆破载荷作用下邻近巷道围岩的振动速度场、应力波传播及裂隙演化规律,分析不同爆破上升时间下的围岩响应特征.结果表明:短上升时间使爆破波能量集中释放,导致围岩质点峰值振速较高,但衰减迅速,而长上升时间使爆破波能量分布更均匀,但围岩质点峰值振速显著减小,对围岩的累积损伤更显著;裂隙分形维数演化呈现两阶段特征,爆破初期急剧增加,后期缓慢增长,长上升时间对围岩损伤范围扩展的促进作用更强;基于应力波传播与围岩质点峰值振速分布规律,短上升时间适用于高效爆破场景,而长上升时间需配合装药控制以减少围岩损伤.研究成果为邻近巷道爆破开挖的安全设计与施工控制提供了理论依据.
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2025,45(7):185-190, DOI:
Abstract:
针对塞尔维亚紫金铜业有限公司MS矿南露天采场矿石运输皮带廊S2—S3段地基开裂变形问题,开展了地基裂缝现状调查、地基岩性勘察和地基变形监测.分析认为地基岩性差是导致皮带廊地基开裂变形的主要原因,皮带廊自身荷载和运行振动、采矿爆破振动、降雨降雪等也是诱发地基开裂变形的重要因素.为保障该皮带廊的地基稳定性,提出了采用双排微型桩和框架结构加固地基的处理方案.监测结果表明,在采取加固措施前,皮带廊S2—S3３段地基在持续沉降,紧邻皮带廊的西侧边坡出现了滑移的趋势;实施加固措施后,取得了良好的加固效果,此皮带廊地基的开裂变形趋势得到了抑制,有效地控制了裂缝的发育和扩展,提升了地基的整体性和承载力,有效控制裂缝的扩展传导.研究结果可为类似的岩土工程加固治理提供参考.
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2025,45(7):191-198, DOI:
Abstract:
地下矿山的矿坑涌水量及地下水渗流场时空变化的预测对于矿山防治水工程具有重要意义,直接关系到矿山安全生产和环境保护.刚果(金)某铜钴矿位于“赞比亚刚果(金)”成矿带的一个小型推覆体中,水文地质条件复杂.若采用传统疏干方案,预计矿坑涌水量将超46000m3/d.通过现场水文地质条件调查,利用矿区含水层垂向存在的多元结构和控制梳干原理,提出单层控制疏干方案.运用地下水流动理论和数值模拟技术,建立了能准确反映矿区水文地质特征的三维地下水数值模型.结合井下开拓期间的涌水点优化疏干钻孔布设方案,并预测940m 中段开采期的矿坑涌水量可降低至25260m3/d.矿山按优化后的控制疏干方案施工,实现了首采矿段带压开采,相对于传统疏干方案,每年节约排水费用约234万美元.单层控制疏干方法可为非洲类似大水矿山提供借鉴,从而实现降低矿坑涌水量、保护矿区水资源,达到高效带压开采.
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2025,45(7):199-207, DOI:
Abstract:
为了研究热处理对富黏土砂岩物理力学特性和强度变化机制的影响,对富黏土砂岩试件进行了温度分别为25℃、200℃、400℃、600℃和800℃的热处理,并对热处理后的试件进行了物理参数测量试验和单轴压缩试验.结果表明,随着热处理温度的升高,砂岩试件的质量不断减小、波速和弹性模量呈现出先增大后减小、孔隙率和峰值应变呈现出先减小后增大的变化趋势;砂岩试件的强度在25~600℃热处理温度下呈现出强化特性,而在600~800℃热处理温度下呈现出劣化特性.最后,从颗粒热膨胀、矿物脱水、矿物相变与热分解3个方面揭示了富黏土砂岩的强度变化机制.研究结果为富黏土砂岩热特性的研究提供了借鉴,为高温作用下地下空间岩石工程的修复加固奠定了理论基础.
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2025,45(7):208-217, DOI:
Abstract:
软弱夹层通常是岩质边坡失稳的主要内部因素,降雨则是边坡失稳的主要外部因素,对于含软弱夹层的岩质边坡,研究其失稳机制及渗流特性对防治边坡失稳具有重要意义.以湖北赤壁南山某含多条软弱夹层石灰岩的露天边坡为研究对象,通过数值模拟方法深入探究边坡失稳特性,基于非饱和渗流理论研究边坡非饱和渗流特性,最后,采用Morgenstern-price法计算渗流场影响下各潜在滑移面的安全系数.研究结果表明:无论是边坡整体沿软弱夹层失稳破坏还是台阶局部失稳破坏,软弱夹层都是导致边坡发生失稳破坏的主要原因;降雨影响下,边坡内孔隙水压力的变化逐渐由地表往深处发展,但影响深度有限;对于距离边坡表面有一定距离的特征点,其孔隙水压力和体积含水率的提高存在“滞后”现象;在降雨影响下,边坡各潜在滑移面的安全系数降低,且在降雨前期降低幅度较大,后期则趋于平稳.
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2025,45(7):218-226, DOI:
Abstract:
寒区岩质边坡失稳和隧道坍塌灾害均涉及岩体裂隙冻结渗流问题.为探究岩体裂隙低温冻结渗流演化规律,研发了岩体裂隙低温冻结渗流可视化试验平台,开展了不同流量条件下岩体裂隙低温冻结渗流试验.采用图像处理技术量化液冰相变的动态发展过程,并分析了液冰相变与冻结渗流特性的关系.结果表明:在冻结渗流过程中,由于液相与裂隙壁面之间热交换强度存在差异,液相在裂隙出口上、下两侧区域最先冻结;随着冻结渗流时间推移,冰相面积逐渐增加,渗流通道减小,导致恒定流量条件下液相流速加剧、热对流强度增强,因此在裂隙两侧冰相外凸处出现冰相消融现象;当冻结渗流达到稳态时,液相流动雷诺数显著大于初始值,压力梯度与流量大致成线性关系,较大流量对冰相冻结速率有明显的抑制作用.
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2025,45(7):227-233, DOI:
Abstract:
谦比希铜矿是非洲典型的高涌水量矿山,其矿坑涌水水文地球化学研究对地下水防治工程至关重要.采集地表河水样2组,矿坑涌水样16组,结合Piper三线图、离子比例系数、Phreeqc模拟等方法,解析了水化学特征及主控因素,揭示了主矿体、西矿体涌水水源以及水化学演化机制.结果表明,矿坑涌水水化学类型以SO4-Ca·Mg型为主,水化学组成主要受石膏和白云岩的溶解控制,少量源于长石的溶解;燧石白云岩含水层作为主要充水水源,区域范围内分布连续;矿区范围内地下水从西矿体区域向主矿体区域径流,主矿体区域受崩落法采矿影响,燧石白云岩含水层直接补给矿体含水层;石英岩隔水层分布不均,部分区段存在厚度变薄或缺失的情况,自然条件下燧石白云岩含水层与矿体含水层存在水力联系.结合矿区现状和涌水水化学特征提出“封堵为主,疏排为辅”的防治对策,为井下防治水及安全生产提供依据.
