摘要:某钼矿前期采用留矿法回采，采场内残存了大量的顶柱以及间柱。为避免资源浪费，对矿柱的回采方案进行研究。通过对比各采矿方法的经济技术指标。确定在矿柱上部为矿体的情况下，采用分段充填采矿法回采间柱；在矿柱上 部为充填体的条件下，采用预留顶柱的分段充填采矿法回采间柱。建议矿山在上一中段未充填的条件下采用分段凿岩并段充填采矿法回采顶柱。根据选取的采矿方案，通过数值模拟分析，对采场长度以及预留顶柱厚度进行了优化，分析了不同结构参数的采场周边围岩及充填体内的应力和位移分布，确定了采场长度为50 m 且预留5 m 厚的顶柱较为合理。矿柱回采方案的应用，可为矿山创造约470.52万元的经济效益。

摘要:合理布置采场进路能有效控制地压和减少进路的变形破坏,提高矿山安全生产水平和经济效益。在对金山店铁矿张福山矿区－400 m 阶段进路破坏详细调查的基础上,选取即将开采的－500 m 阶段代表性矿段,考虑构造应力及陡倾优势结构面影响,采用数值模拟手段研究了方位角变化时的进路稳定性规律。研究结果表明:进路方位角与最大主应力间的夹角越小,岩石剪切破坏区体积越小,岩石剪切破坏主要发生在进路顶部;进路方位角与陡倾优势结构面走向夹角越小,节理剪切破坏体积越大,节理剪切破坏主要出现在进路的斜上方或侧边且破坏区域一般垂直于节理面;陡倾优势结构面加剧进路变形,引起进路较大的拱顶和边帮位移,且边帮位移大于拱顶位移,从而引起进路断面的大偏转变形。研究结果能为同类型矿山的进路布置提供优化思路。

摘要:为探究爆破对采场人工假顶稳定性的影响,采用LS-DYNA动态分析软件,对中深孔爆破对4.75m 厚的人工假顶的扰动破坏进行了数值计算。结果表明,在应力波自孔底向孔口方向传播的过程中,爆破应力逐渐减小,且在人工假顶中的分布均匀,衰减较快。 顶部留设0.5 m 厚的保护层后,人工假顶绝大部分单元的最大有效应力值小于充填体的塑性破坏强度,表明爆破作用对人工假顶的破坏较小。在某铅锌矿进行了现场爆破试验,并在人工假顶关键位置布设位移监测点,结果表明,中深孔爆破后,人工假顶和采场边帮无垮塌和冒落现象,顶板沉降位移较小,爆破效果良好。

摘要:某铜矿采用分段空场中深孔爆破落矿,为了提高爆破质量,基于利文斯顿爆破漏斗理论开展了单孔系列、变孔距多孔同段爆破漏斗试验,并以试验结果为基础设计了中深孔爆破工业试验,最终确定了有利于降低炸药单耗、改善爆破 效果的合理爆破参数.爆破漏斗试验得到的药包临界埋深为0.964 m,最佳埋深为0.470 m,最佳爆破漏斗半径为0.429 m,孔间距与最佳漏斗半径的最优比值为1.64;优化后的中深孔爆破孔底距为2.6～2.8 m、排距为2 m;中深孔爆破工 业试验过程中,将部分炮孔排距增加到2.2 m,大块率并未提高,爆破效果良好,实际炸药单耗从0.47 kg/t降低到0.39 kg/t。

摘要:合理的爆破参数不仅能够有效降低采矿损失率、贫化率,而且对提升回采效率,降低采矿成本意义重大。针对理论计算、工程类比等方式确定的中深孔爆破参数现场适用性不强的问题,通过岩石力学参数测试、现场工程地质调查等, 对锡铁山矿区的矿岩可爆性进行分析,矿岩的普氏系数为4.4,岩体基本指标BQ 为334.6,综合评价锡铁山矿岩属于易爆类型;通过选取与锡铁山岩体参数相近矿山进行工程类比,结合爆破漏斗试验结果,对锡铁山中深孔崩矿参数进行优化,孔底距由原来的1.3～1.5 m 调整为1.5～1.8 m,排距由原来的1.3 m 调整为1.4～1.6 m。现场工业试验表明:爆破参数优化后,采场爆破效果良好,炸药单耗由0.42 kg/t降低至0.38 kg/t,降幅为9.52％,每米炮孔崩矿量由4.42 t提升至4.86 t,增幅为9.95％。

