• 2024年第44卷第11期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • 基于CFD-DEM 的多金属结核小型水力式集矿机构设计

      2024, 44(11):1-8.

      摘要 (119) HTML (0) PDF 4.49 M (121) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足科考船舶搭载设备的功率和质量要求,采用单个水泵集中为捕捉喷嘴和输送喷嘴供水的结构设计方案,研制了多金属结核小型水力式集矿机构,运用CFD-DEM 软件开展了小型水力式集矿机构流场特性和采集率的仿真分析,并开展了水池试验和海上试验.水池试验结果表明,当采集宽度为0.3 m、采集功率为4.9kW 时,主管路水压为58kPa,模拟结核采集率为75%,满足设计要求;海上试验采集了19kg的多金属结核,验证了该集矿机构具备良好的采集功能,可降低搭载设备的功率和质量.研究结果可为类似集矿机构的设计提供参考.

    • 深部破碎厚矿床盘区机械化小分段充填法开采应用研究

      2024, 44(11):9-16.

      摘要 (52) HTML (0) PDF 6.78 M (69) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对锡铁山铅锌矿深部破碎厚矿床上向水平充填法开采中遇到的采场顶板冒落风险大、充填成本高、生产能力小等问题,提出了安全、高效的盘区机械化小分段充填法.采用FLAC3D软件对小分段采场结构参数及其分段平巷支护方案进行模拟对比分析,得出小分段充填法采场高度取10m、宽度取8~10m 为宜,分段平巷采用树脂锚杆+钢筋网+喷砼支护方案可有效控制巷道变形.利用炉渣微粉+水泥熟料(配比为3∶1)替代水泥作胶凝材料可降低充填成本15%.现场试验表明,小分段充填法采场爆破参数排距为1.4m、孔底距为1.6~2.0m 时矿石爆破效果最佳,试验盘区生产能力达到了1000t/d,生产效率提高了100%.

    • 中关铁矿采场回采进路宽度优化与应用

      2024, 44(11):17-23.

      摘要 (30) HTML (0) PDF 3.70 M (53) 评论 (0) 收藏

      摘要:合理的进路宽度对充填采矿法在深部采场实现安全高效生产具有重要作用.采用数值分析方法,分析了中关铁矿5种进路宽度下的围岩应力分布规律、位移量变化和塑性区分布特征,研究了进路宽度对围岩稳定性的影响,优选出最佳回采进路宽度,并通过现场实践进行验证.结果表明:顶底板拉应力集中区呈“驼峰”状分布,应力值与距进路顶板的距离成正相关;侧帮压应力集中区呈“扇形”弧状向两侧分布,应力值先升后降,距侧帮1m处出现应力峰值,围岩破坏可能性极大;顶板下沉量呈“中间大、两侧小”的凹状对称形态,顶板下沉量及其增幅远大于侧帮的位移量与增幅,进路宽度继续增大易引发顶板垮落事故;塑性区在形态上呈左右对称分布,体积上随进路宽度增大而增加,6m宽度后体积增幅显著提升.现场实践表明,6m进路宽度下,8N3采场围岩稳定性良好,回采率达到93%,贫化率13%,生产能力1400t/d,应用效果良好.

    • 某铜矿难崩矿体水力压裂试验与效果评价

      2024, 44(11):24-30.

      摘要 (36) HTML (0) PDF 2.48 M (40) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对某铜矿难崩矿体的水力压裂可行性,开展了岩体压裂物模试验.采用数值模拟方法研究了不同簇间距、不同施工排量、不同施工规模工况下压裂裂缝扩展,进行了地表裸眼和射孔两种压裂工艺的水力压裂工业试验和监测.试验结果表明:矿体可压裂性较好,具备形成多条复杂裂缝的条件;数值模拟结果表明,水力压裂施工排量在4~5m3/min范围内,单段液量主体为200~450m3 时,能够满足40~70m裂缝半长的需求,并可形成复杂裂缝网络;工业试验的两井水力裂缝在矿体短轴方向上延伸偏短,整体上符合延伸规律,基本达到设计要求;相比于裸眼井压裂,射孔井压裂由于采用多簇射孔+暂堵转向(孔眼+缝内),形成的水力裂缝更密集,监测到的缝长明显比设计的缝长短.研究结果为该矿山自然崩落法采矿的压裂诱导提供了依据.

    • 大冶铁矿-360m 中段接续开采采场回采设备调度优化

      2024, 44(11):31-37.

