Abstract:

深部礦體規?；B續開采是未來礦山開采“深地化”的前沿研究方向.針對深部硬巖礦床傳統的間斷式采礦作業模式與深部智能化高效開采形成相互制約的問題,提出一種并行式采出充連續采礦作業模式,利用柔性隔離層實現采充并行的充填與連續出礦工藝流程.借助理論計算并結合FLAC3D數值計算軟件分析了高階段大采場并行充填工藝中的充填體強度分布,確定了高階段采場不同高度的充填體強度需求.利用PFC離散元軟件分析并行充填與連續出礦中“礦充”散體流動規律及隔離層變形損傷特性. 結果表明:并行充填與連續出礦工藝中,采場頂部及底部充填體28d固結承壓強度應大于8MPa,隨著充填和放礦的進行,在接近放礦漏斗口時,隔離層最大載荷為57kPa,此時隔離層出現明顯的下凹變形,靠近兩側礦柱區域損傷增加,產生明顯的拉壓破壞.研究可為深部礦體開采連續作業提供參考.

Abstract:

為研究深部巖石巷道巖爆現象,采用真三軸巖爆試驗機對含預制直墻半圓拱形巷道在不同軸向應力下受循環動力擾動作用誘發巖爆現象進行研究,并利用聲發射技術監測巷道破壞過程.通過巖爆試驗發現,初始軸向靜應力越大,巖石劣化程度越高,巖爆所需擾動時間越短,試樣累積能量速率越快,巖石巖爆越劇烈.結果表明:當軸向應力超過巖石巷道峰值應力的76.5％時,試件施加循環動力擾動后會發生巖爆現象;巖石巷道的破壞模式為張拉剪切聯合破壞,且裂紋擴展的破壞模式與軸向應力和動力擾動密切相關;利用聲發射累計振鈴計數描述巖石劣化程度,發現在動力擾動下巖石的劣化程度與初始軸向靜應力呈正相關.

Abstract:

某緩傾斜多層貧礦脈同時賦存鉛鋅、磁鐵和硫銅礦種,根據礦體的賦存特征及品位低等特點,為了更加安全經濟合理地開采,提出了偽傾斜條帶進路充填采礦法開采方案,并利用FLAC3D軟件模擬分析了不同寬度進路條件下的頂板位移、礦柱受力情況和塑性區分布情況.研究結果表明,偽傾斜條帶進路充填采礦法可有效減小礦石的損失貧化,極大地減小采切工程,增大采場的生產能力,并實現不同礦種的分采分運,可靈活適用于礦體復雜多變的緩傾斜礦體.經過數值模擬分析,得到該礦山的最佳進路寬度為5m 或6m.

Abstract:

針對地下金屬礦山采礦方法的優選,構建了基于博弈論主客觀多屬性組合賦權模型.以司家營鐵礦采礦方法優選為 例,在環境、經濟、技術和安全4個準則層下,選擇11個與采礦方法密切相關的評價指標.采用改進層次分析法和CRITIC法分別確定各指標的主、客觀權重,并運用博弈論思想,將主、客觀權重進行融合,獲得各指標的綜合權重,從而為采礦方法優選提供依據.應用基于博弈論主客觀多屬性組合賦權模型,對司家營鐵礦的兩種備選采礦方法進行了優選,階段空場嗣后充填采礦法的綜合隸屬度為0.711,分段空場嗣后充填采礦法的綜合隸屬度為0.692,因此前者為該礦的最優采礦方法.所建立的模型為采礦方法的優選提供了一種新的手段.

Abstract:

為解決采場結構參數取值不合理導致的頂板失穩或生產能力不足等難題,以河北省某礦為背景,對采場結構參數進行優化,并對其參數敏感性進行了分析.首先,進行巖體質量調查,并采用具有穩定概率的拓展Mathews穩定圖法初步確定了采場的寬度和長度區間.然后,利用FLAC3D數值模擬探究了采場頂板最大沉降量隨結構參數變化的變形規律,結合響應面法構建了采場頂板沉降量預測模型,探明了影響采場頂板沉降的自身因素敏感性及其交互作用關系.最后,綜合考慮生產安全與礦塊大小,對采場進行了采場結構參數優化,并進行工業試驗驗證結果合理性.結果表明:該礦巖體整體評級為Ⅴ級,巖體質量很差;采場頂板沉降量對各參數敏感程度從高到低依次為采場寬度、采場長度、采場高度;該礦體最佳采場結構參數為寬12m、長36m、高60m,采用該結構參數進行回采,采空區輪廓較為平整,能夠保持穩定.研究結果可為選取合理的采場結構參數、正確協調采場安全與生產能力提供理論依據.