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赵钰彬, NathanS．TEAH, 刘昶, 廖志凌, 薛婉文, 廖霖
2025,45(7):234-241, DOI:
Abstract:
探究了氧化石墨烯(GO)对硫铝酸盐水泥基注浆材料性能的影响.通过宏观性能测试发现,随着GO 掺量的增加,浆液的流动性降低,但对硫铝酸盐水泥基注浆材料的力学性能有显著提升作用;当GO 掺量为0.01％、0.03％、0.05％、0.07％时,与对照组相比,7d抗压强度分别提高了4.7％、14.1％、13.3％、11.7％,其中,当GO 掺量为0.03％时,材料的力学强度提升效果最为显著,表明GO 对硫铝酸盐水泥基注浆材料水化反应有显著的促进作用,0.03％为最优掺量.通过微观XRD和SEM 分析发现,GO 通过桥联作用优化微观结构,虽未生成新产物,但显著提升了硫铝酸盐水泥基注浆材料的稳定性和材料在井下环境中的耐久性.研究表明,GO 能够提高硫铝酸盐水泥基材料的早期强度和长期耐久性,对工程应用具有重要价值.
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2025,45(7):242-248, DOI:
Abstract:
针对济南市露天石灰岩矿山生态退化与损伤机理,基于“压力状态响应”(PSR)模型框架,构建了包括矿区生态要素和环境要素的济南市露天石灰岩矿山生态脆弱性评价指标体系,并在济南市李家窝废弃露天矿进行了工程应用分析.研究表明,崩滑流易发程度、矿区地表塌陷程度、植被覆盖率以及土壤侵蚀程度4个指标可在短期内完成修复,可用于矿山生态修复项目的验收与短期修复成效的评价,为实现矿山生态系统的短期修复成效所采取的措施,可视为人工促进自然修复模式的起点.基于生态综合指数EVI 界限值的逆推法可用于量化人工干扰程度,认为EVI＝3.75时的植被覆盖率能够实现较理想的自然修复效果.研究提出了“生态重塑、区域整治、景观重建”的生态修复策略,可为类似矿区的生态修复工作提供理论依据和实践指导.
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2025,45(7):249-257, DOI:
Abstract:
针对在爆炸性危险环境中,截流型本安电源在半导体开关元件切断过流主回路时,仍存在瞬态能量向负载传递的问题,提出在过流保护电路中增设瞬态抑制元件,降低短路电流上升速率从而抑制瞬态能量的方案.通过分析短路放电过程,建立短路放电数学模型,并采用Multisim 对不同电感值的保护电路进行仿真分析,得到电感参数与瞬态能量的非线性关系:增大电感可抑制瞬态电流幅值,但过量电感会延长保护响应时间,导致能量累积.基于短路放电模型,设计和制作了本安电源,试验结果表明,增加电感能有效抑制短路电流和瞬态能量,47μH 电感可使短路电流降低至0.988A,瞬态能量降低至1.17μJ,较无电感电路分别减少了87.3％和33.9％.结合并接续流二极管,瞬态电压峰值被限制在安全阈值内,为本安电源的瞬态抑制设计提供了理论与试验依据.
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2025,45(7):258-265, DOI:
Abstract:
针对云南某选厂锡石浮选中磷酸三丁酯辅助捕收剂对工艺条件敏感、泡沫不稳定、回收率低及药剂用量高等问题,开发了一种新型辅助捕收剂SN-F.通过条件试验和工业试验,对比考察了两种辅助捕收剂在不同矿浆pH、矿浆质量浓度、磨矿细度及充气量等条件下的适应性.结果表明,SN-F在矿浆pH 为6~８8和矿浆质量浓度为45％时表现最佳,对磨矿细度－37μm 占比72.11％锡石的回收效果显著优于磷酸三丁酯.工业试验结果表明,SN-F可提高锡石回收率10.69个百分点,提升精矿品位0.63个百分点,同时降低药剂成本34.31％,辅助捕收能力与泡沫稳定性良好,对复杂矿泥适应性更强,为细粒锡石的高效分选提供了经济可行的解决方案.
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2025,45(7):266-272, DOI:
Abstract:
巴基斯坦某铜钼矿主要有价元素为铜、钼、金、银,原矿含铜0.55％,含钼0.01％,伴生金、银分别为0.1g/t和1.15g/t.矿石中绢云母、绿泥石等易泥化脉石矿物含量较高,导致铜精矿品位不高.为解决上述问题,开发新型抑制剂CD-B抑制泥化脉石矿物,采用“粗磨—三次粗选抛尾—粗精矿再磨再选”的工艺流程,可获得铜品位为26.76％、钼品位为0.451％的铜钼混合精矿,铜回收率为94.49％,钼回收率为77.48％;铜钼混合精矿中含金2.06g/t、含银32.66g/t,金回收率为40.17％,银回收率为55.38％,选矿指标良好.新型抑制剂CD-B为小分子有机物,零毒性,零污染,药剂单耗低,属于高效绿色环保药剂.与常规药剂水玻璃相比,采用CD-B可大幅提高铜精矿的品位,CD-B单耗是水玻璃的1/15,便于采购、储存和使用.
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2025,45(7):273-280, DOI:
Abstract:
为解决有色金属企业绿色发展能力指标之间的不相容性及指标赋权过程中未能充分考虑主观性与客观性的问题,提出了一种基于博弈论组合赋权改进物元可拓模型的有色金属企业绿色发展能力评估模型.首先,通过文献分析和咨询专家,构建了有色金属企业绿色发展能力评估指标体系;其次,分别采用遗传层次分析法和CRITIC法计算评估指标主观权重和客观权重,并依据博弈论理论计算综合权重;最后,运用非对称贴近度准则替换最大关联度准则,建立基于改进物元可拓模型的有色金属企业绿色发展能力评估模型,并进行实例研究.研究结果表明,评定等级与上一年的偏向程度均一致,验证了基于改进物元可拓模型的有色金属企业绿色发展能力评估具有一定可靠性和准确性.