      摘要 (22) HTML (0) PDF 3.55 M (37) 评论 (0) 收藏

      摘要:大冶铁矿正在进行-270m 中段转至-360m 中段的接续开采工程,由于采切工程滞后,-360m 中段投产初期采场生产能力不足,难以达到4320t/d的设计产能,而设备调度优化和工序衔接优化是解决产能不足的重要措施.根据分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法的特点,分析采切、凿岩、装药、爆破通风、出矿等工序的衔接关系,基于大冶铁矿-360m 中段各采场分布、回采工序、回采设备现状,对采场回采设备调度进行优化,并运用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)求解出-360m 中段最高效的设备调度计划.结果表明:在设备调度优化(单目标优化)条件下,最短回采总时间为6336h,首采采场生产能力达到3782t/d;通过进一步优化工序衔接(双目标优化),减少了回采工序时间间隔,提高了设备的使用效率,最小回采总时间缩短为4250h,实际工作总时间减少了1977h,降幅为27%,首采采场生产能力达到5189t/d,综合生产能力超越其目标值的20%,有助于解决大冶铁矿在当前采切滞后的状态下产能不足的问题.

    • 宽大采场充填顶板的稳定性分析研究

      2024, 44(11):38-45.

      摘要 (38) HTML (0) PDF 2.66 M (58) 评论 (0) 收藏

      摘要:充填采矿法的推广应用,革新了金属矿地下开采模式以及间柱回采方式,提高了资源回采安全性和资源回采率.然而,针对宽大采场的顶柱资源回采,常需留设一定厚度的顶柱来维持充填体的稳定,造成资源浪费.因此,对宽大采场的充填顶板稳定性进行了研究.通过顶板稳定性理论计算,结合矿山充填体料浆配比试验,进行顶板结构优化以及强度设计研究,得到20m 分段高度时不同跨度下充填体顶板结构以及强度要求,并利用FLAC3D 进行模拟验证. 模拟结果表明:将设计的充填体作为中深孔采场直接顶板,有较好的稳定性,能满足强度要求.研究结果可为宽大采场充填顶板设计提供参考.

    • 矿柱群荷载下双层磷矿房柱式开采底板应力迁移特征

      2024, 44(11):46-55.

      摘要 (18) HTML (0) PDF 5.44 M (42) 评论 (0) 收藏

      摘要:开采近距离多层矿体时,下层矿体开采的安全性受到上层矿采空区矿柱底板应力迁移规律的影响.为研究在矿柱群荷载作用下的底板应力传递规律,以某磷矿为研究对象,从半无限空间体理论出发,将矿柱群底板荷载分布规律视为周期性方波,采用余弦函数近似表征方波的波函数(矿柱群底板应力分布).采用逆解法建立了底板应力传递的方波模型.运用数值模拟方法研究了两种不同本构关系(弹性模型和摩尔库仑模型)下采空区底板的应力集中程度和矿柱群的能量储存耗散规律.结果表明:在弹性本构模型下,采空区矿柱传递的荷载和储存的弹性能越多,底板应力集中越高;在弹塑性本构模型下,采区中心区域矿柱产生破坏,能量发生耗散,底板应力集中程度较小;在矿柱荷载作用下,底板15m 范围内存在较大的应力集中,矿柱下3m 处应力值最高.研究结果为近距离多层矿体房柱式开采的地压控制提供了参考.

    • 近距离煤层群重复采动下裂隙分布特征对端面顶板稳定性的影响研究

      2024, 44(11):56-65.

      摘要 (23) HTML (0) PDF 11.12 M (39) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究近距离煤层群重复采动下覆岩裂隙分布特征对端面顶板稳定性的影响,综合运用数字图像相关技术(DIC)、三轴力学特征试验、数值模拟等方法,对近距离煤层群重复采动下裂隙分布特征进行分析.研究结果表明:三轴应力状态下围压提升会造成煤体试样峰值强度和弹性模量的增加;随着围压的增大,试样的破坏角增大,易导致煤壁片帮,从而诱发端面顶板灾变;单一煤层开采时,顶板破断主要位于工作面煤壁处的顶板位置;下位煤层开采前,岩层受上位煤层采动的影响,裂隙数量和密度进一步增加,分布范围变大,上位煤层裂隙的张开度和密度要明显高于下位煤层;工作面覆岩裂隙依次经历“产生—发育—闭合—再发育—贯通—再闭合”的动态循环变化过程.研究结果可为相似条件下近距离煤层开采端面顶板稳定性控制提供理论支撑.

    • 缓倾斜煤层留窄煤柱切顶卸压合理参数研究

      2024, 44(11):66-74.