Abstract:

為研究萊州市三山島北部海域金礦區進風井松散堆積物巖組中的滲流場對凍結溫度的影響規律,基于流速測定和巖組材料參數,建立COMSOL有限元數值模型,對立井三圈凍結施工的交圈時間和凍結帷幕的形成時間進行預測,并通過工程實例驗證立井三圈凍結施工方案設計和數值模擬的可靠性.結果表明:由于沿海地下水流速較大,凍結過程中迎流面交圈線呈“齒狀”;凍結管的低溫在滲流作用下對下游影響顯著,凍結帷幕呈不對稱發展且向滲流下游偏移;三圈凍結設計使得立井開挖區域在凍結18d后溫度降低至相變溫度－1℃以下.工程驗證中交圈時間和凍結帷幕形成時間分別為25d和36d,與數值模擬結果一致,研究結果可為類似工程提供參考.

Abstract:

尾砂濃密脫水是尾砂充填工藝的關鍵環節,為探究某礦山全尾砂濃密脫水性能,在尾砂基本物化性質的基礎上,開展了全尾砂靜動態絮凝沉降試驗,設計了以尾砂漿進料質量濃度、絮凝劑類型、絮凝劑添加量為影響因素,沉降速率為研究指標的靜態絮凝沉降試驗,以進料速度、進料質量濃度、絮凝劑添加量為影響因素,溢流水含固量、底流質量濃度和尾砂沉降速度為研究指標的動態絮凝沉降試驗,并基于響應面分析法,揭示了全尾砂在多因素交互作用下的動態絮凝沉降規律.(1)通過靜態絮凝沉降試驗,確定最優絮凝劑為CKFA02,最佳絮凝劑添加量為20g/t,尾砂料漿最佳進料質量濃度為10％~12.5％;(2)根據動態絮凝沉降試驗構建的響應面模型,底流質量濃度、溢流水含固量以及尾砂沉降速度的最大影響因素均為料漿進料速度,料漿進料速度與進料質量濃度的交互作用對底流質量濃度影響最大,料漿進料速度與絮凝劑添加量的交互作用對溢流水含固量和尾砂沉降速度影響最大;(3)最優沉降參數為:尾砂漿進料速度0.55t/(m2·h),進料質量濃度11.12％,絮凝劑添加量30.0g/t,在該最優絮凝沉降參數下,底流質量濃度為60.6％,溢流水含固量為251.4mg/L,尾砂沉降速度為58.06mm/s.

Abstract:

不同尺寸的充填體在力學性能、破壞形式等方面有較大差異,為研究充填體的尺寸效應,選取4組不同尺寸充填體試件進行單軸壓縮試驗,使用聲發射儀監測受載過程能量釋放情況,利用數值模擬技術模擬驗證試件的壓縮破壞,研究不同尺寸圓柱充填體試件尺寸效應及損壞特征.最后,對不同尺寸矸石膠結充填體圓柱體試件進行掃描電鏡試驗,觀察不同尺寸試件微觀形貌差距.結果表明:試件的單軸抗壓強度與試件尺寸成反比,小尺寸試件以剪切破壞為主,當試件尺寸增大到一定程度時呈現一定的拉伸破壞;隨試件尺寸的增大,試件表現出更為明顯的尺寸效應,圓柱體試件聲發射特征可分為初始準備階段、聲發射遞增階段、聲發射遞減階段,小尺寸試件聲發射活動相比大尺寸試件更為劇烈;試件尺寸越大,試件內薄弱點越多,試件膠結能力越差.研究結果可為矸石膠結充填中不同尺寸結構的充填體參數確定提供科學依據.

