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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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2023,43(9):7-11, DOI:
Abstract:
实现矿山生产能力的达产稳产是一个复杂的系统工程与管理问题.以乌兰铅锌矿为背景,系统调查分析了其产能长期不达标的原因.通过改用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法、配套建设全尾砂胶结充填系统、优化双斜坡道开拓系统、升级井下铲装运采矿装备等多种技改手段,提升井下单采场生产能力至1000t/d以上,提高矿山采、装、运效率约60％,实现了乌兰铅锌矿产能由2000t/d提升到3000t/d的达产稳产,技改后采矿直接成本降幅达16％,年平均利润约1.78亿元人民币,达到了矿山降本增效的显著效果.该矿山产能提升的实践能为国内外类似矿山产能提升提供有效借鉴.
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2023,43(9):12-16, DOI:
Abstract:
为研究膏体管道输送过程中的阻力特性,自主设计研发了一套小型闭路环管试验装置,开展膏体料浆在不同流速、质量浓度和平均粒径等工况条件下的环管试验,并利用灰色关联法分析各因素对管道输送阻力的影响强弱.结果表明,管道输送阻力对膏体质量浓度的变化最为敏感,管道输送阻力随质量浓度增加呈指数增长;膏体流速对管道输送阻力的影响仅次于质量浓度,管道输送阻力随流速增加呈线性增长;膏体平均粒径对管道输送阻力的影响有双重性,随着平均粒径增大,管道输送阻力呈先减小再增大的变化趋势.研究结果可为膏体充填输送系统的合理设计及优化布置提供理论支撑.
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2023,43(9):17-20, DOI:
Abstract:
针对某金矿原有立式砂仓分级尾砂充填系统存在的充填料浆浓度低、料浆泌水量大、充填体强度低,以及细粒级尾砂因无法利用而被排至尾矿库,导致尾矿库库容不足等问题,开展立式砂仓充填系统优化研究.为了采用－200目超细尾砂进行充填,研究了超细尾砂高效絮凝沉降结构及均质化搅拌系统,并在现场开展了应用效果测试.结果表明:(1)研发的螺旋进料絮凝沉降中心筒能够有效实现超细尾砂高效絮凝沉降,砂仓顶部溢流水澄清,溢流水的固体质量分数小于0.02％,可直接输送回选厂用于选矿;(2)当砂仓底流放砂质量浓度达到60％时,料浆整体呈膏体状,流动性好,不易发生离析,泌水率小于5％;(3)超细尾砂料浆与水泥在搅拌系统中充分混合,实现了水泥的高效利用,料浆均质化效果好,充填质量高,充填体3d强度均高于1 MPa.实现了超细尾砂高质量充填,为无尾矿山建设奠定了坚实的基础.
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2023,43(9):21-25, DOI:
Abstract:
介绍了天井一次爆破成井的两种掏槽爆破方案,方案1采用9个大孔加4个小孔的布孔方式,方案2采用5个大孔加4个小孔的布孔方式.利用 Ansys/LSGDYNA 软件对两种掏槽爆破方案进行了数值模拟分析.分析结果表明,两种掏槽形成的掏槽断面尺寸均可满足设计要求,槽腔断面呈现出两端大中间小的特点,具有较好的掏槽效果;方案１的爆破振动控制效果明显优于方案2;综合考虑掏槽效果、凿岩成本和爆破振动控制效果,需要对周围岩体进行保护时应该选用方案1;不需要对周围岩体进行适当保护时应该选用方案2.两种方案的现场试验均获得了预期的掏槽爆破效果.研究结果可为矿山一次爆破成井技术方案的选择提供参考.
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2023,43(9):26-33, DOI:
Abstract:
:煤矿智能化是实现煤炭工业高质量发展的有效路径,以 CNKI和 WebofScience数据库为数据源,借助可视化工具 CiteSpace和文献计量方法,比较中外煤矿智能化研究进展,挖掘基础知识和研究热点,揭示发展趋势特征.研究表明:(1)中国发文量最高,占全球的30.71％,且呈指数增长趋势,研究从理论进入到应用阶段;学科交叉性较强,系统、计算、计算机是主要引用学科;研究机构种类丰富,但尚未形成核心作者群,缺乏跨学科、区域的合作;(2)文献共被引标识的主要知识基础为大数据与云计算、物联网和传感器以及机器学习和人工智能领域;(3)中外煤矿智能化研究均体现了研究方法与技术、智能控制和安全保障的研究框架,国内注重基础理论与技术体系架构,国外侧重具体技术与方法的实践应用;(4)“人工智能”“云计算”“数字孪生”“煤矿安全”等是国内煤矿智能化研究的热点和前沿
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2023,43(9):34-40, DOI:
Abstract:
:针对矿山排土场普遍存在的软弱基底承载力不够、易产生液化滑坡风险的问题,以刚果(金)SICOMINES铜钴矿排土场为工程背景,采用现场调查、工程地质勘察、现场及室内试验、理论计算以及数值模拟相结合的方法,对排土场堆置高度、固结沉降、安全系数及软弱基底控制方法展开了研究.得出了软弱基底条件下矿山排土堆置过程中的最大堆置高度、固结沉降规律、各区域安全系数及潜在滑动面分布.在此基础上提出了“抛石挤淤、外围截水、优化排土”的软弱基底控制措施.治理措施实施后,排土场安全系数提高了5％~8％,研究成果可为矿山排土场软弱基底控制提供理论指导与技术支撑.
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2023,43(9):41-45, DOI:
Abstract:
排土场的稳定性不仅与岩土物料的力学性质、排土工艺、排土场参数、地表水和地下水等因素有关,而且受基底岩土性质的影响较大.将部分或全部基底为尾矿坝的排土场定义为尾矿库条件下排土场.以某尾矿库条件下排土场为工程实例,借助SURPAC和 FLAC3D软件建立该排土场的三维地质模型,采用试验的方法获得各组别岩土的物理力学参数;再借助 FLAC３D 软件分析或计算现状边坡的稳定性和安全系数.结果表明,排土场的边坡存在两处滑移风险区,降雨工况条件下边坡的安全系数为1.10,安全系数储备不足.制定了“滑移风险区卸荷＋完善内部排水系统”的排土场治理方案,运用 FLAC3D 计算治理后排土场的安全系数,计算结果表明,治理方案实施后,排土场的边坡安全系数得到较大的提升,即治理方案的实施可提高排土场稳定性.