摘要:为了更好地满足矿区现场爆堆块度实时高精度检测的需要,提出了一种基于深度学习的爆堆块体分割模型TAUNet(Transformer Aspp UNet),该模型在UNet的编码器和解码器中融入Transformer的自我注意机制,利用其处理大型特征映射,改善全局信息的提取,恢复在编码器中跳过的粒度细节。在骨干网络特征提取阶段,加入了ASPP空洞卷积模块,增强了模型对块体局部特征的融合.在爆堆图像分割的基础上,采用爆堆分层的方法获取爆堆的块度空间分布信息。结果表明:(1)TAUNet分割模型具有良好分割性能,模型训练评价指标骰子系数、交并比、召回率分别达到97.12％、94.61％、96.2％,均优于主流的语义分割模型,对现场爆堆块体有着良好的分割效果;(2)通过爆堆分层的方法可知肇庆某矿山西采区315~300 m 平台的爆堆块度空间分布,87.15％岩块粒径分布在0~0.6 m,9.9％的岩块粒径分布于0.6~1.0 m,大于1.0 m的大块占2.95％。研究结果能够为爆破效果评价的精细化、智能化发展提供参考借鉴。

摘要:在采矿作业中,岩体爆破块度分布对装载、运输及破碎成本有很大的影响。目前已知的预测爆破块度的方法很多,但没有一种方法完全适用于无底柱分段崩落法的爆破块度评估,其主要原因是地下环境的多变性以及缺乏充分表征岩体的数据。随着钻进装备的智能化发展,随钻测量(MWD)系统已成为提供更多现场岩体信息的重要工具。在某矿区无底柱分段崩落法采场,采集了17个爆破循环共175个钻孔的MWD数据,照片完整记录了每个爆破循环的岩体碎片。利用MWD数据将爆破前的岩体形态分为5种类型,利用平均块度指数X50将爆破后岩体碎片分为4类,研究了岩体类型与爆破碎片的关系,提出了一个无底柱分段崩落法爆破碎片预测模型.结果表明:完整岩体倾向于产生更细的爆破碎片,在完整岩体和轻微破碎岩体中,装药和爆破过程面临的挑战和不确定性较小,因此,可以更好地预测相应的破碎程度;岩体不连续性和爆破碎片大小之间存在正相关性,因此,不连续岩体倾向于产生更大的爆破碎片。

摘要:爆破振动速度是爆破设计需要考虑的的重要因素之一,然而在爆破振动速度预测中,BP神经网络超参数的确定依赖经验公式且具有主观性。为克服这种局限性,并提高振动速度预测精度,采用超参数优化算法TPE对BP神经网络进行超参数优选.以最大段起爆炸药量、炮孔深度、水平距离、垂直距离和炸药单耗参数作为输入量,建立了隐含层数量神经元数量为31个的BP神经网络(TPEＧBP)预测模型,该模型的爆破振动速度平均预测误差为2.35％,最大误差为6.29％,与基于经验公式确定超参数的BP神经网络模型和传统的BP神经网络模型相比较,平均预测误差分别降低了23.26个百分点和4.24 个百分点,说明参数网络优化后TPE-BP预测模型能更好地拟合振动数据,其预测结果更接近真实值,可为爆破参数设计提供参考依据,从而有效地控制爆破振动。