      摘要 (13) HTML (0) PDF 4.39 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决缓倾斜煤层留窄煤柱沿空掘巷巷道围岩变形较大的问题,以青云煤矿020203工作面为背景,通过建立缓倾斜煤层留窄煤柱切顶卸压沿空掘巷力学模型,计算出切顶角度应不小于-1.3°,切顶高度应不小于9.51 m. 采用FLAC3D数值模拟软件模拟了留8m 窄煤柱时,不同切顶高度和切顶角度条件下巷道围岩应力及变形破坏规律.结果表明:切顶高度为10m、切顶角度为0°时,基本顶能够完全切落,窄煤柱受力较小且均匀,围岩控制效果最好.现场试验表明,爆破钻孔间距为600mm 时,钻孔内部裂隙较多,孔壁破碎程度高,爆破效果理想;采用切顶卸压技术后,较不切顶区域020205轨道顺槽围岩变形量显著降低,说明切顶卸压有利于提高缓倾斜煤层沿空掘巷围岩稳定性.

    • 断裂带影响下地表塌陷坑及采场稳定性分析

      2024, 44(11):75-81.

      摘要 (23) HTML (0) PDF 4.66 M (49) 评论 (0) 收藏

      摘要:某铅锌矿井下存在断裂带,且开采过程遗留大量采空区,在地表已形成了2个塌陷坑,严重影响安全生产,需对地表塌陷坑及井下采场稳定性进行分析.采用Mathews稳定图法,计算稳定性指数和水力半径,对现有采场参数下的采场顶板稳定性进行评估,建立包含地下开采范围、塌陷坑的三维数值模型,运用数值模拟方法计算塌陷坑及采场应力变形情况,同时建立微震监测系统,通过监测数据分析塌陷坑及采场稳定性.结果表明,目前条件下塌陷坑及采场稳定性均较好,但断裂带活化影响较大,断裂带附近的3902~3903采场能量指数相对较大,对此区域的工程稳定性需要重点关注.

    • 深井复杂条件下煤巷快速掘进支护参数调整可行性研究与应用

      2024, 44(11):82-89.

      摘要 (19) HTML (0) PDF 4.16 M (39) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现煤巷快速掘进,探究支护参数调整可行性问题,以顾桥矿1211工作面运输顺槽为研究对象,采用FLAC3D数值模拟和现场验证等方法,分析了煤巷开掘后各种支护密度条件下巷道围岩的受力与变形破坏特征.结果表明:煤巷在原有支护方案(方案5)条件下支护效果最好,巷道支护密度最为适宜;通过数值模拟得出支护优化后方案(方案3),顶底板垂直应力峰值为4.1MPa,最大顶底板位移量平均值为36.25mm,塑性区发育高度为2.2m,支护效果与原支护方案相近,验证了该方案的理论可行性;现场采用方案3支护后支护效果较好,巷道整体稳定,巷道变形量较小,且取得了良好的经济效益.

    • 水厂铁矿河西排土场堆散体力学特性及稳定性研究

      2024, 44(11):90-100.

      摘要 (11) HTML (0) PDF 9.06 M (31) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同含水率堆散体的力学特性,研究排土场堆散体边坡在堆排、降雨和地震工况下的稳定性,对水厂铁矿河西排土场开展了现场及室内试验,并运用FLAC3D 研究了排土场边坡在堆排过程中及极限工况下的稳定性,明确了不同降雨时长边坡孔隙水压力与地震工况下边坡竖向位移的变化规律.结果表明:随着堆散体含水率的增加,其内摩擦角和黏聚力先增大后减小;随着堆排高度的逐步增加,排土场安全系数逐渐降低,下降幅度先增大后减小;在50年一遇的降水条件下,排土场安全系数随降雨时长的增加先快速下降,5d后转为缓慢下降;7级地震波作用下,排土场边坡基本保持稳定,但仍应适当增加锚索、锚网等支护.

    • 基于数据预处理的岩爆等级预测模型及精度优化

      2024, 44(11):101-109.

      摘要 (24) HTML (0) PDF 3.31 M (35) 评论 (0) 收藏

      摘要:岩爆预测精度对岩体工程灾害预测具有重要的现实意义,精确有效的数据预处理是后续预测工作的基础.通过收集国内外471组岩爆案例建立岩爆数据库,选取围岩最大切向应力、抗压强度、抗拉强度和弹性能量指数作为特征指标,并结合10种机器学习算法构建预测模型.为消除样本中离群值对预测模型的干扰,将离群值清洗范围缩小至单一等级内,根据岩爆烈度等级逐级检测并处理离群值.提出自适应过采样(ADASYN)改善数据分布,在保留少数类样本数据特征的情况下对原始少数类数据进行样本合成,解决各岩爆等级样本不平衡问题.引入遗传算法(GA)对高稳定性模型参数寻优,并结合混淆矩阵和多个评价指标对模型深度评估.研究表明:ADASYN 方法将模型综合准确率提升11.58%,并选出最优性能GA-XGBoost模型,预测准确率和加权平均F1值均达到93%;将模型应用于锦屏二级水电站、三山岛金矿和马路坪矿,预测结果与现场情况有较好的一致性,可为今后岩爆预测提供新方法.