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2023,43(9):46-50, DOI:
Abstract:
为揭示稀土矿原地浸矿环境下山体斜坡在顶水与注浸矿液阶段的瞬态稳定性,基于 GeoGStudio软件中的 SEEP/W与SLOPE/W 计算模块的耦合作用,开展了稀土矿山体斜坡在自重＋地下水＋注液条件下的瞬态稳定性研究,获得了稀土矿原地浸矿无注液、注浸矿液与顶水三个阶段的边坡瞬态稳定性.研究结果表明:稀土矿边坡在无注液(自然)条件下属于稳定性边坡;在顶水与注浸矿液条件下,山体斜坡呈现不稳定状态;对于局部坡度较陡(大于等于40°)的斜坡,在稀土矿浸矿注液与顶水阶段易发生滑坡灾害;在减少注液量或停止注液条件下,能够保证边坡的稳定性,并且通过软件模拟验证了该方案的可行性.
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2023,43(9):51-61, DOI:
Abstract:
为了研究降雨条件下排土场边坡的损伤破坏,设计了降雨渗流条件下的排土场边坡模型.根据岩土体三相介质理论和麦克斯韦电导率公式,对降雨边坡损伤电阻率变化进行了研究,推 导 了 同 时 考 虑 宏 观 与 微 观 变 化 的 降 雨 边 坡损伤 电阻率 孔隙率的关系表达式,与 Archie公式对比验证了模型的合理性.采用高密度电阻率法测量不同降雨时刻的边坡岩土体视电阻率,反演了降雨边坡内部损伤的形成过程.对比了不同含水率条件下的边坡视电阻率变化,依据岩土体电阻率理论分析了降雨边坡软弱面和裂隙发育的视电阻率变化特征.试验结果表明,降雨条件下排土场边坡岩土体为非饱和—饱和的动态循环过程;视电阻率与边坡内孔隙和裂隙中的含水率呈负相关关系,水分入渗过程中的视电阻率降低,裂隙发育过程中的视电阻率升高;在边坡损伤破坏过程中,视电阻率在裂隙发育和水分渗流耦合作用下发生改变,原有“缺陷”点邻近区域的视电阻率发生突变和波动;突变多发生于“缺陷”点邻近区域渗流饱和后的干湿循环过程,可以依据探测所得视电阻率突变和异常波动判断边坡内部的损伤情况.
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2023,43(9):62-67, DOI:
Abstract:
为实现近距离采空区下大断面开切眼交替掘进一次成巷技术的安全高效施工,以任楼煤矿的Ⅱ7322工作面和Ⅱ8224工作面的地质条件和开采条件为研究背景,采用相似模拟、理论分析和现场实测相结合的研究方法,对近距离采空区下开切眼过程中,围岩移动变形和应力演化对围岩稳定性的影响进行了研究.结果表明:采空区底板岩层最大破坏深度为4.56m,Ⅱ8224开切眼顶板上方7.64m 处未遭到破坏部分细砂岩工程分级为差的Ⅳ级岩体,粉砂岩工程分级为中等的Ⅲ级岩体;采空区底板所受最大应力低于相似材料模拟试验的材料强度,采空区开采对Ⅱ8224开切眼顶板围岩稳定性影响较小;大断面开切眼交替掘进一次成巷会造成围岩应力的二次扰动,开切眼帮部围岩垂直应力波动最为剧烈,两帮的表面位移收敛大于顶底板,应着重注意对两帮的支护工作.
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2023,43(9):68-75, DOI:
Abstract:
针对沿空掘巷及本段工作面采掘扰动对高应力厚煤层护巷煤柱的稳定性影响问题,以陕西金源招贤煤矿1305工作面为工程背景,通过理论分析、数值模拟及现场实践的方法,分析了采掘过程中煤柱内应力演化及基本顶的破断规律,给出了基本顶初次及二次破断后的力学模型,分析了采掘过程中工作面前40m 范围内护巷煤柱的应力和弹塑性区分布规律.结果表明:工作面采掘致使基本顶破断形成的三角块结构是造成煤柱失稳的重要因素;风巷掘进期间,应力集中区与峰值应力主要分布在采空区侧煤柱内,巷道侧煤柱基本稳定;1305工作面回采期间,工作面前方20m 范围内煤柱应力叠加现象明显且塑性区宽度增加幅度较大,在30m 和40m 处煤柱应力分布规律与掘巷期间相似且塑性区宽度增加较小.综上表明,工作面采动对前方20m 煤柱的稳定性影响严重.现场实践证明合理的支护参数设计能有效控制巷道围岩的稳定性.
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2023,43(9):76-83, DOI:
Abstract:
:针对井下对采对掘过程中巷道不同阶段围岩塑性区扩张引起的变形与支护问题,以斜沟煤矿23108材料巷为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场实测的手段,研究该巷道全生命周期内塑性区的变形特征及变形原因.结果表明:巷道掘进接近、进入叠加动压掘巷阶段(掘至60m 左右),巷道两帮由对称变形转向非对称变形,且顶板、两帮塑性区域面积显著超过底板,巷道掘进至70m、80m 时出现扩容现象;巷道掘进至沿稳定采空区掘巷阶段,两帮变形逐渐向顶板边角移动;巷道掘进与工作面回采过程中,23108材料巷围岩非均匀劣化,巷道偏应力导致应力分布局部集中.基于巷道出现的扩容变形问题,在原支护方案基础上加强支护,现场试验结果表明加强支护方案满足矿井生产要求.
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2023,43(9):84-90, DOI:
Abstract:
为有效控制潘家窑矿小间距大断面巷道围岩变形,基于普氏理论、强帮强角理论、锚杆悬吊理论,以巷道极限平衡拱、附加平衡拱下部围岩压力为主要控制对象,通过巷道帮部、角部支护以抑制极限平衡拱的形成,从而降低巷道顶部、帮部围岩压力.根据潘家窑矿巷道围岩地质力学参数试验结果,分析巷道围岩普氏拱形成过程,确定普氏拱曲线方程,研究开拓巷道顶部、帮部受力状态,计算巷道支护参数.研究结果表明:潘 家 窑 矿 开 拓 巷 道 附 加 平 衡 拱 跨 度 为 47.34m、高度为14.241m;附加平衡拱附加压力最大值为99.886kPa;巷道顶部、帮 部 压 力 最 大 值 位 于 主 要 运 输 巷,分 别 为198.608kPa、74.8343kPa.因此,提出了巷道顶板、帮部采用锚杆支护,同时巷道角部及帮部采用锚索加强支护的巷道支护方案.现场监测数据证明,支护后巷道整体变形量普遍较小,锚杆(索)受力稳定,围岩结构保持了较好的完整性.