摘要:为了解溜井井壁在储矿、卸矿两种状态下的侧压力分布特征及差异,以海南石碌铁矿2# 主溜井为研究对象,基于Janssen公式建立了井壁压力与标高的关系,同步建立了溜井动态、静态压力监测平台,模拟溜井贮矿段储料及放矿过 程,监测压力变化特征,分析了静态及动态压力分布及差异,讨论了Janssen公式应用的局限性及问题,并结合研究结果提出了关键性建议。结果表明:随着测量高度的增加,井壁静态侧压力逐渐减小,动态压力值大于静态压力,动态井壁侧压力呈先增加后减小的趋势,在测点高度为1.26 m 时达到峰值为16.289 kPa,储料面附近最小,3.073 kPa.“超压现象”造成了动、静压力之间的显著差异性.Janssen公式基本能够描述井壁静态侧压力与测量标高的关系,但存在一定的局限性,源于卸矿冲击夯实作用、上覆矿岩压实作用、底部结构及矿岩压力等,这些因素造成储料内部压力、容重等参数小范围动态变化,造成Janssen公式模型产生计算误差.此外,在使用Janssen公式计算动态压力值时,应注意超压系数是一个与测点高度相关的动态值;提出标高为22~26 m 范围使用内套钢板混凝土井壁修复方式、储料高度应在30 m 以上、控制矿岩块度、匀速卸矿等工程管理建议,以确保2# 主溜井贮矿段长期稳定运行。研究结果对溜井井壁磨损评估具有一定的理论意义,同时有助于保障溜井矿岩运输连续性,提高溜井使用寿命。

摘要:为解决钾盐尾矿尾盐与老卤难固结以及固结成本高等难题,开展了传统常规胶凝材料与尾盐的强度配比试验,分析尾盐的固结特性,根据尾盐的特性,研发了两种新型胶凝材料,并探究了新型胶凝材料在不同灰砂比和质量浓度下与尾盐的固结强度。研究结果表明,以氧化钙作为胶凝材料,当灰砂比较大时,其与尾盐混合后的固结效果差,试块抗压强度低,而随着灰砂比的降低,试块的最佳强度可达到1.20 MPa;氧化镁可以显著提升尾盐充填体的强度,试块28 d强度最高可达22.06 MPa;粉煤灰和钢渣作为胶凝材料时,尾盐和老卤无法实现固结,不宜作为尾盐的胶凝材料.1# 新型胶凝材料与尾盐混合固结后试块的强度偏低,最高强度仅达到1.20 MPa,不能满足充填体的强度要求,但其能降低充填体表面的粗糙程度;2# 新型胶凝材料在灰砂比为1∶8且料浆质量浓度为72％时,试块的28 d强度可以达到3.17 MPa;与氧化镁相比,当试块强度达到2.00~3.00 MPa时,胶凝材料的充填成本降低了50％以上。

摘要:金属矿山断层在采动作用下极易发生滑移破坏,严重威胁矿山安全生产. 基于FLAC3D 数值模拟,针对金属矿采动诱发断层滑移破坏的影响因素开展研究。结果表明:断层面上剪切位移及剪切应力具有明显的空间性;基于断层滑移危险指标可以定量评估断层滑移的不同风险范围;爆破扰动的次数、强度的增加以及频率的减少使断层滑移中风险范围不断增加,造成危险可能性也越大;采动因素对断层滑移高风险范围的显著性由低到高依次为:倾角、扰动次数、扰动强度、内摩擦角、扰动频率、矿体厚度。其中,矿体厚度和爆破扰动频率是影响采动过程中断层失稳活跃程度的主要因素。研究结果可为金属矿采动作用下的断层安全防控提供理论和技术支撑。

摘要:针对青龙煤矿21606工作面上部坚硬顶板难以垮落造成工作面支架支撑压力过大的问题,运用理论计算、数值模拟、现场实测的手段,分析了工作面切顶前后的覆岩运移特征及切顶后的工作面支架来压情况,开展现场工业试验,验证了支架前方切顶技术卸压效果。结果表明:采用切顶技术能够切断坚硬顶板之间的联系,根据强制放顶断裂力学模型计算出了切顶后的第1层基本顶的初次断裂步距为27.3 m,第2层基本顶的初次断裂步距为50.3 m,相较于未切顶条件下,分别减小了4.3 m、8.3 m;采用数值模拟分析了上覆岩层的运移规律,得出最佳切顶高度为15 m;切顶后工作面支架平均支撑压力由36 MPa减小为36.5 MPa;切顶后工作面基本顶在开采50 m 后完全破断;根据来压规律,得出切顶技术实施间距为50 m。支架前方切顶卸压技术对减少工作面的煤壁片帮、增加采空区侧顶板垮落量、降低工作面支架压力等方面都有较好的效果。