    • 某深井矿山开采岩爆倾向性研究

      2024, 44(11):110-117.

      摘要 (21) HTML (0) PDF 4.06 M (49) 评论 (0) 收藏

      摘要:为预测某深井开采过程中岩爆发生的可能性和强度等,在矿区地应力分布特征和岩石力学试验基础上,采用岩爆经验判据准则和数值模拟分析对岩爆进行分析研究.通过经验判据中的Barton判据和冲击能量指标进行初步定性分析,得出-1300m 以上中段岩爆倾向性极低,如果发生,仅会在局部产生轻微岩爆;-1300m 以下中段有发生轻微至中等等级岩爆的风险. 利用FLAC3D 数值模拟软件,通过局部能量释放率指标进行建模分析,得出在该矿山一期(-780~-1020m)开采过程中,岩爆风险不高,以轻微岩爆为主;在二期(-1020~-1754m)开采过程中,矿体具有中等岩爆的风险,其中采场顶板、间柱与底板的边角处是发生岩爆的潜在区域.根据所得的岩爆等级预测结果,有针对性地提出了岩爆防治措施,为该矿山下一阶段的施工和开采提供指导.

    • 离散元分层模型单轴压缩试验适用性宏细观分析

      2024, 44(11):118-127.

      摘要 (10) HTML (0) PDF 5.59 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:在颗粒离散元法中,采用内外不同尺寸度(分层)建模法可以减少计算量,有效提高计算的精确度,进而对隧道、边坡等大尺度工程问题进行建模计算.虽然分层建模法在模型生成、接触分配等方面可行,但其在加载条件下的力学行为是否与常规模型相同、计算结果与室内试验的匹配程度仍是未知.从宏细观角度分析了岩石分层模型单轴压缩试验的有效性,探究外内层平均粒径比、内层模型尺寸对分层模型抗压强度的影响,并通过室内试验与模型计算结果进行对比.研究结果表明,岩石分层模型的分层结构不会对其在单轴压缩条件下的宏观力学性质产生异常影响,力在层交界面处可以正常传递,但分层结构会使模型吸收、储存、消耗更多的能量.分层模型单轴抗压强度随外内层平均粒径比的增大而增大,随着内层体积的增大,分层模型单轴抗压强度呈先增大后减小的趋势.采用分层模型匹配岩石试样的单轴抗压强度时,首先确定内层、外层平均粒径和内层模型尺寸,可提高参数匹配效率,最终选取内层、外层平均粒径为2mm、3mm,外内层体积比为7.00.岩石分层模型可以表现出与室内试验相同的单轴压缩力学特性以及宏观破裂特征,破坏方式均为张拉剪切混合破坏,分层结构不会对裂纹由细观向宏观发展产生异常影响.

    • 基于数字钻孔图像的岩体结构面连通性判别方法与试验研究

      2024, 44(11):128-136.

      摘要 (16) HTML (0) PDF 3.95 M (36) 评论 (0) 收藏

      摘要:结构面是具有一定规模的地质界面,判断结构面在空间上的延展范围是岩体结构研究中的重要内容.通过空间几何与向量分析等数学方法,推导出多个钻孔内结构面连通性的判别方法,快速筛选出可能连通的结构面,并结合相关特征进一步判断结构面连通性,形成一套基于数字钻孔图像的结构面连通性判别方法,并开展室内试验对判别方法进行验证,在试块中预设特定参数结构面,设置多组钻孔并开展钻孔摄像测试,识别提取钻孔图像中的结构面信息,进行结构面连通性分析.试验结果表明:结构面连通性判别方法在平直结构面和有一定起伏角与粗糙度的结构面中都可以适用;钻孔倾斜不影响利用钻孔摄像判断结构面连通性,空间内任意两个钻孔内的结构面均可以此方法判断结构面连通性;该分析方法能够快速完成结构面连通性判别,适合深钻孔海量结构面的连通性判别及筛选.岩体结构面连通性判别方法成功应用于西昌铁矿的边坡勘测工程,得到了矿山边坡内部结构面与破碎带分布及其连贯性信息,为滑坡灾害预警、边坡加固方案提供了参考.

    • 矿山节理岩体数字化测量及巷道模型破坏特征

      2024, 44(11):137-143.