2025年第45卷第7期
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DOI:
Abstract:
在广泛寒区工程中,岩体的冻融破坏是一种无法忽视的自然灾害.为探究冻融环境对寒区岩体工程稳定性的影响,以寒区红砂岩为对象,开展不同冻融次数(0,10,20,30次)和不同饱和(0、20％、40％、60％、80％、100％)岩石的单轴压缩试验,并对岩样进行SEM 微观结构分析.研究表明:随着冻融循环次数和饱和度的增加,红砂岩的裂纹闭合应力σcc、起裂应力σci、损伤应力σcd、峰值应力σc和抗冻系数Kfm 均逐渐降低,内部损伤逐渐加剧;红砂岩试件破坏形态由斜剪破坏和张拉破坏逐渐向""X""形破坏转变,并伴有少量碎块剥落;循环往复的冻融作用致使岩石内部原有微裂隙扩展和新裂纹出现,揭示了砂岩在不同冻融条件下的损伤演化特征.研究成果可为寒区岩体工程的稳定性及岩石的力学性质研究提供一定参考."
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Abstract:
我国铁矿资源日益枯竭,其存在贫细杂等难选特质.传统阴离子捕收剂药剂用量大、药剂制度复杂、活性差.为解决这一问题,采用工业废胺经过加工后的表面活性剂(YTDB)作为阳离子捕收剂,对石英和赤铁矿进行了单矿物浮选试验以及矿物吸附机制的研究.结果表明,当十二胺(DDA)作为捕收剂时,在pH＝7、捕收剂用量为10mg/L的条件下,可以得到石英的回收率为78.36％,赤铁矿的回收率为12.57％,此时浮选差异性最大;当YTDB作为捕收剂时,在pH＝7、捕收剂用量为15mg/L的条件下可以得到石英的回收率为91.27％,赤铁矿的回收率为12.67％,此时浮选差异性最大,YTDB在浮选指标上明显优于DDA,并一定程度上节省了药剂用量.通过测试药剂与矿物作用前后的红外光谱、表面张力以及Zeta电位,发现YTDB在石英表面发生了吸附作用.
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Abstract:
为定量评价絮凝剂的絮凝效果及絮团孔隙结构的变化规律,引入分形理论,分析了ZYD、JYC-1、JYC-2和ZYZ四种絮凝剂的分形维数及絮凝效果.利用三维重构和CT切片分析了不同絮凝剂内部的孔隙结构,揭示了尾砂絮凝沉降机理.通过开展静动态絮凝试验,确定最优絮凝剂类型及工艺参数,并推导料浆底流质量浓度与泥层高度之间的关系.结果表明:ZYZ型絮凝剂的分形维数最大,为1.8423,絮凝沉降效果最佳;ZYZ型絮凝剂形成的絮团尺寸较大,沉降速度较快,且形成了较好的导水通道,浓密效果显著;通过静动态絮凝试验,确定了矿浆质量浓度20％、絮凝剂单耗20g/t为最佳絮凝工艺参数,计算出若尾砂底流质量浓度要达到70％,需要沉降的泥层高度为731mm.现场工业应用表明,浓密机放砂平均质量浓度为70％,泌水率≤2％,料浆流动性好,充填效果良好.
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Abstract:
为解决有色金属企业绿色发展能力指标之间的不相容性及指标赋权过程中未能充分考虑主观性与客观性的问题,提出了一种基于博弈论组合赋权改进物元可拓模型的有色金属企业绿色发展能力评估模型.首先,通过文献分析和咨询专家,构建了有色金属企业绿色发展能力评估指标体系;其次,分别采用遗传层次分析法和CRITIC法计算评估指标主观权重和客观权重,并依据博弈论理论计算综合权重;最后,运用非对称贴近度准则替换最大关联度准则,建立基于改进物元可拓模型的有色金属企业绿色发展能力评估模型,并进行实例研究.研究结果表明,评定等级与上一年的偏向程度均一致,验证了基于改进物元可拓模型的有色金属企业绿色发展能力评估具有一定可靠性和准确性.
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Abstract:
为充分发挥工业固废原料的碱激发反应活性,确定反应程度和形成的凝胶类型,优化提升碱激发胶凝材料的力学性能和耐久性,概述了Ca、Fe、S、Cl、Mg等元素对工业固废基碱激发胶凝材料的力学性能、耐侵蚀性能及微观结构的影响。结果表明,Ca、S在AACMs体系中的协同作用使反应过程复杂化,无钙/低钙AACMs的抗酸性能良好,而富钙AACMs容易在酸攻击下发生脱钙反应使得结构强度变弱;与富含硅铝钙元素的材料相比,较高的铁含量对AACMs的抗压强度和耐侵蚀性具有不利影响;ACCMs的抗氯离子渗透能力与其骨架的氯离子结合能力、体系内是否含有氯以及孔隙结构有关,同时碱性阳离子对ACCMs的氯离子结合能力和抗氯离子渗透能力也有显著影响。最后,探讨了碱激发胶凝材料所面临的问题及未来发展方向,可为进一步开展工业固废基碱激发胶凝材料的相关研究提供借鉴和参考。
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Abstract:
细粒含量对土体静态液化特性的影响机制较为复杂,且深受土体性质的影响.鉴于长江上游的攀枝花地区存在大量铁尾矿库,深入理解其静态液化特性对于确保尾矿库的安全至关重要.因此,为探究不同细粒含量对攀枝花地区铁尾矿静态液化特性的影响,采用固结不排水三轴试验,对细粒含量为0、20％、40％、60％、100％的铁尾矿进行研究,主要分析细粒含量对铁尾矿应力应变行为、静态液化潜势和临界状态线的影响.试验结果表明:细粒含量对铁尾矿的静态液化特性具有显著影响;铁尾矿抗液化能力随细粒含量增加表现为先增加、后减小、再增加的复杂趋势,在该过程中存在两个阈值,其阈值会随着围压的增加而减小;由临界状态线可知,攀枝花铁尾矿在细粒含量为60％时最易液化.研究可为深入理解攀枝花地区铁尾矿库的静态液化特性提供参考.
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DOI:
Abstract:
充填配料系统的计量误差是影响充填体质量关键因素,为揭示由计量误差引起的质量分数和泵送剂掺量波动对充填材料工作性能影响的主效应、交互效应、显著性、规律和机理,并确定工业施工标准,基于水泥水化机理和泵送剂作用原理,利用响应面和方差分析法开展力学性能、流动性能和流变性能实验设计和实验结果分析。结果表明：(1)质量分数和泵送剂掺量的±1%波动主效应显著影响充填材料28d强度、稠度、塌落度、扩展度和平均黏度,交互效应显著影响28d强度、稠度和平均黏度,影响规律有正相关、负相关和先负后正；(2)质量分数和泵送剂掺量波动会导致充填料浆内自由水比例发生变化,从而影响充填材料工作性能；(3)质量分数波动范围应保持在78-79%,泵送剂掺量波动范围应保持在1%-2%。研究结果为充填配料系统建设和配料设备精度调校提供理论依据,具有重要工业生产指导意义。
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Abstract:
"针对矿用挖掘机发动机故障类别不均衡,导致故障诊断精度不高的问题,提出了一种改进的鲸鱼算法(WOA)优化轻量级梯度提升机(LightGBM)的矿用挖掘机发动机智能故障诊断方法.首先,利用递归特征交叉验证消除法(RFECV)对采集的挖掘机发动机故障数据的特征进行提取,删除不相关的特征.其次,采用Focal-Loss改进LightGBM 的损失函数,提出一种改进的WOA对LightGBM 的超参数寻优,构建新的诊断模型.最后,利用某矿山挖掘机发动机故障数据进行验证,并与常见的集成模型、调优框架和诊断算法进行对比分析.结果表明:所提出的矿用挖掘机发动机故障诊断模型IWOA-LightGBM 的准确率和F1分数分别为98.08％和98.53％,诊断性能较好,可为矿山机械设备的智能诊断提供参考."