摘要:为研究地面钻井抽采对采空区煤自燃危险区域的影响,以某矿综采工作面为研究背景,现场利用束管监测系统和SF6 示踪气体,测定了采空区遗煤自燃危险区域和采空区漏风情况,并通过数值模拟研究了有无地面钻井情况下采空区自燃危险区域分布和地面钻井不同抽采量对采空区氧气浓度分布的影响.研究结果表明,采空区氧化带最大宽度为72.2 m,计算得出每日最小推进度为1.08 m;通过示踪气体测定风巷测点与地面钻井测点SF6 最大浓度之比为8∶1.数值模拟结果显示,地面钻井抽采使得采空区自燃危险区域范围增加,并且随着抽采量的增加,自燃危险区域随之扩大。

摘要:为提高煤与瓦斯突出预测的准确率和效率,提出了一种基于数据预处理的多策略改进烟花算法(IFWA)优化极限学习机(ELM)的煤与瓦斯突出预测模型。 首先,针对于非线性多维特征数据,使用灰色关联度分析(GRA)进行特征选取,利用主成分分析(PCA)进行特征约简,将数据预处理后的数据指标作为模型的输入;其次,引入引力搜索算子和混合变异策略改进烟花算法(FWA)易陷入局部最优的问题;最后,利用IFWA 对ELM 的输入层到隐含层的权重和偏差进行优化,构建最优的煤与瓦斯突出风险预测模型。结果表明,IFWA-ELM 模型的RMSE 和R2 可达0.074,0.968，与ELM、GA-ELM、PSO-ELM 和FWA-ELM 模型相比均有所提升,IFWAＧELM 模型对煤与瓦斯突出危险等级预测的准确率可达100％,具有更好的收敛速度和预测精度.研究成果可为煤矿瓦斯突出多数据融合预测提供可靠的理论依据。

摘要:为了探究煤中孔隙结构参数与煤自燃着火温度之间的相关性,利用液氮吸附试验测试了4种不同变质程度煤样的孔隙结构与孔径分布,利用热重试验得到了煤的自燃着火温度和着火能力,利用Pearson相关系数法计算了煤的着火温度与孔隙结构关键参数之间的关联性。结果表明,随着煤变质程度的增加,煤孔隙的吸附能力、比表面积和孔体积均先降后增,介孔占比逐渐减小,大孔占比逐渐增加;随着煤变质程度的增加,煤的质量曲线和失重速率曲线向高温区移动,着火温度逐渐增长,自燃能力减弱。Pearson相关系数法的计算结果表明,比表面积、2~10 nm、10~20 nm 和＞50 nm孔径占比与着火温度的相关系数分别为-0.853、-0.895、-0.910和0.921。煤中的大孔含量越低、介孔含量越高,煤的比表面积越大,与氧气接触更加便捷,着火温度越低,煤自燃能力越强.基于相关系数法的结果,建立了煤孔隙结构与着火温度的多元线性回归模型,得到预测值与真实值的相关系数R2 为0.853,拟合度较高,模型可用于预测煤的着火温度。

摘要:为提高煤尘防治效率,通过表面张力、Walker沉降、扫描电镜、红外光谱等方法测试了十二烷基聚氧乙烯醚硫酸铵(ALES)、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠(SLES)和十二烷基硫酸钠(SDS)3种表面活性剂溶液对煤尘的润湿性能及其在煤尘表面的吸附能力。构建了ALES、SLES、SDS分子模型和LRC模型,采用分子动力学模拟软件对分子结构进行几何优化和退火优化后,计算了不同表面活性剂在煤表面的静电势(EP)、氢键、密度分布,探究了水解离子、特殊基团对润湿煤尘的影响.结果表明:ALES溶液比SDS、SLES溶液具有更强的润湿和吸附煤尘的能力,这主要得益于ALES的水解阴、阳离子可渗入至低阶煤表面27?、35? 处,渗透能力较强;SDS 的水解阴、阳离子具有较大的EP 值,分别为-0.17759 a.u.、0.326 26 a.u.,使其周围水分子受到约束而难以在煤尘表面扩散;NH4+和EO 基团使氢键缔合的数量增加,增强了ALES的吸附能力,改善了其对煤尘的润湿效果。研究结果可为煤尘灾害的防治提供依据。