      摘要 (16) HTML (0) PDF 3.96 M (43) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着空间信息获取技术的蓬勃发展,三维地质矿产测量与可视化已成为数字化矿山建设的重要内容,对于提高工程设计水平、保证工程安全运行具有重要意义.借助超视距非接触式三维激光扫描测量方法,对某铜铅锌多金属矿井下开展三维激光扫描,精准测量工程岩体表面三维空间坐标,获取三维激光点云数据,根据识别的岩体结构面产状信息,采用3DEC软件中离散断裂网络(DFN)建立三维巷道数值模型,分析了节理裂隙影响的巷道围岩破坏特征. 结果表明:矿区巷道内结构面较发育,基本上有3组优势结构面,2个分段水平优势结构面产状较一致;节理裂隙巷道的主要破坏形式为边帮剥落和顶板冒落,巷道两帮和拱肩部位分布较多的张拉剪切微裂纹,端部主要产生张拉裂纹.研究结果实现了矿产资源开发的三维可视化应用,为矿山的智能开采提供了重要依据.

    • 冻融作用下寒区砂岩力学特性劣化规律及数值分析

      2024, 44(11):144-154.

      摘要 (28) HTML (0) PDF 8.60 M (40) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示冻融岩石力学特性劣化规律,开展了寒区砂岩经不同冻融循环次数后的三轴压缩试验及数值模拟试验.结果表明:冻融次数和围压的增加导致岩石的破坏从脆性向延性转变.冻融循环次数从0次增加到40次时,岩石峰值黏聚力降低了21.9%,内摩擦角降低了14.7%,弹性模量的降幅都达到了50%以上.0次冻融时,12MPa围压时的峰值总能量较0MPa围压时的峰值总能量增加了670.8%,弹性能增加了420.5%,耗散能增加了2356.6%;40次冻融时,峰值总能量增加了1030.9%,弹性能增加了603.9%,耗散能增加了4153.9%.总裂纹数、拉张裂纹数、剪切裂纹数都随着轴向应变的增加展现出S形增长的特点,加载初期以剪切裂纹为主,加载至塑性阶段开始出现拉伸裂纹.研究结果可为寒区岩石力学特性劣化机理及变形破坏分析提供一定的指导.

    • 瞬态高温热冲击下岩石传热规律试验研究

      2024, 44(11):155-162.

      摘要 (8) HTML (0) PDF 5.48 M (33) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究岩石在瞬态高温热冲击下内部热量的传递规律及热应力分布规律,通过对花岗岩、石灰岩、砂岩进行高温油浴条件下的瞬态高温热冲击试验,测定不同时刻岩石内温度及温度梯度分布.结果表明:瞬态高温热冲击下岩石内温度变化过程分为快速升温、缓慢升温、温度稳定3个阶段,温度梯度变化表现为先快速增大后缓慢减小至0的过程;受流体渗透的影响,热冲击过程中孔隙率较大的砂岩整体导热效率较空气中常温状态下提升26%以上;不同种类岩石的温度场及温度梯度场具有类似分布及演变规律,温度场呈胶囊状分布,温度梯度场呈条带状分布;瞬态高温热冲击下岩石内热应力峰值出现在100s(快速升温阶段内)左右,此时岩石更易发生热损伤,且损伤区域集中在靠近试样边界的条带状范围内.

    • 水灰比和矿渣粉占比对水泥矿渣粉充填节理抗剪强度及损伤特征的影响

      2024, 44(11):163-171.

      摘要 (9) HTML (0) PDF 3.48 M (34) 评论 (0) 收藏

      摘要:充填节理的抗剪性能是控制岩石节理稳定性的关键.从充填节理抗剪强度和经济性角度出发,采用高炉矿渣粉代替部分水泥作为充填材料,开展水泥矿渣粉充填节理的压剪试验,结合声发射(AE)技术,研究了水灰比和矿渣粉占比对水泥矿渣粉充填节理的抗剪强度、AE活动特征及经济成本的影响.结果表明:水灰比和矿渣粉占比对水泥矿渣粉充填节理的剪切力学性质有显著影响,发现其分别存在一个临界值:水灰比为0.8,矿渣粉占比为20%.随着水灰比、矿渣粉占比的增加,充填节理的AE 活跃度最初趋于增强(0.7<水灰比<0.8,0<矿渣粉占比<20%),随后趋于减弱(0.8<水灰比<1.0,20%<矿渣粉占比<40%),充填节理的声发射特征与水灰比和矿渣粉对剪切力学性质的影响一致.定义了峰值剪切强度提高对应成本降低系数,该系数越大,配比效果越佳.水灰比为0.8,矿渣粉占比为20%时为最佳配比.从经济性出发,高矿渣粉占比和高水灰比下的充填节理成本更低.

    • 露天矿排土场不同植被恢复时间对林下植物群落及土壤性状影响

      2024, 44(11):172-183.