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Abstract:
本文以尾矿和粉煤灰等固体废弃物为主要原料，通过添加不同含量的镉利用微晶玻璃制备技术成功制备出了CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (CMAS)系矿渣微晶玻璃，通过DSC、XRD、SEM和拉曼光谱等手段对掺杂镉的微晶玻璃析晶特性进行了表征；同时，对密度、抗折强度、热膨胀系数、维氏硬度毒性浸出试验（TCLP）进行了讨论。结果表明，随着镉含量的增加，析晶峰的半高宽逐渐增加，促进了微晶玻璃的析晶，但是主晶相并未发生明显改变；微晶玻璃内相关元素因为镉的加入发生了解聚效应，改变了玻璃的显微结构。除此之外，玻璃的抗折强度和维氏硬度呈强化趋势，通过TCLP检测，镉的浸出率最高为0.03037mg/L，远低于国家规定的危险废物最高浸出浓度。因此，添加镉制备微晶玻璃是一种解决固体废弃物资源化利用和无害化处理的可行办法。
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DOI:
Abstract:
为解决阻化剂防火技术在应用过程中阻化材料渗透性差、渗流范围难以监测等技术难题,在研究的阻化材料中添 加具有渗润作用及荧光示踪作用的罗丹明B。通过接触角测定试验、真三轴煤体渗流试验、热重分析试验,对增润阻 化材料进行了渗润性能和阻化性能的相关测定。研究发现:添加罗丹明B可提高原有阻化液的渗润性能,并且仍具有优 良的阻化性能。当罗丹明B添加量在0.1‰时,其渗润、阻化性能最优,接触角相较于未经处理的煤样降低了40.56°,渗透率提高70％左右,干裂温度提升80.13 ℃,着火温度提高40.2℃.研究结果对渗润范围的快速表征及原位阻化工艺的发展具有积极的促进作用。
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DOI:
Abstract:
基于厚硬顶板直覆型沿空巷道冲击失稳问题，以山东某矿63上06工作面沿空巷道为工程背景，采用现场实测、理论分析、数值模拟相结合的研究方法，分析直覆型顶板破断特征、释能机制及沿空巷道冲击失稳能量判别准则，阐明厚硬顶板直覆型沿空巷道冲击失稳机理。研究结果表明:厚硬顶板直覆采场“板-壳”覆岩结构失稳演化具有周期长、覆岩运移控制范围广及顶板破断动载突出的特征，相比一般巷道，厚硬顶板直覆型巷道受动载扰动影响更加突出；受直覆型厚硬顶板大范围悬顶影响，“板-壳”覆岩结构运动将会增加沿空巷道超前静载，同时会向下传递剧烈动载，两者共同作用使直覆型厚硬顶板破断产生超强动载，从而引起巷道发生冲击失稳；现场实例表明，直覆型厚硬顶板初次破断尺寸为58m，破断释放能量3.5×１107 J，传递至巷道的能量为8.9×105 J，周期破断尺寸为28m，释放能量为1.7×107 J，传递至巷道的能量为4.36×105 J，小于63上06沿空巷道临 界冲击能量1.25×106 J，表明常规条件下直覆型厚硬顶板初次破断或周期破断不会诱发巷道冲击失移；提出了“工作面匀速或低速开采＋直覆厚硬顶板深孔爆破预裂＋强化超前支护”的综合防控对策，并在煤矿现场进行了工业性试验。研究成果可对类似工程地质条件下厚硬顶板直覆型沿空巷道冲击失稳防控提供一定参考。
2025年第45卷第7期
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面向矿井巷道形变监测的自适应递进点云滤波算法研究
Abstract:
通过三维激光扫描获得的原始矿井巷道点云往往伴有噪声。现有滤波方法在兼顾数据精简与几何特征保留方面存在局限性，而自适应滤波能够根据原始数据特征动态调整滤波参数，有助于后续进行形变监测。为此，提出一种自适应递进滤波算法，通过融合改进体素滤波和分层约束动态半径滤波实现点云去噪。具体而言，改进体素滤波可依据巷道几何复杂程度调节体素网格大小，滤波的同时更好保留几何特征；而分层约束的动态半径滤波通过分层约束模型优化动态半径参数，消除残余噪声。实验表明，相比传统体素滤波、改进体素滤波及其组合方法，该方法实现点云精简率超 92%，同时将体积、表面积变化率控制在 3% 以内，为矿井巷道形变监测提供数据预处理支撑。
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含单裂隙层状复合岩样力学特性及裂纹扩展规律
Abstract:
矿业开采过程中的工程扰动常会导致岩石产生多种裂隙，进而影响其力学性能，研究采用室内单轴压缩试验，结合XTDIC和声发射监测系统，系统探究了裂隙位置、倾角及岩层组合方式对单裂隙层状复合岩样力学行为及破坏模式的影响，研究表明：（1）裂隙岩样的峰值应力随倾角增大而提高，从13.19~25.34MPa逐渐增加到33.89~42.99MPa，而弹性模量则呈现先增后减的非单调变化趋势；劣化系数随倾角增大持续降低，从0.45~0.66逐渐减小到0.06~0.13，且裂隙对砂岩的强度劣化作用较灰岩更为显著。（2）裂隙位置主导破坏模式的演化：当裂隙位于岩样上部时，以张拉破坏为主；位于中部时，破坏模式受倾角调控，低倾角下仍以张拉破坏为主，高倾角时则转变为张拉-剪切混合破坏。（3）声发射参数（RA/AF值）分析显示，裂隙低倾角时，优先出现的裂纹均以张拉裂纹为主，占比可达81.69%~88.41%。，随倾角增大，剪切裂纹占比上升，破坏模式从张拉破坏逐步过渡为多拉少剪破坏，直至最终形成张拉裂纹占比56.33%~62.73%的拉-剪混合破坏。
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融合BiLSTM与改进减法平均优化器的矿山设备异常检测研究
Abstract:
研究提出一种基于双向长短记忆网络和改进减法平均优化器的矿山设备异常检测模型,旨在解决传统设备异常检测方法效率低、精度差的问题。该模型通过引入注意力机制动态加权关键特征,结合卷积神经网络提取局部时序特征,并采用引导正则化随机森林进行特征选择,降低数据维度与噪声干扰。此外,改进的减法平均优化器通过混沌映射初始化和黄金正弦步长调整,以提升模型的收敛速度与稳定性。结果显示,在矿山设备多传感器时序数据集和矿山机械故障模拟数据集上,所提模型的准确率分别达到94.17%和95.48%,F1分数分别为93.02%和95.57%,优于现有主流检测模型。实际应用测试中,模型的检测准确率提升至97.32%,平均检测时间仅为0.39s,验证了其高效性与实用性。研究表明,所以模型能够为矿山设备异常检测提供高精度、高效率的解决方案,对保障矿山生产安全具有重要意义。