摘要:针对动载荷作用下围岩与托盘间作用力瞬间增加造成的托盘弯折、撕裂,支护失效等问题,设计了一种新型抗冲大 变形托盘。根据黏性阻尼系统理论,建立了动载荷作用下新型抗冲大变形托盘的振动力学方程,并使用Abaqus有限元数值模拟手段对比分析了不同冲击能量(2.5 kJ、5.0 kJ、7.5 kJ、10.0 kJ)下3种不同类型托盘的动力学响应特征。理论分析结果表明:新型抗冲大变形托盘具有较好的抗动载能力,且随着阻尼比增加,抗动载能力逐渐增大。模拟结果表明:在相同的动载荷作用下,与平托盘和拱形调心托盘相比,新型抗冲大变形托盘冲击力作用时间分别减少了39.29％和53.21％,残余应变量分别减少了72.35％和76.60％,能量吸收率分别增加了69.00％和3.45％,托盘最大变形量分别增加了514.5％和139.5％,抵抗动载能力大幅度提升。在不同动载荷作用下新型抗冲大变形托盘应变均较小,表明托盘主要依靠内部元件相互作用吸收冲击能量,而不是结构的不可逆变形,可以保证托盘的在动载荷作用下的结构完整性。

摘要:我国西南煤矿在开采过程中覆岩裂隙发育显著,开采扰动较强,围岩控制难度较大。为研究含裂隙岩石破坏机理,改善西南矿区围岩控制效果,采用单轴压缩试验结合DIC技术研究了裂隙倾角、裂隙数量等对类岩石试件力学特性、表面变形场、裂隙扩展路径的影响。结果表明:裂隙倾角由0°和90°变化至45°的过程中,岩石单轴抗压强度降低程度分别由12.47％和16.66％增至28.83％,单裂隙试件、双裂隙试件、三裂隙试件的平均峰值强度分别为完整试件的80.24％、69.07％、26.94％,单裂隙类岩石试件在单向应力下,常沿裂隙端翼出现裂纹扩展,多裂隙类岩石试件则出现与加载方向平行的裂隙。当单裂隙试件裂隙倾角为45°和60°时,试件最大主应变超过完整试件;在多裂隙试件中,仅双横向裂隙试件有此现象。此研究结果可为控制我国西南煤矿围岩稳定性提供理论依据。

摘要:砂岩相似模拟试验在矿业、土木等领域中应用广泛,为确定砂岩相似材料的配比方案,应用正交设计方法,以河砂/重晶石粉、石膏/水泥、胶结材料/骨料的质量比设置3因子3水平正交试验,对不同配比的试样开展单轴抗压试验、环剪试验,测得每组配比的抗压强度、黏聚力、内摩擦角,研究各参数与正交设计3因子之间的变化规律.基于测试数据,得出以下结论:(1)砂岩相似材料的应力应变曲线与一般岩石的规律基本相同;(2)对单轴抗压强度起主导作用的是胶结材料与骨料比,试样破坏形态以拉伸剪切复合失效为主;(3)对黏聚力和内摩擦角起主导作用的是胶结材料与骨料比,环剪试样破坏后发生脆性断裂,且伴有碎石脱落.研究提供了9种相似材料设计配比,可根据需要选择合适的相似材料.

摘要:为了探究冻融循环条件下黄砂岩的动态抗压特性与能量特征,采用分离式霍普金森(SHPB)系统对冻融循环0次、10次、20次、40次的黄砂岩试件进行动态压缩试验,得到黄砂岩在冲击荷载下的动态压缩强度、能量耗散及破坏形态的变化规律。结果表明:随着冻融循环次数的增加,受冲击后的黄砂岩破碎程度提高;相同冻融循环次数的黄砂岩试件,动态抗压强度随应变率的增大而增大,拟合系数接近1,二者近似成线性正相关关系;相同冲击气压的黄砂岩试件,随着冻融循环次数的增加,其动态抗压强度先增大后减小,具有较为明显的冻融循环效应;试件的耗散能量随着应变率的增大而增大,同时耗能提升的速度也加快,两者近似成幂函数关系;随着黄砂岩所经受冻融循环次数的增多,耗散能量出现了先增后减的趋势,整体上呈减少的趋势,两者表现出负相关性。