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2023,43(9):91-98, DOI:
Abstract:
针对传统切顶卸压沿空留巷技术很难控制顶板变形垮落等问题,为了更好地掌握切顶卸压时顶板的裂缝扩展规律,提出定向射孔多孔同步压裂切顶卸压方案并进行试验研究.在传统压裂试验过程中,射孔间距、注液速率对裂缝扩展效果影响较大,通过结合真三轴压裂渗流模拟试验系统与声发射监测系统,对300mm 的立方体砂岩试件进行模拟试验.结果表明:声发射监测的声发射(AE)事件分布图能很好地反映出试件压裂过程中每个阶段的裂缝扩展形态和裂缝扩展规律;裂缝长度、起裂压力和裂缝缝网面积随横向射孔间距的增大而增大,裂缝宽度随射孔间距的增大而减小;随着注液速率的增大,主裂缝产生的次生裂缝减小,裂缝偏移现象也减少,复杂的裂缝也变得单一;压裂初期,裂缝从各射孔端部起裂,随着压裂的进行,射孔端部的裂缝变得复杂,主裂缝会沿着射孔方向扩展,形成横向射孔之间的贯通缝,最终裂缝从试件表面中部起裂扩展延伸至两端.研究结果可为定向射孔切顶卸压设计与施工提供一定的参考依据.
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2023,43(9):99-104, DOI:
Abstract:
为有效解决深部煤巷工作面开采后产生的大变形,以某矿3213材料巷道为工程背景,分析了3213材料巷道的顶底板岩石性质、巷道受采动影响而形成的变形特点,针对原有支护方法已经无法继续维持巷道围岩稳定性的问题,采用数值模拟和理论分析的方法,通过对塑性区受采动影响的时空发展规律研究,提出了“强化顶底角 加强煤壁帮”的补强支护理念,并使用 FLAC3D 软件结合现场工程实测验证了“强化顶底角 加强煤壁帮”联合支护方式的合理性与实用性,3213材料巷道经过联合支护后,较原支护对巷道围岩控制能力提高80％,可为其他类似巷道支护工程提供参考.
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2023,43(9):105-112, DOI:
Abstract:
恒泰煤矿13030综放工作面顶板厚硬砂岩层达23.9m,普氏系数高达10.8~14.3,末采阶段采区下山巷道围岩受采动影响发生严重变形破坏.为解决上述问题,对超前工作面停采线爆破切顶预裂顶板技术展开了研究.采用理论分析和数值模拟方法确定了最优切顶高度为25.4 m,最优切顶角度为75°;基于现场试验确定了最优爆破钻孔间距为2400mm,装药结构为分段均匀装药;与未切顶相比,停采线切顶工作面的超前支承应力峰值下降23％,有效改善了下山巷道的应力环境.现场工业试验应用结果表明,巷道变形在工作面停 采 25d 后 趋 于 稳 定,两 帮 最 大 移 近 量 为 340mm,顶底板最大移近量为380mm,经维修及加固后即可为
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2023,43(9):113-118, DOI:
Abstract:
为了解决矿井瓦斯排放问题和提高煤炭资源回采率,以大宁煤矿309综采工作面回风巷与瓦斯巷巷间煤柱留设问题为工程背景,提出煤巷内预设混凝土墙成巷技术,并分析其施工工艺,即在布置回风巷时,将巷道按宽面掘进,并用锚杆(索)进行永久支护,滞后掘进工作面50m,在巷道内浇筑混凝土墙,将巷道隔离成双巷.随着工作面回采,顶板沿切顶线垮落形成沿空巷道,利用混凝土墙置换巷间煤柱实现无煤柱开采.通过理论计算对隔离墙稳定性进行分析,得出1.6m 宽度墙体满足支护安全要求,根据设计的巷道支护参数进行了数 值 模 拟 分 析,最 终 确 定 巷 道 采 用 “隔 离 墙 ＋ 锚杆＋锚索＋钢筋梁＋锚网”联合支护方案,此项技术可为类似矿井实施巷内预设混凝土墙技术提供参考.
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2023,43(9):119-126, DOI:
Abstract:
针对金属锚杆和锚网的价格高、质量大、耐腐蚀性差等问题,以金川集团龙首矿为研究对象,基于理论分析、数值模拟及现场试验等手段,开展了非金属喷锚网巷道支护工艺优化研究.通过锚杆、锚网强度指标计算并综合考虑支护效果评价指标,初步确定非金属锚杆、锚网规格参数;采用 MIDAS/GTS数值模拟软件构建金属、非金属(喷)锚网支护巷道的二维数值模型,分析围岩应力(位移)场、锚杆内力等分布规律;对永久支护巷道及临时回采进路进行现场支护试验,对比分析金属材料与非金属材料的支护效果,验证了非金属喷锚网支护工艺在地下开采支护工程中应用的可行性.研究结果可为非金属材料在巷道支护中的应用提供参考.
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2023,43(9):127-133, DOI:
Abstract:
含软弱夹层巷道围岩稳定性是黔西南金矿深部开采过程中遇 到 的 一 大 难 题.为 保 障 矿 山 安 全 高 效 生 产,采 用FLAC3D模拟软件建立不同软弱夹层产状对巷道围岩稳定性影响的分析模型,研究巷道埋深、软弱夹层倾角和位置对巷道工作面稳定性的影响.结果表明:随着埋深的增加,巷道围岩变形量和塑性区体积均逐渐增大;当软弱夹层倾角在0°~40°范围内时,随着倾角的增加,巷道围岩变形量和塑性区体积均逐渐增大;当软弱夹层倾角大于0°时,巷道表面位移呈现不对称性:左拱肩＞右拱肩,左帮＞右帮,左拱脚＜右拱脚,且随着角度的增大,这种不对称性更加明显;随着软弱夹层距巷道顶板距离的增加,巷道表面位移逐渐减小,巷道不对称变形的程度变小,围岩的塑性区体积逐渐变小.研究结果可为类似巷道工程支护提供一定的参考依据.
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2023,43(9):134-140, DOI:
Abstract:
煤体冲击倾向性研究对于探明地下深部煤炭开采过程中冲击地压的形成机理具有重要意义.为了探究不同压力CO2 作用对煤体冲击倾向性的影响,对不同压力 CO2 浸泡作用后的煤试件进行单轴压缩及变上限循环加卸载试验.试验结果表明:经过2,4,6,8MPa与10MPa压力的 CO2作用后,煤试件单轴抗压强度分别下降了9.97％、16.14％、25.02％、45.97％与52.77％,弹性模量分别降低了11.01％、18.35％、27.52％、44.95％.随着 CO2 浸泡压力的增加,煤样力学特性劣化程度逐渐加剧,声发射累积事件总数降低.从微观层面解释了 CO2 作用对煤体的损伤机理.不同压力CO２ 浸泡后煤试件变上限循环加卸载过程中的输入能Unin与弹性能Une 均符合线性关系.经过2',4,6,8 MPa与10MPa压 力 的 CO2 作 用 后,较 原 始 煤 试 件 剩 余 弹 性 能 指 数CEF 分 别 降 低 了 9.35％、17.16％25.54％、47.18％ 与55.48％,表 明 CO2 对 煤 体 冲 击 倾 向 性 具 有 弱 化 作 用,且CO2 达到其超 临 界 态 时 对 煤 体 冲 击 倾 向 性 的 弱 化 效 果 更明显.