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基于双分支卷积神经网络的刮板输送机轴承故障诊断方法
Abstract:
矿用刮板输送机作为煤矿井下运输系统的关键设备，其轴承在高温、高冲击载荷、粉尘污染和长时间运行等极端工况下，极易发生故障。然而，在复杂工况和多种故障模式下，现有故障诊断方法在特征提取和分类准确性方面仍面临诸多挑战。为此，本文提出了一种基于双分支神经网络的轴承故障诊断方法。首先，利用连续小波变换将一维振动信号转换为二维时频图，以丰富输入数据的时频特征。随后，构建双分支神经网络架构，其中一个分支基于空洞卷积残差模块以增强局部特征提取能力，另一个分支结合全局注意力机制以优化全局特征的学习，最终通过特征融合提升模型的诊断能力。本文在CWRU轴承数据集上和PU轴承数据集进行了试验验证，结果表明，该方法在故障诊断准确率分别达到99.78%和97.94%，整体性能优于DCRB-CNN、GAM-CNN和GAM-ResNet等对比模型，展现出显著的诊断能力和良好的泛化效果。此外，本文还使用煤矿现场数据开展了轴承故障诊断试验，进一步验证了所提方法在强噪声、非平稳工况下的实用性和工程部署价值。该研究为刮板输送机等复杂煤矿设备的智能故障诊断提供了一种高效可靠的深度学习解决方案。
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基于DBO-MLP-SVM算法联合数值模拟的采场结构参数优化研究
Abstract:
合理的选择采场结构参数对保持采场稳定性和提高矿山经济效益具有重要的意义。针对目前常用的工程类比方法易受主观评价结果影响和单纯基于数值模拟方法进行采场参数优化在应用过程中存在建模操作过程较复杂及工作量较大的不足，提出了基于DBO-MLP-SVM的人工智能采场参数优选方法。通过DBO优化MLP与SVM算法提升其性能，将SVM与MLP结合避免了MLP算法陷入局部解的问题。通过收集相关矿山采场参数与采场稳定性评价分级数据对DBO-MLP-SVM人工智能算法进行训练，以西南某石灰石为例，带入DBO-MLP-SVM人工智能算法得出了不同采场参数得出的采场稳定性分级为：7m时不稳定、大于8m时稳定，并通过FLAC3D数值模拟对采场位移、矿柱变形量和地表沉降进行分析得出了该矿柱尺寸应大于8m，与DBO-MLP-SVM人工智能算法模型结果一致，最后通过与传统方法量化对比，智能协同优化的采场生产能力达到167.44t/d，生产能力增长了51.80%，损失率和贫化率相近，有效兼顾了生产效能与安全保障的双重目标，进一步验证模型优越性。研究结果及方法可为矿山采场参数优化提供借鉴。
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基于深度学习模型的矿井回采工作面涌水量多特征预测
Abstract:
矿井工作面回采过程中对含水层产生扰动后易导致工作面涌水量增大，威胁矿井安全生产，若能对工作面涌水量进行超前预测并对预测结果及时做出评判，则可以有效防止水害事故发生。因此，在对现有涌水量预测方法研究现状进行总结分析的基础上，对基于深度学习模型的工作面涌水量多特征预测方法进行了研究，主要流程如下：结合涌水量数据特点及现场实际情况，选择“双含水层水位+微震事件最大发生高度”作为特征数据，建立基于VMD-iCHOA-GRU的矿井回采工作面涌水量多特征预测模型，并设置对照模型，同时对不同数量特征组合下、单目标情况下和不同工作面数据下的模型来进一步验证多特征模型的预测效果。结果表明：VMD-iCHOA-GRU模型的MAE、RMSE、MAPE指标评价结果分别为53.56 m3/d、62.98 m3/d、3.1%，均优于其它对照模型，涌水量预测的精度最高；多特征模型的预测精度均高于单因素模型和其它各类组合的单特征、双特征模型，且特征数据与研究目标间的相关性越强，在提高预测精度方面越有优势；在不同工作面数据下该模型的预测效果均较好，验证了该模型具有相对稳定性和一定扩展性。研究成果为矿井回采工作面涌水量预测提供了新思路和新方法，对矿山防治水工作具有科学的指导意义和参考价值，为矿井安全生产提供了保障。
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基于改进YOLOv11n-seg的浮选泡沫尺寸提取方法
Abstract:
针对浮选工艺中泡沫尺寸提取困难等问题，提出一种新型改进YOLOv11n-seg的浮选泡沫尺寸提取方法。首先，引进跨尺度特征融合模块（Cross-Scale Feature Fusion Module，CCFM）精进颈部结构，增强模型对于尺度变化的适应性和对小尺度对象的检测能力；其次，添加混合局部通道注意力机制（Mixed local channel attention，MLCA），整合通道信息、空间信息以及局部信息，提升网络的表达能力；最后，引入Unified-IOU损失函数，动态地将模型注意力从低质量预测框转移到高质量预测框，平衡训练速度和检测精度。实验结果表明，相较于传统的分水岭算法和基于深度学习的Mask R-CNN等方法，所提方法在分割精度和实时性方面具有显著优势；与基准模型YOLOv11n-seg相比，优化后模型在精度mAP@0.5和mAP@0.5:0.95上分别提升1.5%和5.3%，召回率提升5.1%，运算量减少11.8%，参数量下降32.1%。该方法具有更快的检测速度和更高的检测精度，满足浮选泡沫尺寸精准提取的需求。
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不同温度和含水率下CH4和CO2在煤分子结构中吸附与扩散的模拟研究
Abstract:
为研究在煤分子结构模型中CH4与CO2吸附与扩散规律。采用巨正则系综蒙特卡洛和分子动力学方法，模拟分析在不同温度、压力与含水率条件下煤分子结构模型中的CH?、CO?吸附与扩散过程。研究结果表明：（1）随着温度升高或含水率提高，CH4与CO2的吸附量均呈现一定幅度下降，而CO?的吸附与扩散能力优于CH?；（2）随压力升高，两种气体的吸附量均增加，但趋于易于饱和，表现出典型的饱和吸附特征；（3）Langmuir拟合结果显示，温度的升高或含水率的提升均导致吸附参数a与b的下降，且CO?的参数值始终高于CH?，表明CO?与煤体之间展现出更高的吸附亲和性；（4）扩散规律显示，升温可显著增强两种气体分子的动能，降低其在煤分子结构模型中的局部富集程度，从而提高扩散性能。CO?在各温度下的均方位移均大于CH?，表明其扩散能力更强以及空间分布更均匀；（5）随着含水率提高，两种气体在煤分子结构模型中的平均质量密度均降低，水分子存在虽不改变气体吸附曲线整体变化，但使气体的吸附饱和点显著降低；（6）当含水率至6.55%时，显著抑制气体扩散行为，水分子填充孔隙并与煤分子作用，导致气体扩散路径受限，削弱了气体迁移程度，从而限制扩散速率。其CH?和CO?扩散系数分别下降至0.063-8 m2/s和1.33×10-8 m2/s。本研究对提升煤层气采收率及优化CO?封存策略提供了理论依据。
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基于数字孪生仿真的大型露天煤矿无人卡车调度优化研究
Abstract:
针对大型露天煤矿无人卡车调度方案差、利用率低以及成本高等问题，提出基于数字孪生仿真的优化方法，构建了无人矿卡数字孪生系统框架，借助AnyLogic软件搭建数字孪生仿真模型，实现物理与虚拟空间的实时映射。针对多目标、多约束的无人卡车调度优化问题，建立以运输成本最小化、总运输时间最短化及卡车利用率最大化为目标的数学模型，并设计量子增强粒子群优化算法（QIPSO）进行求解。通过新疆某露天煤矿实例验证，结果表明：相较于传统粒子群算法、改进粒子群算法和遗传算法，QIPSO算法在最大完工时间、总运输成本分别降低11.34%、10.62%以及卡车利用率提升9.14%，收敛速度更快且稳定性更好。数字孪生调度方案较传统方案任务完成时间缩短73分钟，有效提高了运输效率，为露天煤矿无人卡车的智能化调度提供了可行的技术路径和方法支持。
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基于AHP模型的中型铅锌矿山成本分析研究
Abstract:
为做好矿山成本控制管理工作,引导企业降本增效。围绕“完全成本”构建的成本目标体系,采用层次分析法(AHP)、统计分析方法、图表法、案例法对4个国内外中型铅锌矿的完全成本进行系统性的对比、研究和分析,得出如下结论：矿山完全成本应把采矿方法作为关注重点；完全成本占比依次为生产成本、税金及附加、管理费用、营业费用、财务费用；具有规模效应,规模越大,产品单位成本越低,同等规模项目,国外矿山完全成本比国内高；对于中型铅锌矿山,铅完全成本在10000~17000元/t金属之间,锌完全成本在6000~12000元/t金属之间。以上结论对铅锌矿山在实际生产中成本控制具有现实的指导意义。
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非煤地下矿山双重预防机制信息化系统开发与应用[*]
Abstract:
为满足当前非煤矿山风险分级管控与隐患排查治理双重预防机制信息化系统建设的需求，在双重预防机制建设流程的基础上，采用“一平台、两端、三层次”的业务架构，开发了一套基于B/S架构的“非煤地下矿山双重预防机制信息化系统”，运用“平台+终端”的数据协同，实现矿山企业双重预防机制建设与管理工作的全流程精细化、智能化，有效推动风险管控透明化与隐患治理扁平化。同时，将该系统在试点矿山进行推广应用，结果表明，该系统显著提升了矿山安全管理效能，隐患排查治理在更全面的基础上，工作效率提升了90%，治理效率提升了30%，促进了全员安全责任体系的落实，推动了安全管理的数字化转型，为非煤矿山企业安全生产标准化建设提供了有力支持。
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某新建矿山开采对两侧电力塔基稳定性影响分析研究
Abstract:
某新建露天矿山两侧约300 m范围分别存在邑劝乙线及金中直流输电线路的塔基，矿山边坡开挖可能会造成电力塔基倾倒、下沉及滚石碰撞损坏塔基础。采用赤平投影、极限平衡法、有限元数值模拟方法，从定性与定量角度分析了露天采场边坡开挖的扰动范围，边坡的稳定性及坡顶滚石对电力塔基的影响。分析结果表明，露天采场边坡开挖至最终境界时，边坡处于稳定状态；采场两侧的电力塔基距离采场边坡开挖扰动区域约69.2 m~192.9 m，而且位于最小安全系数潜在边坡滑动面范围之外；矿区坡顶滚石多滚落至周边山凹处，露天采场两侧的电力塔基附近无滚石且位置较高。研究认为该新建矿山的开采不会对采场两侧的电力塔基造成影响。
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基于声发射优势信号筛选的浸水煤岩破坏前兆研究
Abstract:
为提升浸水煤岩破裂前兆的识别精度，针对破裂过程中低能声发射（AE）信号占比过高而掩盖高能信息的问题，开展了自然状态与浸水120?h煤岩的单轴压缩和声发射同步试验。通过结合能量贡献率与损伤应力，构建AE信号筛选新方法以提取煤岩破裂优势信号，并分析其前兆特征。结果表明：（1）浸水显著降低了煤岩的抗压强度，促使裂纹呈现多向扩展特征，加剧了煤岩的最终破裂程度。（2）煤岩破裂过程中的AE计数、累积AE计数可作为煤岩破坏前兆的关键参数之一，但其可靠性需结合具体破裂阶段综合判断。（3）新方法可有效提取浸水煤岩破裂过程中的优势信号，其能量阈值低于自然状态煤岩，且优势信号占比更高。（4）提取的优势信号与浸水煤岩破坏前兆高度一致，可为工程稳定性预测提供有效依据。
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磷矿双反浮选工艺优化与钾长石脱除机理研究
Abstract:
为提高湖北宜昌地区中品位硅钙质磷矿资源的利用价值,针对其主要有用矿物为氟磷灰石、脉石矿物为钾长石、白云石和石英(原矿P2O5品位23.27%,Al2O3含量4.33%,MgO含量1.56%)的特点,采用双反浮选工艺,系统开展了磨矿细度优化、捕收剂(H-1, KM-6)及辅助药剂(磷酸、HF-959)用量试验,并结合接触角测量、Zeta电位分析和红外光谱测试探究了浮选机理。结果表明：在磨矿细度-75 μm占比81%的条件下,通过脱硅一粗两扫、脱镁一粗一扫的闭路流程,获得了P2O5品位32.20%、回收率81.20%的优质磷精矿,其中Al2O3和MgO含量分别降至2.02%(降幅53.35%)和0.62%(降幅60.26%),有效实现了磷灰石与钾长石、白云石等脉石矿物的分离。机理研究表明,捕收剂H-1主要通过物理吸附选择性作用于钾长石表面,显著增强其疏水性,这是实现钾长石高效脱除的关键。
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矿用磷酸铁锂电池过充电热失控特性研究
Abstract:
随着锂离子电池在地下矿山的广泛应用，矿用电池安全问题日益突出。采用不同过充电倍率（0.5 C、1 C、1.5 C）对200 Ah LiFePO4/C电池单体以及电池模块进行过充电滥用试验，研究了矿用大容量磷酸铁锂电池的热失控特性。结果表明，矿用磷酸铁锂电池的热失控行为分为电池膨胀、缓慢烟气喷射、剧烈烟气喷射-后续自然降温等三个阶段；随过充电倍率增大，各阶段所需过充电电量逐渐减小；电池热失控后的温度最高可达400 ℃以上，且电池模块试验中最大温度显著高于电池单体试验，高温将给地下矿山安全带来严峻挑战，需要进行相应的降温防护措施；电池模块中被过充电电池的热失控效应未引发相邻电池的热失控反应，矿用电池热失控连锁反应的临界条件还需进一步研究。
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扰动下超深金属矿高应力巷道变形特征与加固技术
Abstract:
随着矿山开采进入深部，面临着更加复杂的工程技术难题。本文以某超深金属矿高应力巷道为背景，采用地应力测试和岩石力学试验等方式确定其最大主应力值和工程岩体质量级别。结合巷道破坏情况，采用变形监测、钻孔摄像以及地压监测等手段对巷道变形特征进行分析，并分析其破坏机理。结合该工程埋深千米以深以及围岩片理发育、揭露后易风化等特点，分析采用初喷封闭围岩+锚网主动支护+U型钢拱架被动支护+复喷形成整体的联合支护形式，该加固方案在充分发挥巷道岩体本身承载能力基础上，限制了围岩破裂区和塑性区的发展。根据监测设备显示，随着系统性支护的施工，巷道围岩完整性得到了大幅提高，岩体进入相对稳定状态，为同类深井矿山巷道支护提供经验。
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矿井下多工作面爆破工序智能管控体系研究
Abstract:
以某铁矿穿孔和爆破工序分离的实际情况为工程背景，对该铁矿因穿爆分离所引发的一系列问题进行研究，得出该铁矿具有生产组织协调难度大、工序间信息传递滞后、爆破工序信息孤岛、风险频发和生产成本较大等突出性问题。为有效解决应用穿爆分离模式所导致的多种问题，提高矿井生产效率，采用重大爆破事故案例分析和爆破工序事故树风险评估的方法，结合该铁矿的实际需求情况，构建矿井下多工作面爆破工序智能管控思路。依照爆破工序智能管控思路设计出具备实时交互和管理矿井下不同中段多工作面爆破工序信息、爆破工序任务分配、爆破器材精准化管理和人员多级化管控等功能多样的智能化管控系统，系统主要采用vue+django框架设计实现。经过对研发完成的爆破工序智能管控系统的多方面测试和实地部署应用，有效地解决了该矿井穿爆不协同的难题。
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深竖井破碎岩体井壁破裂特征与加固技术研究
Abstract:
深竖井是深部资源开发的关键基础设施，其稳定性对于保障矿山开采的安全与高效至关重要。针对破碎岩体竖井井壁围岩稳定性问题，采用离散元软件中黏结块体模型（BBM），构建三山岛金矿西岭矿区三维竖井数值分析模型，研究1600 m~2500 m埋深条件下井壁的损伤破裂特性，提出了高应力-破碎岩层环境中井壁的支护加固方案。研究表明：高应力环境下深竖井井壁围岩的变形与破裂行为受水平地应力影响，随着埋深增加，井壁围岩的最大位移和变形范围增大，最大主应力方向的围岩位移变化显著，最小主应力方向为剪应力的主要分布区；破碎岩层增加了井壁围岩的力学复杂性，破碎区内的位移和应力分布与支护条件密切相关，破碎岩体的动态作用可能导致岩块剥落和围岩破坏；注浆锚杆能够有效改善支护结构的受力状态，分散围岩中的集中应力，降低井壁的位移量和裂纹扩展范围，合理的支护加固措施能够有效控制破碎岩体的动态作用，减少井壁的破坏风险。
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2023,43(9):1-6, DOI:
Abstract:
采用 FLAC3D软件模拟分析了采空区矿柱的稳定性,发现充填治理采空区后,矿柱的稳定性显著改善.首先采用挖机干式回采＋造浆后管道输送的方式,将老尾矿库尾矿与破磨后的矿石一同进入再磨流程;然后通过增加深锥浓密系统和混凝土拖泵提高尾砂利用率,增加充填距离,优化改造现有充填系统;最后采用环形中深孔爆破回采顶底柱,以切割天井为自由面深孔爆破崩落回采间柱,遥控铲运机完成出矿.经过１a的现场工业试验,老尾矿再选获得 Au回收率为57％,年增净利润3471万元;矿柱回采率为70％~80％,新增2.4万t矿石量和97kg金属量,新增利润2965万元,经济效果显著.
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2024,44(9):1-8, DOI:
Abstract:
近年来,随着浅部矿产资源的消耗殆尽,我国地下金属矿山正向1500 m 以深以及年产1000 万t/a以上深井大规模开采方向发展.提升系统是矿山深部开采所必需的关键设备,现有的竖井提升技术难以满足我国深井大规模开采的需求.对摩擦式提升、多绳缠绕提升两个主要深井大规模提升的关键理论与技术装备研究现状进行了综述,并对各自技术优势与特点进行了剖析,提出连续提升、通过采选充一体化减少提升量、降低提升载体的重量占比是未来应对深部大规模开采提升需求的重点研究方向和发展趋势,以期为金属矿山深井大规模开采的提升系统提供新的解决思路和方法.