摘要:针对西部寒区工程中冻融循环对裂隙岩石的作用,采用TDS-300型冻融试验机,对单裂隙红砂岩开展冻融循环试验,裂隙倾角分别为0°、45°和90°,循环次数设为0,20,40,60次。利用伺服万能试验机对冻融损伤后的红砂岩进行单轴压缩试验,并借助核磁共振技术(NMR)检测红砂岩冻融损伤特征.试验结果表明:随着冻融循环次数增加,红砂岩的弹性模量、质量、峰值强度以及孔隙度损伤变量呈现不同程度的增大。通过核磁共振技术,发现T2 谱图面积随着冻融循环次数的升高而增大,同时小孔发育缓慢,中孔前期较后期发育迅速,而大孔数量增加最多。此外,冻融循环次数越大,NMR图中白色斑点由边缘越向中心扩散,损伤面积逐渐增大,向内部深入。基于断裂力学,建立冻融荷载耦合作用下单裂隙红砂岩压剪断裂判据,明确压剪系数与冻融循环次数、裂隙倾角的关系式。该研究可为探索寒区工程裂隙岩体力学行为以及机制提供一定的防灾减灾理论支持。

摘要:露天矿山回头曲线道路是影响矿岩运输的关键路段。为提高道路回头曲线路况水平,解决该处道路凹凸不平、车 辙深坑等破坏问题,以纳米比亚湖山铀矿为工程背景,分别计算、验证各个回头曲线处道路的路基强度、路面强度、超高设置,并结合生产情况提出相应管理措施。研究结果表明:地表钙结砾岩路基承载能力为1026.754 kPa大于其实际承受载荷825.0506 kPa,因此钙结砾岩路基无需换填;由路面厚度来表征道路强度大小,以各路段的车辆类型、交通量、道路设计为基本输入参数,Z1S3坑口、Z2S3坑口、6号排土场出入口回头曲线路面的最小厚度分别修正为231.91 cm、182.22 cm、185.53cm,Z2S2坑口回头曲线路面厚度不需调整;超高、车速、拐弯半径应满足tanα＝v2/(Rg),且车速应控制在10 km/h,Z1S3坑口重车道与轻车道、Z2S2坑口重车道、Z2S3坑口重车道、6号排土场出入口重车道与轻车道的回头曲线超高分别修正为2.1∶100,1.6∶100,2.7∶100,3.3∶100,1.6∶100,2.5∶100;管理措施包含加强养护、规范驾驶、规范铲装三方面内容。研究结果在矿山道路安全性、使用寿命、运输效率、综合成本等方面有明显改善,可为国内外露天矿山回头曲线道路设计优化提供借鉴。

摘要:废弃矿井的处置是能源环境领域面临的一大关键问题,严重影响着全球资源开发与环境保护协调发展。为了更好地利用矿井废弃后遗留的大量资源,介绍了国内外废弃矿井现状以及废弃矿井资源化利用现状与特点,简述了废弃矿井的潜在危害,阐述了废弃矿井综合利用的内涵与关键科学问题,探讨了废弃矿井地热能开发利用、地下水资源精准利用、建设地下储气库等关键技术,指明了废弃矿井地热能资源勘察评估、地下水库煤柱坝体稳定性以及储水能力计算、地下储气库选址的技术难点,提出了废弃矿井资源化利用思路。研究表明,废弃矿井资源化综合利用在废弃矿井转型与可持续发展等方面具有广阔应用前景,可促进我国资源枯竭型城市转型发展。

摘要:为解决自动驾驶铲运机路径规划的安全和效率问题,提出一种基于改进A? 算法的地下自动驾驶铲运机路径规划方法。该方法通过将A? 节点扩展限制在巷道骨架范围内,使得规划路径分布于巷道中央区域,并采用矿山的真实地图数据进行了对比试验和路径跟踪应用。结果表明,使用曼哈顿距离作为算法的启发函数表现最优,且相较于传统A? 算法,改进A?算法的规划路径更接近巷道中央、平均耗时减少约76.0％,在安全性和规划速度方面具有优越性.现场应用中,自动驾驶铲运机的平均跟踪偏差为0.26 m,能够根据规划路径安全抵达终点.研究结果可为地下矿无人驾驶系统的建设提供参考。