      摘要 (9) HTML (0) PDF 4.88 M (44) 评论 (0) 收藏

      摘要:露天矿排土场人工植被恢复对林下植物群落及土壤性状的影响关系我国生态建设效果.以黑岱沟露天煤矿排土场为研究区,在室内分析的基础上,应用克里格空间插值方法及综合指数法,深入研究了矿区排土场不同复垦措施下样地的林下植物群落与土壤性质状况.研究结果表明:(1)杨树+油松(2009年)样地的植被多样性最优,而山杏样地对土壤质量的改善效果更优,2002年种植的山杏样地的土壤酶活性最高,1998年种植的山杏样地土壤养分(有机质、速效磷、速效钾)恢复效果最好;(2)受植被类型、复垦时间、地形地势、土坡不同性质相互作用及人类活动等因素的影响,排土场林下植被指数与土壤性质指标的分布格局表现出复杂的空间异质性.研究结果从土壤改良角度为矿区构建最优植被重建模式提供了一定参考.

    • 石灰岩矿山地质及资源问题与恢复治理研究

      2024, 44(11):184-196.

      摘要 (8) HTML (0) PDF 2.39 M (42) 评论 (0) 收藏

      摘要:石灰岩矿作为一种不可或缺的矿产资源,被广泛开采并应用在各项工程活动中.随着对矿产资源的开发利用,无序非法的矿山开采会对当地的生态环境造成严重破坏.因此,如何有效进行石灰岩矿山生态修复已成为矿山领域的研究热点.基于国家大力推进矿山遗迹地生态修复的研究背景,通过调查大量矿山以及查阅相关文献,总结了目前石灰岩矿山主要存在的地质及资源问题与恢复治理技术,并对存在的不足和发展趋势提出了几点思考.最终展望性提出了地质灾害隐患消除—生态地质环境评价—立地类型划分—选区试验—土壤重构—植被重建—后期管护的石灰岩矿山生态修复新模式,以期为石灰岩矿山治理提供理论参考.

    • 持证矿山生态修复监管模式探讨——以德兴市为例

      2024, 44(11):197-203.

      摘要 (10) HTML (0) PDF 2.64 M (30) 评论 (0) 收藏

      摘要:中国矿业的高速发展引发了大量的矿山地质环境问题,如崩塌、土地损毁、水土流失等.随着生态文明建设的推进,对矿山绿色发展的要求越来越高,给矿山生态修复监管工作带来新的挑战.以德兴市持证矿山生态修复监管为例,通过分析当前矿山开采中存在的生态环境问题,结合日常监管及无人机航测、实地调查、一矿一方案等动态监测方式,基于矿山地质环境调查评价结果,建立新形势下的矿山生态修复监管模式.通过矿山生态修复监管模式的运用,构建了“生态修复+新能源”“生态修复+文旅”等德兴特色生态修复模式,获得了良好的生态修复成效,为其他地区矿山生态修复监管提供借鉴与参考.

    • 基于五元联系数的通风系统风险态势分析

      2024, 44(11):204-212.

      摘要 (12) HTML (0) PDF 1.96 M (30) 评论 (0) 收藏

      摘要:为更科学合理地确定地下金属矿山通风系统风险态势,在构建通风系统可靠性评估指标体系基础上,利用区间层次分析法(IAHP)确定指标权重,建立了基于五元联系数集对分析法的矿井通风系统风险评价模型,并以某铜镍矿进行实例分析.结果表明:该矿山通风系统可靠性为“较好”等级,评估结果与矿山实际情况相符,验证了五元联系数集对分析法在矿井通风系统可靠性评估方面具有适应性;该模型能够客观全面反映通风系统可靠性评估过程中的确定性和不确定性,实现通风系统静态和动态评估相结合,可为类似矿山评估工作提供新思路.

    • 基于合作博弈的选煤厂粉尘职业危害评估及分级管理研究

      2024, 44(11):213-223.

      摘要 (11) HTML (0) PDF 5.07 M (33) 评论 (0) 收藏

      摘要:露天矿选煤厂粉尘逐渐成为制约选煤厂高效、安全、环保发展的核心危害因素之一,为对选煤厂粉尘作业场所进行科学合理的评价,考虑到选煤厂粉尘危害的现状与评估方法的模糊性赋权特点,引入灰色层次分析法与合作博弈赋权技术,构建了选煤厂粉尘职业危害综合评估模型.以新疆准东露天矿某选煤厂为工程实例,首先,分析选煤厂典型尘源与产尘机制,从选煤厂职防管理、选煤厂矿工状况、选煤厂环境状况、选煤厂职防措施等4个方面构建选煤厂职业危害评估指标体系.其次,基于合作博弈组合运用改进的层次分析法与熵权法确定各指标的综合权重系数.最后,利用灰色模糊技术对选煤厂粉尘危害进行分级评估.研究表明,合作博弈赋权技术可有效消除主观随机性和客观单一性误差,粉尘职业危害评估结果与实际职防评估结果一致,所建评估模型具有一定的科学性与可操作性.