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2023,43(9):141-145, DOI:
Abstract:
:煤层自燃严重影响着矿井的安全生产,为实现对杭来湾煤矿３号煤层自燃全过程的精准预测,利用程序升温试验优选出了煤层自然发火标志气体,结合现场测试确定煤自燃初期适用的标志气体,并通过数学模型得到采空区不同自燃阶段上隅角、回风巷等地点的 CO 指标临界值.结果表明:CO 可作为煤自燃初期的主要标志气体,C2H4 和 C2H6 可作为煤自燃加速氧化阶段的标志气体,C２H２ 可作为煤自燃激烈氧化 阶 段 的 标 志 气 体;采 空 区 高 温 区 煤 温 达 到 50℃、70℃、100℃时,上隅角 CO 预测浓度分别为56×10－6、756×10－6、5000×10－6,回 风 巷 CO 预 测 浓 度 分 别 为 6×10－6、76×10－6、500×10－6.据此建立了煤自燃全过程精准预测预报指标体系,并通过现场测试取得了良好的应用效果.
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2023,43(9):146-151, DOI:
Abstract:
CO2 排 放 对 环 境 造 成 的 影 响 日 益 加 剧.为 了 减 少CO2 排放,提出了一种新型的 CO2 封存方式,通过玄武岩中的 Ca2＋ 、Fe2＋ 、Mg2＋ 等二价金属阳离子与溶于水的 CO2 发生化学反应,将 CO2转化为 CaCO3、MgCO3、FeCO3 等稳定化合物,并封存于玄武岩地层中.以“大同火山群”玄武岩为研究对象,在50℃、８ MPa条件下,将玄武岩试样置于 CO2水溶液中浸泡86d,分析长期封存 CO2 条件下玄武岩的质量及孔隙度变化,并进行玄武岩对 CO2 封存能力评估.结果表明,随着封存时间延长,玄武岩质量不断降低,降低速率逐渐减小,并伴随生成一定质量的沉淀,其生成速率随着时间延长也逐渐减小;玄武岩孔隙度随着封存时间延长不断增大,增大速率随着时间延长逐渐减小.理论封存能力评估和本试验结果表明,山西大同玄武岩地层具有巨大的 CO2封存潜力.
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2023,43(9):152-157, DOI:
Abstract:
为了获得水力孔洞周围煤体随时间的蠕变规律,进行不同含水率煤样的分级单轴加载蠕变试验.研究不同含水率煤样的蠕变规律及蠕变损伤演化特征,然后结合含水率优化传统 Burgers模 型.试 验 结 果 表 明:煤 样 随 含 水 率 的 增加,瞬时应变、稳定蠕变和加速蠕变都逐渐增大;瞬时应变均小于逐级加载阶段的蠕变应变;与干燥状态相比较,含水率为0.89％,3.54％和6.26％的煤样最终蠕变量分别为1.23mm、1.68mm 和1.89mm,蠕变量分别增加了9.82％,50％和68.75％,高含水率煤样蠕变增加幅度较大.基于含水率对蠕变参数的影响,传统的 Burgers模型能描述衰减蠕变和等速蠕变两个阶段,但是,缺少对加速蠕变阶段的描述,以及串并联组合成的蠕变模型缺少对非线性蠕变过程的描述;引入含水损伤下的弹性元件和一个非线性时变黏性元件,对构建的含水损伤蠕变本构模型采用 LevenbergGMarquardt优化算法辨识和反演确定参数,蠕变模型的理论计算值与试验结果吻合程度较高,能够描述煤体含水后的蠕变破坏规律.
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2023,43(9):158-163, DOI:
Abstract:
通过真三轴流固耦合试验系统对砂岩进行真三轴加卸载试验,研究不同最小主应力方向卸载速率对砂岩试件的力学行为和能量演化特性的影响.试验结果表明:随着卸载速率增加,体积最大压缩量减小,达到最大压缩量所需的最大主应变也减小;卸载速率增加使岩样中间主应力系数增加,而静水压力和剪切应力值均减小;随着卸载速率增加,峰值处总能量下降,弹性能呈现出先增加后趋于平稳的趋势,耗散能呈下降趋势.试验开始到最大压缩点之前为阶段Ⅰ,最大压缩点之后到峰值处为阶段Ⅱ.随着卸载速率增加,在阶段Ⅰ中,耗散能转化速率增加程度较低,岩样变形以弹性为主;在阶段Ⅱ,耗散能转化速率增加程度较高,岩样变形以塑性为主.研究结果对控制岩石变形和破坏具有指导意义.
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2023,43(9):164-171, DOI:
Abstract:
地下工程岩体爆破开挖过程中,动荷载和地下水对工程岩体的安全稳定具有显著影响.为揭示动荷载和含水率对岩石的影响特性,采用改进的霍普金森压杆试验装置,用４种不同的冲击速度,在6种含水率工况下对红砂岩进行冲击压缩试验,根据试验中采集到的３组应力波信号,利用三波法将其转化为岩石的动态应力 应变曲线,得到了岩石的动态峰值应力、极值应变和平均应变率等参数.试验结果表明:相同动荷载作用下,随着含水率增加,动态峰值应力逐渐减小,且二者具有良好的指数函数关系;随着含水率增加,岩石动态极值应变线性增加;随着含水率增加,岩石的平均应变率呈指数型增长.随着冲击速度的增大,动态峰值应力、动态极值应变和岩石的平均应变率均增大.研究结果有助于对深部岩石的稳定性进行监测,为工程中的突水突泥等灾害的发生机理及影响因素的研究提供一定参考.
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2023,43(9):172-179, DOI:
Abstract:
:为研究风蚀地貌矿区浅埋厚煤层开采采空区漏风规律,以榆树岭矿井110501工作面为工程背景,通过相似模拟、数值模拟、现场实测相结合的方法对采空区漏风情况进行研究.研究结果表明:110501工作面开采后,裂隙发育至地表,地表漏风裂隙平均间距约为15m,竖直方向上,距离煤层越近,覆岩下沉位移越大,最大下沉位移量约为8m;裂隙贯通地表条件下,采空区自燃“三带”范围增大,地表风流为主要风源,风流路径为地表裂隙→采空区→工作面;工作面后方150m 采空区内为主要漏风区域,平均漏风强度为2.29m3/s,采空区上覆岩层裂隙是主要漏风通道,靠近采空区回风巷侧裂隙漏风能力最强.研究结果可为风蚀地貌矿区浅埋厚煤层开采时工作面通风和采空区自燃危险区域判定提供参考.