摘要:针对露天矿山复杂地形环境下常规的运输路径规划方法易陷入局部最优、路径收敛速度慢、耗时长等问题,提出了 一种改进的灰狼算法,对无人矿车进行路径规划。考虑矿区地形坡度起伏变化的特点,通过建立坡度速度模型,将矿区栅格环境中矿车的速度引入到上下坡行驶状态转移规则中;构造一种结合正余弦变换的收敛因子,以更好地平衡全局和局部的搜索能力;将最优灰狼个体进行随机交叉扰动,加强狼群跳出局部最优的能力.仿真试验结果表明,在20 km×20 km复杂的矿区栅格环境下,改进的灰狼算法在规划平均路径和平均运行时耗上较遗传算法、正余弦算法和传统灰狼算法分别缩短了2.53％~4.77％和3.97％~12.32％.在寻优能力、收敛速度以及稳定性等方面均优于传统算法,研究可为智慧矿山建设中露天矿山无人矿车的运输作业工作提供借鉴。

摘要:岩石隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)在泥岩地层掘进过程中,渣土易形成泥浆黏附在滚刀和刀盘表面,出现刀盘结“泥饼”现象,严重降低掘进效率。为了揭示结泥对TBM 滚刀破岩效率的影响,防止滚刀结泥,使用离散元程序PFC3D 模拟TBM 滚刀回转切割泥岩过程,计算了系统总能量E、弹性应变能Ee、摩擦能Eμ、阻尼能Eβ、动能Ek和黏结能Ea,从能量演化角度研究结泥条件下TBM滚刀破岩机制.随后分析了不同刀盘推力、滚刀刀刃角和刀刃宽度下的TBM 滚刀破岩过程中的能量特征,根据“累积热量和累积黏结能最低,且滚刀表面黏附的泥化物质量最小”的原则,对上述掘进参数进行优化。 研究结果表明,PFC3D中的黏聚滚动阻力线性模型可实现滚刀结泥过程;在结泥情况下,泥化物的形成将显著提高机械做功,消耗大量能量,降低滚刀破岩效率;提高刀盘推力可以促进泥化物的形成,导致刀盘升温,诱发泥化物黏附在滚刀表面。选用刀刃角为40°的V形滚刀,设最优刀刃宽度为13 mm,可减小滚刀结泥情况.研究结果可为相关工程中预防刀盘结“泥饼”提供理论参考。

摘要:针对不同硬度煤岩识别精度低的问题,基于煤岩截割试验并结合卡尔曼滤波算法和随机森林算法,提出了一种煤岩识别方法,利用截割装置对相似模拟试验中的1种煤层和5种不同硬度的煤岩组合体进行截割,采集6种截割工况的三相电机的三相电流特征信号和模拟截割滚筒与煤岩体接触面的红外热成像温度特征信号。结果表明:随着煤岩体硬度的增大,三相电流和红外热成像温度的峰值增大;截割同一种煤岩体时,三相电流和红外热成像温度会随着模拟截割滚筒与岩层接触面积的增大而增大。采用卡尔曼滤波算法对原始样本处理,再通过随机森林算法对原始样本和经过卡尔曼滤波算法处理后的样本进行分类对比。经过两种算法处理后正确预测的样本数量从1238个增加到1430个,煤岩识别精度从84.17％提高到99.38％.研究成果可为采煤机智能化精准割煤提供参考。

摘要:针对传统煤矸石检测算法中人为提取煤矸石图像特征过程复杂、检测精度低等问题,提出了一种轻量化的PAM- M-YOLO 煤矸石检测模型。首先,使用MobileNetv3特征提取网络替换原模型主干网络,采用深度可分离卷积替换传 统卷积进行煤矸石图像的特征提取;其次,设计PAM 并联注意力模块提升目标检测网络层拼接后特征图通道和空间 信息关注度;最后,基于CAM 激活限制分支给模型添加先验信息,以降低模型在非关键特征上的局部坍塌。试验结果 表明,轻量化PAM-M-YOLO 煤矸石检测模型准确率、召回率、mAP值分别98.7％、97.5％、98.8％,较原M-YOLO 模型分别提升了3.6,2.3,2.0个百分点;参数量为3.8 MB,比YOLOv5模型降低了近1/2.热力图可视化效果表明,轻量化PAM-M-YOLO模型在检测过程中所关注的信息更集中于煤矸石区域,有效解决了模型在煤矸石区域的局部坍塌问题。