    • 2021—2023年我国煤矿事故统计分析及致因研究

      2024, 44(11):224-231.

      摘要 (20) HTML (0) PDF 3.34 M (38) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了客观分析我国煤矿事故的规律和特点,利用数理统计、相关分析、聚类分析、ABC 分类管理等方法,对我国2021—2023年的煤矿事故,从事故等级、时间、地域、类型等方面进行了统计分析.结果表明:2023年我国煤矿重大、特大事故有所反弹,应加强防范;煤矿事故5—9月份高发,11月至次年2月份较少,交接班前后1~2h事故率较高,表现出季节性和时间段集中的特征;煤矿事故呈现出明显的地域差异,山西、内蒙古、陕西、贵州、甘肃为事故高发地区,应重点防范;顶板、运输、机电事故起数较多,火灾、水害、冲击地压事故平均造成的死亡人数多,应分类管理.此外,针对起数较多的顶板、运输、机电三类主要事故,构建灰色关联分析模型,研究事故致因因素的关联程度,并提出了事故预防对策.

    • 淹井救援潜水泵严苛条件下可靠性边界试验研究

      2024, 44(11):232-238.

      摘要 (9) HTML (0) PDF 1.37 M (30) 评论 (0) 收藏

      摘要:淹井救援潜水泵的运转可靠性对于高效救援有着至关重要的作用.以矿山淹井排水救援为背景,对救援潜水泵技术现状及救援中常见故障进行了调查研究,采用试验验证和数值解析相结合的方法,对救援潜水泵中关键的轴承、密封圈、叶轮、电机开展了可靠性分析,确定了叶轮材质、基础振幅、润滑油等影响因素对淹井救援潜水泵可靠性的耦合关系.研究结果表明:轴承、密封圈、叶轮、电机等关键部件在规定的参数范围或要求内能够保障和提升其可靠性.研究结果能够为救援潜水泵优化设计制造及提升救援时效提供理论参考基础.

    • 液压圆锥破碎站智能协同调速系统设计与应用

      2024, 44(11):239-246.

      摘要 (21) HTML (0) PDF 3.06 M (35) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决液压圆锥破碎站给料破碎过程自动化程度低、故障率高的问题,研究了给料输送带输送量与带速匹配关系,分析了破碎主机负载状态相关变量,设计了液压圆锥破碎站智能协同调速系统.通过Simulink平台采用模糊PID控制算法设计了给料输送带调速控制器,并进行了仿真对比验证.结果表明,模糊PID控制器的动态性能与抗干扰能力均优于传统的大林算法控制器与PID 控制器,具有优良的控制效果.采用模糊论方法,以主机电流、润滑油油温为输入变量,构建了主机负载状态判定规则,针对不同负载状态制定了相应的协同调速策略.应用结果表明,智能协同调速系统能够自动调节液压圆锥破碎站的给料破碎过程,显著降低液压圆锥破碎站的堵料停机故障次数与能源消耗量.

    • 细颗粒煤炭纳米气泡高效浮选及其机理研究

      2024, 44(11):247-252.

      摘要 (12) HTML (0) PDF 2.71 M (32) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统浮选气泡体积大、比表面积小,导致细颗粒煤的浮选效率低,给细颗粒煤的回收带来极大的困难.对比了纳米气泡浮选和传统浮选对细颗粒煤回收的差异,通过浮选条件试验、浮选动力学试验、筛分试验、接触角及Zeta电位测试等手段探究了纳米气泡对细颗粒煤浮选的影响.结果表明:纳米气泡的引入可以提高细颗粒煤的回收率,并表现出良好的浮选选择性;在相同的浮选时间内,纳米气泡浮选的精煤回收率总是高于传统浮选的精煤回收率,并且纳米气泡浮选较传统浮选提前约40s就可完成浮选作业,有效地提高了浮选速率;有纳米气泡时,随着精煤产品粒度的减小,纳米气泡对细颗粒煤表现出更高效的回收作用,在-0.043mm 的细颗粒煤的范围内,纳米气泡浮选精煤的可燃体粒级回收率高于传统浮选16.33个百分点;纳米气泡可以有效降低煤颗粒表面的电位,降低煤颗粒之间的静电斥力,增强了细颗粒煤的疏水性团聚结构的稳定性,进而提高了细颗粒煤的回收效果;纳米气泡可以提高煤表面接触角9.23°,有效改善煤表面的疏水性.

    • 复杂难选低品位锡细泥重浮联合选锡试验研究

      2024, 44(11):253-260.