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2023,43(9):180-185, DOI:
Abstract:
为解决红透山铜锌矿上部采空区充填后冬季预热防冻系统面临失效的问题,利用上部恒温带及增温带多个中段井巷工程,增大预热岩壁暴露面积,对循环预热通风系统进行了重构和可行性研究.研究结果表明,红透山铜锌矿重构循环预热通风系统,将西风井改成进风井,入风温度在－25℃及以上,循环预热通风系统预热空气总量大于124.3m3/s,冬季120m3/s总风量预热后空气温度可达4.43℃,高于防冻井空气温度2℃.Ventsim 热模拟预热效果显著,可以有效解决冬季主要提升井筒结冰、竖井卡罐及水管冻裂等问题.与进风井口设置空气加热设施的通风方案相比,循环预热通风系统在能耗上每年可节省754万元,经济效益显著.
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2023,43(9):186-193, DOI:
Abstract:
以硫铁矿为代表的硫化矿物开采加工过程中,硫化物与空气接触会生成大量的二氧化硫等有害气体,常用脱硫塔气体吸收装置进行脱硫处理.为分析开孔参数对塔体稳定性的影响,利用数值模拟方法研究了轴压作用下不同开孔参数的脱硫塔结构屈曲性能,分析了开孔的高度、大小、多开孔时开孔角度以及设置外接圆管后对塔体结构稳定性的影响.结果表明,极小的开孔也会显著降低塔体结构的稳定性,开孔在靠近轴压端时结构承载力更低,最大变形通常发生在开孔处,比例因子大于0.3后的结构稳定性近乎被完全破坏.双开孔的情况下夹角为0°时结构的承载能力最好,夹角为45°时结构承载能力最差,此时设置外接圆管可使结构承载
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2023,43(9):194-200, DOI:
Abstract:
以 迁 安 矿 区 为 研 究 区,利 用 MODIS 的 气 溶 胶 产 品MCD19A2和 MOD04_3K,探究2015年和2020年的气溶胶光学厚度(AOD)、?ngstr?m(AE)指数和气溶胶类型的时空变异特征.结果表明:(1)与2015年相比,除2020年冬季以外,2020年 AOD值明显降低;(2)与2015年相比,2020年西北部细颗粒 物 占 比 增 多,东 南 部 粗 颗 粒 物 占 比 增 多,矿 区AE指数存在明显季节特征,春季 AE指数较小,大气污染物以粗颗粒污染物为主,夏季和秋季 AE 指数较大,大气污染物以细颗粒物为主;(3)AE 指数的季节变化也存在明显的时空分布特征,与 2015年相 比,冬 季 东 部 AE 指 数 明 显 降低,粗颗粒占比增大,春季区域内整体 AE指数升高,粗颗粒占比减少,秋季北部 AE指数明显升高,粗颗粒占比减少,夏季是全年 AOD 值和 AE指数的高峰期,其原因可能是6月和6月秸秆燃烧产生了大量的细气溶胶颗粒;(4)矿区气溶胶主要由生物质燃烧或城市 工业型气溶胶和混合型气溶胶构成,与2015相比,2020年春季主要气溶胶类型发生较大改变,沙尘型气溶胶占比明显减少;(5)2015年至2020年期间开展的矿区生态修复工程明显改变了矿区大气气溶胶光学属性 和 类 型,在 一 定 程 度 上 改 善 了 迁 安 矿 区 的 大 气环境.
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2023,43(9):201-208, DOI:
Abstract:
为提高煤矿安全管理水平,明晰矿工反生产行为的诱发因素及机制,基于工作需求 资源(JDGR)理论,并结合一线矿工实际工作情况,从环境 心理 行为层面确定矿工反生产行为的工作需求、工作资源、损耗因素及激励因素,并构建矿工反生产行为的完整JDGR 模型,运用 CMA3.3针对收集整理的相关文献进行元分析,验证该模型的准确性.研究表明:在矿工反生产行为JDGR模型中,工作需求与损耗因素各包含4个因素,工作资源与激励因素各包含3个因素,各要素间作用效果显著.对于健康损害路径,工作需求通过损耗因素的中介作用正向影响矿工反生产行为;对于动机激发过程,工作资源通过激励因素的中介作用负向影响矿工反生产行为.
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2023,43(9):209-217, DOI:
Abstract:
为有效改善新生代矿工的安全行为,在社会交换理论、社会信息加工理论和自我决定理论的基础上,引入组织层面的安全氛围和个体层面的工作繁荣作为中介变量,跨层次探讨安全基地型领导对新生代矿工安全行为影响的作用机制.通过 收 集 296名 一 线 矿 工 两 个 时 间 段 的 配 对 数 据,采 用SPSS24.0,AMOS23.0和 HLM7.0 进 行 实 证 检 验.结 果 表明:安全基地型领导对新生代矿工的安全行为有积极的直接影响;安全基地型领导通过安全氛围、工作繁荣的独立中介作用以及安全氛围和工作繁荣的链式中介作用正向影响新生代矿工的安全行为。
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2023,43(9):218-224, DOI:
Abstract:
微细粒煤泥具有粒度细、质量小、比表面积大的基本特征,针对传统浮选回收率低、选择性差的问题,提出了高剪切锯齿调浆强化微细粒煤泥浮选工艺,考察了锯齿调浆器结构参数对煤泥浮选效果的影响.通过捕收剂分散度测试、捕收剂吸附量测试、煤泥絮凝体粒径测试,探索高剪切调浆技术强化微细粒煤泥浮选机理.结果表明:对于锯齿调浆器,锯齿与隔板间的缝隙大小是影响浮选效果的关键结构参数,其他结构参数对浮选效果影响较小;同样操作参数条件下,高剪切锯齿调浆器最多可提升精煤可燃体回收率6.36个百分点,同时精煤灰分普遍低于普通调浆器;随着搅拌转速上升,捕收剂油滴分散度更高,有效提高了捕收剂在煤泥表面的吸附;对比普通调浆器,锯齿调浆器提高煤泥絮凝体粒径的能力更强,有效增加了浮选颗粒与气泡的碰撞效率.