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2006(2):81-82,85, DOI:
Abstract:
分析了中国矿山安全中存在的问题,认为矿山生产环境、矿山技术设备和矿山生产管理是影响矿山安全的3个主要方面。提出运用先进的科学技术方法和建立健全高效的安全管理机制来加强矿山安全生产。
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2008(5), DOI:
Abstract:
针对中金岭南公司统计工作的难点,以及原有统计软件单机运行、集成性差、工作效率不高的状况,结合多元化经营的实际情况和精细化管理的要求,提出并设计开发了基于网络的中金岭南统计工作新平台,从技术上和流程上为企业统计工作实现精细化管理提供了有力支持。
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2002(6):1-3,59, DOI:
Abstract:
生产矿山的配矿环节受多种条件的制约，作者在考虑各种配矿受限条件的基础上，用混合型整数线性目标规划方法研究了用于露放和地下矿编制短期生产配矿计划的数学模型，并论述了数学模型的解算方法。
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1999(4):8-11, DOI:
Abstract:
半连续工艺系统因其环节数量多，环节之间的配合及设备类型对系统生产能力的影响甚大。本文主要研究半连续工艺系统中环节配合与设备选型的问题，以提高系统作业效率及总产出能力。
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2008(5), DOI:
Abstract:
巷道工程的稳定是矿山生产的关键,巷道的变形破坏制约着矿山的生产,特别在高应力破碎软岩矿区,这一问题尤为严重。针对金川矿区的复杂地质构造条件,对影响巷道工程稳定的客观因素(地应力、地质构造、地下水、岩体时间流变效应等)和人为因素(开采扰动、爆破、巷道空间布置、支护方式等)进行了综合分析,提出了巷道优化布置和支护的合理建议,为矿山进行合理的巷道工程设计和施工提供科学依据。
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2008(5), DOI:
Abstract:
地形是区域自然环境的重要组成部分,数字地形分析为人们研究地表演化过程提供了全新的技术支持。基于1∶10000比例尺DEM数据,在数字地形分析的基础上,对平朔露天煤矿区原始地貌和人工堆垫地貌的高程-平面面积、高程-地表面积和地表水系结构进行了对比研究。结果表明,人工堆垫地貌较原始地貌高度增加20~100 m;面积随着高程变化而变化,相同高程情况下人工堆垫地貌的表面积要比原始地貌大。人工堆垫地貌较原始地貌的面积在海拔1475,1425和1350 m处变化幅度大;矿区地貌景观特征发生了巨大的变化,人工堆垫地貌呈塬面水平梯田形,顶上平坦,坡面为凸形;人工堆垫过程引起原始地貌地表水系的自相似性遭破坏,人工堆垫地貌出现了环形和放射状水系,现代水系格局尚未定型。
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2008(5), DOI:
Abstract:
从矿产资源开发利用的背景、方式与效应等方面,比较了我国西部与国外落后地区矿产资源开发利用的相同和不同之处,并得出对西部矿产资源合理开发利用的启示。
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1997(2), DOI:
Abstract:
为了加快地下矿山建设速度，扩大开采规模，提高经济效益，我国有色、冶金、黄金和化工等系统的众多地下矿山采用了进口或国产铲运机共900余台进行采场出矿和掘进出碴。在所使用的铲运机中，有64％为进口产品，不仅价格昂贵，且因关键件未国产化，无备件来源，导致数百台报废。80年代中期以来，长沙矿山研究院与有关企业合作，先后研制成功几种斗容2m3以下质量较好的小型铲运机，占领了国产铲运机70％以上的市场，解决了过去铲运机主要依靠进口的局面。但是，随着我国无轨矿山规模的扩大，原使用斗容2m3以下的小型铲运机已不能满足生产需要…
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2008(5), DOI:
Abstract:
针对"U"型通风工作面采空区上隅角容易积聚瓦斯,以渗流理论为基础,根据气体扩散定律和质量守恒定律,建立了顶板走向钻孔抽放采空区瓦斯流场模型。在Visual-Basic6.0平台上,利用工程软件SURFER模拟了抽放钻孔周围瓦斯压力场。结果表明,煤体自身所具备的条件和抽放瓦斯的技术条件是影响瓦斯抽放量的主要因素,采取诸多因素相结合的切实可行方案,顶板走向钻孔抽放采空区瓦斯可以取得良好的效果,在技术上是可行的。
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2000(6):1-2, DOI:
Abstract:
本文从安全开深度的概念出发，分析了安全开采深度与开采厚度及建筑物的临界变形之间的关系，获得了安全开采深度的确定方法，这对确定是否采取地下开采保护措施和地面建筑物保护措施，具有重要的指导作用 。
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2008(1):32-34, DOI:
Abstract:
考察了不同碳链长度的胺类捕收剂对异极矿、石英、白云石和褐铁矿浮选行为的影响,讨论了胺的碳链长度对捕收异极矿的影响。结果表明,在pH为9~11的条件下,异极矿的浮选回收率最高,胺对异极矿的选择性随着脂肪胺碳链长度的增加而增加,其中,十八胺对异极矿具有较好的捕收能力和选择性。
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2000(6):37-40, DOI:
Abstract:
对岩体断裂控制爆破方法进行了归类，总结和分析了常用方法的断裂控制机理，讨论了实现断裂控制爆破的参数和应用效果，指出岩石断列控制爆破的发展前景广阔。
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2002(6):4-6,15, DOI:
Abstract:
根据金翅岭金矿4号矿体的开采技术条件，首先初选4种采矿方法，通过技术经济综合比较淘汰劣势明显的方法，对其它方法，应用模糊数学方法，量化影响采矿法选择的指标，建立模糊评判矩阵，最后选择出最佳的采矿方法为下向人工假顶中央天井分层进路空场法。
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2000(6):8-10, DOI:
Abstract:
在铜绿山矿井下残留矿柱回采中，采用超前拉槽、分次落矿、梯段式推进等新颖独特的采矿工艺技术，圆满地解决了残矿回收过程中技术与经济难于统一的问题，取得了良好的技术效果和显著的经济效益。该项技术具有很高的借鉴价值和广阔的推广应用前景。
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2008(5), DOI:
Abstract:
矿区生态系统健康预测模型是矿区生态系统健康评价理论的重要组成部分,是实现矿区生态系统健康管理的有效途径。结合矿区复合生态系统的特点,建立了研究矿区生态系统健康灰色预测模型,并对研究矿区进行了预测。结果表明:研究矿区的生态系统健康状况呈下降趋势,应加强矿区生态系统的管理和调控,以促使其向良好的方向发展。
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2008(5), DOI:
Abstract:
叶绿素浓度往往是植物营养胁迫、光合作用能力和植被发育阶段的良好指示剂。对不同程度铜胁迫下玉米的"红边"变化规律的研究表明:随着铜胁迫程度的不断加深,"红边"波长位置有规律地沿着波长轴不断向蓝光方向移动;叶绿素浓度与其"红边"波长位置之间有着极强的线性相关关系。在分析的基础上,建立了基于"红边"波长位置的叶绿素浓度回归模型,其复相关系数(R2)达到0.884为植被受重金属污染时开展高光谱遥感监测研究打下了坚实的基础。