      摘要 (15) HTML (0) PDF 2.74 M (36) 评论 (0) 收藏

      摘要:江西某锡细泥的平均锡品位为0.25%,矿物组成复杂,超细粒含量高,属复杂难选低品位锡细泥矿.对该矿物进行了矿物学研究和选矿试验,针对该矿物超细粒级含量高,含钙脉石矿物分离难的特点,确定采用离心机预富集—脱硫—浮选精选的重浮联合工艺.试验探索了离心机预富集的最佳工艺参数.先通过重选将锡细泥品位预富集到0.83%;再通过浮选脱除硫化矿;最后采用苯甲羟肟酸为捕收剂,碳酸钠为调整剂,水玻璃为脉石抑制剂,经一粗二精二扫工艺流程进行锡细泥精选,最终可获得含锡6.63%、回收率为52.37%的锡精矿,实现了锡资源的有效回收.

    • 国外某高硫铁矿磁浮联合选矿工艺试验研究

      2024, 44(11):261-267.

      摘要 (21) HTML (0) PDF 2.35 M (39) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了给开发利用国外某高硫铁矿资源提供选矿技术依据,首先对原矿进行了详细的工艺矿物学研究,在此基础上进行了选矿工艺试验,并确立了最佳的选矿工艺流程,最后对所得铁精矿的品质进行了考查.工艺矿物学研究结果表明,原矿中主要有用元素铁的含量为35.96%,且89.35%为磁性铁,主要有害元素S的含量为0.45%,主要以硫化物形式存在,占比55.56%;原矿主要回收的目的矿物磁铁矿含量为44.62%,其嵌布粒度粗细不均,以中细粒嵌布为主,-0.07mm 粒级分布率为55.58%.选矿工艺试验结果表明,原矿经磨前湿式预选—磨矿—弱磁选选铁—浮选脱硫的工艺方案,获得了产率为45.37%、铁品位为65.39%(硫含量为0.22%)、铁回收率为82.44%的铁精矿,选矿指标较佳.产品考查结果表明,铁精矿的S、P、F、K2O+Na2O 的含量均满足铁精矿质量标准的要求.

    • 煤矸石规模化处置及高附加值利用现状与展望

      2024, 44(11):268-282.

      摘要 (9) HTML (0) PDF 4.24 M (37) 评论 (0) 收藏

      摘要:煤矸石产量存量大、利用率低、污染严重,依据煤矸石物理化学性质开展大规模综合利用刻不容缓.与传统堆存、填埋的处理方式不同,通过煤矸石采空区离层区充填、改良土壤、复垦耕地等大规模无害化消纳途径,简述了含有铝等有价元素、含有高岭土矿物成分、氮磷钾等有益元素含量高且有害重金属含量低的煤矸石分别用于生产铝盐化工品、高岭土、农业肥料的方法,回顾了将煤矸石作为路基和建材的综合利用途径,分析了目前已有技术中存在的煤矸石处理不彻底、存在二次污染等问题.提出了要建立“多阶梯、分层分级”的高附加值利用产业链,将制备农业肥料的残渣用于改良土壤、复垦耕地,煅烧制高岭土中的固废用于低标准的建材或路基,多层次利用将煤矸石“吃干抹净”,将煤矸石从高附加值利用延伸至矿山充填,实现煤矸石高附加值的大规模消纳.

    • 物化耦合激发煤气化渣活性研究

      2024, 44(11):283-290.

      摘要 (8) HTML (0) PDF 4.76 M (36) 评论 (0) 收藏

      摘要:煤气化渣(CGS)含有丰富硅铝成分,具有潜在的火山灰活性,但硅铝氧化物成分多为晶态,阻碍了其资源化利用.为了探究物化耦合激发对CGS活性的影响,采用粒度分析、黏度、凝结时间、抗压强度和活性指数评估不同激发条件下的CGS活性激发效果,同时通过SEM 和XRD 分析煤气化渣充填材料的微观结构和物质组成,探究CGS的激发机理.结果表明:物化耦合激发效果优于单一物理激发,CGS最佳激发方案为粉磨时间为100min、Na2SO4 掺量为2.5%或粉磨时间为100min、Na2SiO3 掺量为7%,活性指数相较于单一物理激发分别提高7.13%和7.72%;物化耦合作用促进晶态硅铝离子转变为无定形态,促进水化产物的形成,可提高CGS活性.

主管单位:长沙矿山研究院有限责任公司

主办单位:长沙矿山研究院有限责任公司;中国有色金属学会

总编:褚洪涛

主编:尹彦波

副主编:罗园园

创刊:1981年

国际标准连续出版物号: ISSN 1005-2763

国内统一连续出版物号: CN 43-1215/TD

刊期:月刊

联系电话:0731-88671578

E-mail:kyyk@chinamine.org.cn

  • 浏览排行
  • 引用排行
  • 下载排行
按检索
检索词