2023年第43卷第9期
2023年第43卷第9期
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基于博弈论的煤矿生产系统智能化GRA-KL-TOPSIS评价模型[1]
Abstract:
为使煤矿生产系统智能化评估更科学，提出了基于博弈论的煤矿生产系统智能化GRA-KL-TOPSIS评价模型。首先，基于全要素、全流程理论，从综采、综掘、运输、综合保障和安全监控功能5个方面，构建了生产系统智能化综合评价指标体系；其次，利用G1法、改进CRITIC法和博弈论思想融合确定指标综合权重，引入盲数理论，改进了专家指标赋值处理方法，应用GRA-KL-TOPSIS方法，通过计算灰色关联贴近度，实现生产系统智能化排序和评估；最后，以3座煤矿为例进行分析，将结果与VIKOR模型评估结果对比，并基于雷达图法分析子系统智能化差异。结果表明，该模型能客观评估生产系统智能化水平，评估结果与实际调研结论一致，验证了该模型的适应性，可为煤矿生产系统智能化程度的量化评价提供新思路。
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综掘面风流智能调控下风流瓦斯及粉尘多源数据融合评价模型
Abstract:
目前综掘面通风总量控制模式下出风口风流状态不能实时动态变化造成了瓦斯及粉尘灾害和污染隐患问题，对风流瓦斯及粉尘耦合下的复杂通风环境安全状态进行多源数据融合评价分析，可为风流精细化智能调控提供理论依据，防患灾害事故的发生。采用流体力学与离散元耦合方法建立风流瓦斯及粉尘气固耦合的有限元计算模型，设计搭建风流监测及智能调控测试实验平台进行模型的验证，模拟确定关键隐患位置，并结合煤矿规范要求，运用层次分析法构建3层结构的评价指标体系，确定各指标权重；采用混合式两级融合结构对最优加权的数据级融合和灰色关联的决策级融合进行分析，建立评语等级为5级的评价模型。对陕北某煤矿综掘面进行融合评价分析，结果表明：在出风口距端面最短距离5m极端工况下，风流智能调控装置口径1m、水平偏转20°、垂直偏转6°时，评价等级为安全，且与调控前对比，不同测点位置处风速瓦斯及粉尘浓度均有不同程度下降，验证了该模型的有效性。
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基于3D-DIC的预制双孔洞大理岩应变场演化规律研究
彭岩岩,
Abstract:
为了研究预制孔洞对大理岩力学性质的影响,预制两组含不同孔洞的大理岩试样进行对比试验:第一组为S型保持两孔洞D1、D2大小相同,并改变孔洞直径大小；第二组为D型改变单个孔洞D1直径大小,保持孔洞D2直径不变。通过单轴压缩试验结合3D-DIC技术得到大理岩不同阶段最大主应变演化云图,分析不同孔洞大理岩破坏过程中裂纹萌生、扩展规律。实验结果表明:随着孔洞直径增大,S型试样的峰值应力与弹性模量依次递减,D型试样的峰值应力与弹性模量先增高后降低；S型试样产生的裂纹以拉伸裂纹为主,应变集中与裂纹主要发生在D1孔洞附近,D型试样产生的裂纹以拉-剪裂纹为主,应变集中与裂纹主要发生在D2孔洞附近；S型试样破坏模式为拉伸破坏,D型试样随着孔洞D1的增大,破坏模式由剪切破坏变为拉伸破坏。
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复合顶板倾斜薄煤层小煤柱稳定机理与控制研究
Abstract:
为解决沿空掘巷大煤柱资源浪费,小煤柱护巷困难的难题,以宏能煤业花草滩煤矿2104工作面为工程试验对象,利用理论分析、数值仿真、工程实践等综合研究方法,对倾斜煤层开采扰动下小煤柱的合理宽度进行研究,通过对穿锚索双向加固的方式,给出了梯形巷道沿空掘进高强复合加固支护方案。结果表明：基于岩体极限平衡理论得出煤柱宽度计算式,带入矿井实际条件得出的煤柱宽度取值为大于3.35m；巷道开挖后,侧向支承应力峰值会运移至煤体深部,其位置会随着煤柱宽度增加而逐渐远离采空区,煤柱垂直应力峰值会随着煤柱宽度呈现先增加后减小,最终逐渐稳定的趋势；留设煤柱宽度5m时,巷道变形稳定,变形量小,煤柱承受围岩应力减小,煤柱中心无塑性区贯通。现场实践表明,留设5m煤柱,采用穿层锚索双向固定支护方式的沿空梯形巷道变形较小,满足安全生产的需要,经济效益显著。
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三贵口铅锌矿矿柱及采空区稳定性分析研究
Abstract:
针对三贵口铅锌矿矿柱及采空区形态分布,结合矿山的基本情况、工程地质条件、岩石力学试验结果等,采用理论分析法,根据面积承载理论和普氏理论分析三贵口铅锌矿580m以上各中段内矿柱的稳定性,并基于Mathews图解法确定各中段内采空区的稳定性,同时,采用FLAC3D软件对典型矿柱及采空区进行计算分析；最后,基于以上各研究成果综合评价资源待回收区域采空区及矿柱的稳定性,合理的对三贵口铅锌矿矿柱及采空区进行综合安全分区与分级,为后续矿山矿柱安全高效回采提供强有力的理论支撑。
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真三轴压缩及卸载条件下充填体力学特性研究
Abstract:
对于采用充填采矿法的矿山，充填体是井下采场的重要组成部分，在先采矿房、待充填完成后回采矿柱的充填采矿工艺过程中，充填体受原生地应力及矿体开挖的扰动、卸载作用。基于上述充填开采工艺过程中的应力变化路径，开展充填体真三轴压缩及卸载实验，通过充填体失稳破坏过程及声发射响应特征分析，研究充填体力学特性。结果表明:真三轴压缩条件下充填体试件的破坏形式主要以拉伸破坏为主，表现出更好的弹性，峰值强度和弹性模量随养护时间的增加和围压的增大而增大。单向卸载条件下，充填体试件峰值强度较真三轴条件下的峰值强度降低约17.74%，峰值强度随围压的增大而增大、弹性模量随围压的增大而减小、泊松比随围压的增大先增大后减小。双向卸载条件下，充填体试件快速失稳破坏，峰值强度较真三轴条件下的峰值强度降低约17.76%，充填体试件的峰值强度、弹性模量、泊松比均随围压的增大而增大。充填体试件在双向卸载条件下比单向卸载条件下产生的变形更大，破坏强度也更低。
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非煤矿山安全整治三年行动成效评估及对策建议
Abstract:
2022年是全国非煤矿山安全专项整治三年行动的收官之年，为评估三年行动任务目标完成情况，在全面汇总梳理国家矿山安全监察局机关各司、各地应急管理部门和有关中央企业关于三年行动工作总结的基础上，通过定性和定量的方法，从法规标准体系、源头治理举措、安全保障能力、重大安全风险管控、违法违规行为遏制和安全生产形势等6个方面评估了三年行动的主要工作成效，总结了国家和地方在工作推进过程中的典型经验做法，剖析了办矿理念、安全主体责任落实、安全基础建设、监管监察效能和创新方法手段等5个方面的问题，提出了提高政治站位、形成长效机制、加强能力建设和推进信息化智能化建设等4项对策建议。
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近距离煤层相向采掘合理时空关系研究
Abstract:
为了确定近距离煤层相向采掘的合理时空关系,以1503工作面和11002运输顺槽为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法,分析相向采掘过程中工作面的超前支承压力分布规律与背向采掘过程中的采空区底板应力演化规律。理论计算得出,1503工作面与11002运输顺槽相向采掘时二者超前支承压力影响范围之和为131.01m,1503工作面滞后影响距离为59.55m。数值模拟结果显示,相向采掘过程中1503工作面与11002运输顺槽的最小超前影响距离为140m,背向采掘过程中1503工作面的最小滞后影响距离为60m。理论计算与数值模拟结果基本吻合,根据研究结果提出1503工作面与11002运输顺槽的合理时空关系设计,用于指导工作面安全生产。
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梭形三产品旋流器分级性能与流场特性研究
Abstract:
为降低煤泥浮选粒度上限,减少入浮煤泥量,设计了一种上溢流为细粒级、侧溢流为中间粒级、底流为粗颗粒的梭形三产品旋流器。以-1 mm煤泥为研究对象,对梭形三产品旋流器和普通旋流器的分级性能进行了对比试验,并对其内部流场进行了数值模拟研究。试验结果表明：梭形三产品旋流器侧溢流中的粗颗粒灰分可达精煤灰分要求,其产率为19.05%,灰分为8.67%的精煤。梭形三产品旋流器具有分级精细,可直接分离出粗粒精煤的特点,用作浮选入料前的分级,可减少浮选入料量,降低生产成本。与此同时,上溢流中+0.25 mm粒径分配率减少4.13%,底流中-0.074 mm粒径分配率减少11%,旋流器溢流跑粗、底流夹细得到了明显改善。流场模拟结果表明：梭形三产品旋流器下锥体区域零速包络面外移,筒体区域零速包络面内迁,这是减少底流细泥夹带、溢流跑粗的根本原因。
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某石英闪长岩型高泥低硫金矿选矿试验研究
Abstract:
针对西北地区某石英闪长岩型高泥低硫金矿，原矿中Au的品位为3.21 g/t，S的品位为2.61%，矿石中易浮或易泥化脉石含量合计高达40.50%，结合矿石中金的赋存状态及嵌布特点，进行了系统的选矿试验研究。最终选择采用一粗三扫两精的全粒级浮选流程，在磨矿细度为-0.074mm占比80%条件下，通过优化药剂制度，有效解决了高含量泥质脉石对于载金矿物上浮的干扰，提高了载金矿物的上浮速率，最终得到金精矿中Au回收率85.87%、Au品位37.22g/t的良好指标。研究结果可为石英闪长岩型的高泥低硫金矿浮选高效回收提供建议。
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气液两相喷雾雾化参数对综掘工作面降尘效果的影响
Abstract:
为系统研究气液两相喷雾雾化参数对综掘工作面呼吸性粉尘降尘效果的影响,以陕北某矿42207辅运巷道掘进工作面为原型,建立了单一压入式通风条件下掘进工作面喷雾降尘几何模型,采用数值模拟方法系统分析了雾滴速度、雾滴粒径、雾滴密度对掘进司机呼吸带高度处呼吸性粉尘降尘效果的影响。研究结果表明：在雾滴粒径为5×10-6 m、喷嘴质量流率为0.005 kg/s条件下,随雾滴喷射速度的增大,降尘效果呈现先增加后减小趋势,当雾滴喷射速度为30 m/s时,司机呼吸带高度处粉尘浓度由无喷雾状态下的1000 mg/m3下降到168 mg/m3,降尘效率为83.2%；在喷嘴质量流率为0.005 kg/s及雾滴喷射速度为30 m/s条件下,当雾滴粒径为9×10-7 m时降尘效果较好,粉尘浓度降为148 mg/m3,降尘效率达到85.1%；随质量流率增大,降尘效果呈现正相关,在雾滴喷射速度为30 m/s、粒径为9×10-7 m、质量流率为0.02 kg/s时,粉尘浓度降为102 mg/m3,降尘效率达到89.9%。研究结果可为井下掘进工作面气液两相喷雾降尘系统优化提供参考。
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巴西某多金属铜矿石工艺矿物学研究及可选性分析
Abstract:
为了更好地选别回收巴西某多金属铜矿石中铜矿物和铁矿物,利用化学多元素分析、光学显微镜和矿物自动分析仪(MLA)等手段,对矿石的矿物组成、铜矿物和铁矿物赋存状态、嵌布特征和解离特性等进行了系统的研究。结果表明,矿石铜品位0.8%、铁品位25.39%,矿石中铜矿物以斑铜矿、黄铜矿为主,少量辉铜矿孔雀石,矿石中硫化铜矿物集合体嵌布粒度粗细不均,但细粒占比较高,在 0.02mm 以下粒级的分布率为 18.83%。铁矿物主要为磁铁矿为主,赤铁矿、菱铁矿和钛铁矿含量较少,磁铁矿粒度分布较粗,其中+0.074mm 粒级占 73.56%。脉石矿物主要紫苏辉石、镁铁闪石、黑云母、斜长石、镁铝尖晶石、绿泥石、钙铝榴石、石英等。当磨矿细度为-0.074mm 占 70%时,硫化铜矿物集合体的解离度为 66.94%,磁铁矿的单体解离度为81.97%。因此,该矿石建议采用优先选铜,尾矿磁选回收铁的工艺对铜、铁进行综合回收。
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煤层瓦斯抽采信息化APP智能系统开发与应用研究
Abstract:
瓦斯抽采瓦斯是煤矿瓦斯治理的主要技术手段，数值模拟是指导瓦斯抽采方法选择、评价瓦斯抽采效果的重要方法。但是，传统的建模流程和所需要的数学模型非常复杂，导致大部分仿真软件的使用仅局限于少数高水平用户。为此，本文建立了瓦斯抽采应力-渗流理论模型，以山西某矿工程实践为基础，构建了瓦斯抽采几何模型和数值计算模型，基于COMSOL APP仿真平台，集成开发了综合考虑煤层参数和瓦斯参数的瓦斯抽采信息化APP智能系统，研究结果表明，（1）APP模拟得到钻孔流量衰减规律与实际情况变化规律基本一致，表明了参数优选的正确性以及数值模拟方法的可靠性。（2）该智能系统操作简单，可以对抽采方式、抽采参数、增透措施等进行参数优化，将大大减少实际工程量，并可以避免靠经验决定的盲目性，为矿井瓦斯抽采方案的制定及相关研究奠定基础，具有重要的工程意义和应用价值。
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基于优化的VGG-16网络模型的煤矸识别研究
Abstract:
针对复杂工况下煤矸识别效率低、分选难度大的问题，采用VGG-16网络搭建煤矸识别模型。对煤矸识别模型的识别准确率和识别环境影响因素进行了研究。对VGG-16煤矸识别模型优化，得到了如下结论：(1)优化后的VGG-16网络模型准确率保持在97%以上，单张煤矸图像识别时间为0.0697s，单张煤矸图像识别所用缩短了0.85%；(2)在不同水分、灰分和粉尘等环境因素下煤矸识别模型的准确率均达到95%以上，其中水分对模型的识别准确率影响最大达到了2.01%。(3)鉴于煤与矸石的共伴生特性，对煤夹矸、矸带煤两种复杂情况下进行了煤矸有效识别。结果表明：优化的VGG-16网络模型具有一定的抗干扰能力，可以实现复杂情况下煤矸的高效精准识别，为后续矸石智能化分选提供了理论基础和技术支撑。
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急剧冷却后粗粒花岗岩渗透率和孔隙结构演化规律研究
高星,
Abstract:
开发深层地热能是实现“双碳”目标的一种重要途径。由于成岩环境的不同,深层花岗岩的矿物组成和细观结构与浅层花岗岩有较大差异。本文选取了代表深层热储的山西芦芽山粗粒花岗岩,在急剧冷却的方式下,系统地研究了渗透率和孔隙结构的演化规律。研究表明:在无约束且缓慢升温条件下,粗粒花岗岩渗透率的阈值温度为250℃。多次“升温-冷却”循环可以提高渗透率和孔隙率,但随着循环次数的增加,增幅逐渐降低。提高热处理温度和增加“升温-冷却”循环次数均有利于超大孔和大孔的形成,当热处理温度达到400℃时,微孔开始生成。粗粒花岗岩的物性和温度敏感性均有利于深层热储的开发。
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湖山铀矿重型卡车回头曲线道路破坏原因及应对措施
王文韬,
Abstract:
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，本文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，取得良好实际效果。研究结果表明：地表钙结砾岩路基承载能力1026754Pa大于其实际承受载荷825050.6 Pa，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231.91m、182.22m、185.53m，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10km/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2.4：100、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。研究结果有利于改善提升矿山道路安全、使用寿命、运输效率、综合成本，可为国内外露天矿山回头曲线道路设计优化提供借鉴。
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残留煤柱下近距离煤层回采巷道布置方式研究
Abstract:
残留煤柱下近距离煤层回采巷道的布置方式与位置选择十分重要。以青龙煤矿下部煤层21806工作面回采巷道的布置为研究背景，通过理论分析和数值模拟相结合的方法，研究了16#煤层底板的最大破坏深度、残留区段煤柱所承受的载荷大小以及煤柱附近底板岩体的应力分布，利用数值模拟和经验公式确定了21806工作面回采巷道的布置方式与位置。结果表明：①16#煤层底板的最大破坏深度为8.6 m，煤柱所承受的均布载荷为10.5 MPa；②随着深度的增加，煤柱附近底板岩体垂直应力峰值位置始终位于煤柱中心正下方，水平应力峰值的个数由1个变为2个，位置由煤柱中心正下方逐渐向采空区正下方移动，剪切应力峰值位置变化不大；③由不同布置位置的回采巷道掘进后围岩应力特征和经验公式确定21806工作面回采巷道采用内错15 m布置。
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基于“天-地-井”一体化技术的泥石流综合监测预警平台建设及应用
Abstract:
针对普朗铜矿地表及井下安装了多种泥石流监测系统但各个监测系统数据来源分散、种类繁多、数据量庞大、大数据资源未得到充分利用的问题,通过建立融合天空雨情水量监测系统、地面位移监测系统和井下通道监测系统的“天—地—井”立体监测框架,实现了泥石流灾害的多层次多参量实时动态监测预警；利用云计算和大数据技术,建立“天空—地面—井下”大数据多参量一体化综合监测预警平台,实现“以计算机智能预警为主,人工预警为辅”的井下泥石流危险性智能预警,实现了普朗铜矿泥石流监测的一体化管理,改变了传统的多系统多人管理模式,显著提高了泥石流监测预警管理的智能化、集成化水平。
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智能化综采工作面煤层顶底板形状预测技术研究
Abstract:
煤矿综采工作面顶板和底板的起伏状态预测是工作面智能化开采的关键技术之一。为解决煤层顶底板形状的预测误差较大的问题，在采煤机记忆截割技术的基本原理上，构建了一种基于卷积长短时记忆网络(Convolutional Long Short-Term Memory Network, CONV-LSTM)的综采工作面顶底板形状预测模型。首先利用已采取区域采煤机走向的空间信息和回采走向的时间信息，提取出顶底板的形状特征；然后利用所提取的形状特征构建CONV-LSTM模型；最后利用青龙寺矿5-20109工作面煤层形状数据对模型进行评估，经现场测试表明，顶板形状预测平均误差为0.036m，底板形状的预测平均误差为0.059m。结果表明，CONV-LSTM模型可实现顶底板形状的精准预测，满足工程中对采煤机前后滚筒调高的需求，对于实现综采工作面智能化开采具有重要意义。
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交椅山磷石膏渣场堆积坝稳定性研究
Abstract:
随着尾矿库向大型化发展,尾矿库的堆积高度不断加高,这使得尾矿库堆积坝的稳定性变的极为复杂。交椅山磷石膏渣场目前的堆积高程为942m,原设计堆积高程为958m；渣场将进行扩容改造,把湿法堆存改为干法堆存,并在原设计的堆积高程上加高40m,设计堆积高程将达到998m。为研究该磷石膏渣场堆积坝加高后的稳定性,通过工程勘察资料分析、稳定性计算、数值模拟,得到以下成果:(1)堆积坝高程在942m时,正常工况下及洪水工况下的稳定系数是满足稳定性要求的,但排渗失效时稳定系数为0.98,坝体极有可能发生溃坝。(2)堆积坝高程在998m时:干堆磷石膏以总坡比为1∶2.6及1∶2.7堆积时稳定系数满足规范要求,坝体是安全的；干堆磷石膏以总坡比为1∶2.5,坝体是不安全的；堆积坝的稳定性随着干堆磷石膏总坡比的减小而增大。(3)交椅山磷石膏渣场堆积坝以干堆形式加高方案可行；干堆磷石膏密度宜取1.32 g/cm3；堆积坝总外坡比宜取1:2.6；并应该加强坝体的排渗措施及浸润线的监测。
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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。
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2008(5), DOI:
Abstract:
国家金属采矿工程技术研究中心数字矿山实验室装备有IBM服务器、图形工作站、大幅面绘图机、大型工程扫描仪以及高性能计算机等，千兆光纤接入，百兆桌面交换。配备了3D—σ、3DEC、Surpac Vision、BCF、MapGis、RocScience系列等先进的软件平台，并和国外多家大型矿业软件公司和设备公司保持密切的合作关系。
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1996(3):75-77, DOI:
Abstract:
国家科委利用已有计算机软件系统进行二次开发，形成了科技开发贷款项目管理系统。该系统具有丰富的平面电子表格和方便的三维表格，采用灵活的库表结合形式，使计算机管理更贴近本职工作的需要，并在贷款管理中迈出了新的步伐，大大节省了时间，降低了开发费用，取得了事半功倍的效果。