摘要:以金川集团股份有限公司龙首矿井下燃油管道垂直输送系统为研究对象,结合矿山实际情况,搭建燃油管道垂直输送系统仿真模型,计算了不同流速下输油管道内各节点的压力分布,分析了阀门关闭过程中不同质量流量以及不同阀门关闭时间下阀前阀后压力分布,提出了矿山高井深燃油管道垂直输送系统抑制水锤效应的方法。仿真表明,加装减压阀和止回阀,降低质量流量和增加阀门关闭时间可以有效减小或消除关阀过程产生的水锤效应。

摘要:针对传统矿山安全信息化建设过程中存在的安全生产数据共享和流转不畅、系统单一、安全管理模式落后等问题,基于“风险分级管控、清单管理”的理论思想,引入人工智能、大数据等技术,分析研究了矿山全员安全风险管控平台的整体框架,针对某矿的风险和隐患管理、作业过程动态监控、矿山全员安全治理等关键问题进行了分析和研究,风险管控数字化平台可实现全员安全业务全流程覆盖,建立安全业务管理、生产全过程风险管控和监控、员工安全行为习惯养成等功能的综合安全信息平台,促进了矿山安全管理水平的总体提升。

摘要:为深入研究锂辉石选矿工艺,改善我国锂矿战略资源受限的困境,对锂辉石浮选技术的研究进展进行了系统的总结和评述。首先概述了锂辉石的晶体结构以及影响锂辉石可浮性的因素;然后归纳了锂辉石脱泥和不脱泥浮选工艺的优缺点以及实际应用情况;最后重点介绍了锂辉石浮选药剂,包括捕收剂和调整剂的新进展及应用现状.指出了目前锂辉石浮选技术存在的问题,并表明在当前趋势下,基于矿物与药剂作用的构效关系研究,筛选和开发高效的浮选药剂是锂辉石浮选技术的主要发展方向之一。研究成果可为锂辉石浮选技术的实际应用和稳健发展提供参考和借鉴。

摘要:萤石是一种重要的非金属战略矿产资源,广泛应用于氟化工产业、冶金行业、信息技术、新能源等多个领域。由于 萤石资源量有限,且分布不均衡,萤石资源的开发利用水平存在差距,解决萤石资源和萤石相关产业的供需矛盾,做好 萤石资源战略规划至关重要。为探究我国萤石资源战略规划,对我国萤石资源的分布现状、萤石的应用领域、萤石的选矿现状及萤石资源的进出口情况进行了调查研究。阐明了萤石资源的战略地位和重要价值,提出了我国萤石产业发展的战略规划建议。通过加强勘查力度、利用数字化技术建立萤石资源数据库、促成萤石上下游企业协同发展、推动萤石资源整合、加强科研攻关等手段,可以保障萤石资源的战略储备与供给,推动我国萤石产业绿色持续健康发展。

摘要:湖南某钨多金属矿选矿废水含有硫化矿浮选药剂和氧化矿浮选药剂,废水中浮选药剂残留量大、水质复杂,现场采 用石灰沉淀工艺处理后能达标排放,但不能回用,枯水期严重缺水。针对企业选矿废水不能回用的难题,研发出以CR-2澄清剂及微电解氧化絮凝一体化装置为核心的高效絮凝澄清微电解氧化絮凝处理与回用新技术。结果表明,选矿废水经新技术处理后出水水质达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准,且回用于钼、钨浮选流程可获得与现场清水相当的试验指标,实现了选矿废水的有效净化和高效回用。高效絮凝澄清微电解氧化絮凝处理与回用新 技术能有效解决我国钨多金属矿选矿废水处理与回用难题,可为同类型矿山选矿废水处理与回用提供借鉴。