Abstract:

為解決三貴口鉛鋅礦采用分段鑿巖階段空場嗣后充填法回采礦塊時大塊率較高、二步驟回采時兩側充填體及頂柱破壞嚴重、礦石貧化率較大等問題,對原有爆破參數進行了優化研究.采用76mm 的炮孔直徑,基于巖石可鉆性及可爆性分析,通過理論計算得到排距為1.8m,孔底距為2.1m;或者排距為1.9m,孔底距為2.0m.由現場工業試驗可知,與使用原爆破參數的采場相比,采用優化后的爆破參數,礦石貧化率降低了19.8％,損失率降低了4.6％,炸藥單耗降低了12.2％,大塊率降低了34.8％.應用LS-DYNA有限元軟件對爆破參數優化前后的爆破效果進行模擬分析,結果表明,采用優化后的爆破參數進行爆破時,礦石大塊率較小,爆破作用對兩側的充填體、頂柱及鑿巖巷道眉線的損傷也較小.

Abstract:

地震是導致尾礦壩動力失穩的主要原因之一.基于擬動力法結合瑞典圓弧法可以快速確定尾礦壩動力穩定性的評價指標.為提高擬動力法在邊坡地震穩定性評價中的計算效率,特引入了分離式危險初始相位搜索策略,提出了快速擬動力法.分別應用傳統擬靜力法、考慮放大系數的擬靜力法以及快速擬動力法,從安全系數與失效概率兩個角度對西藏某尾礦壩進行地震穩定性評價.數值分析結果表明:3種方法所得到的尾礦壩安全系數均滿足穩定性要求的最小值.從安全系數與滑動面積綜合來看,由考慮放大系數的擬靜力法所得到的結果偏于保守.縱波波速對計算結果影響較小,隨著橫波波速的增加,由快速擬動力法所得到的安全系數逐步降低,失效概率逐漸增大,失穩滑動面個數逐漸增多,尾礦壩地震失穩的風險源增多.研究成果對尾礦壩地震穩定性評價具有指導意義.

Abstract:

傳統理論方法多以半定量分析采空區頂板安全厚度,存在不能全面反映頂板受力情況及其破壞模式等問題,為此將尖點突變理論引入采空區頂板安全厚度的研究中,建立了頂板安全厚度研究模型,推導得到了頂板最小安全厚度公式.基于大寶山礦采空區賦存現狀,計算得到不同巖性不同跨度條件下采空區頂板安全厚度理論值.最后,采用傳統理論與有限元數值模擬的方法對公式進行了驗證,研究結果表明:將尖點突變理論引入采空區頂板安全厚度的研究是可行的,推導得到的采空區頂板最小安全厚度公式是合理及可靠的,該礦山微風化灰巖、微風化次應安斑巖、銅硫礦體和砂巖巖組條件下,基于尖點突變理論計算得到的采空區頂板安全厚度分別為7.3m、12.5m、9.5m、22.1m,可作為現場采空區處置依據.

Abstract:

為提高隧道圍巖力學參數取值的合理性,依托珠海市某超大斷面隧道工程提出一種新型圍巖參數反演模型.基于拉丁超立方體抽樣(LHS)產生初始樣本后進行參數敏感性分析以確定圍巖的關鍵參數和改進樣本結構,然后利用鯨魚優化算法(WOA)對極限學習機(ELM)的隱含層神經元節點數、初始權重和閾值進行優化進而組成LHS-WOA-ELM 反演模型,將反演所得參數代入FLAC3D計算位移并與現場實測數據進行對比分析.結果表明:采用基于LHS進行的參數敏感性分析能夠以較少的樣本考察多參數共同變化的情況,并確定影響圍巖位移的主要參數為彈性模量E、黏聚力c 和內摩擦角φ;相比于WOA、ELM、BP算法模型,LHS-WOA-ELM 模型反演所獲得的位移計算值與實測值相差更小,表明該反演分析方法能夠很好地反映圍巖參數與變形之間的非線性、不確定性特征,進一步提高圍巖反演的精度和效率,可為地下硐室、礦業工程的設計參數確定提供參考.

Abstract:

為了揭示巨厚堅硬巖層對采場支承壓力與能量分布演化規律的影響,以楊柳煤礦某典型礦區為研究對象,使用數值模擬方法對其支承壓力的變化規律與能量演化過程進行模擬研究.結果表明:(1)覆巖中存在巨厚堅硬巖層時,工作面中部及兩側的超前支承壓力分別比無巨厚堅硬巖層時增加了9％和5％左右,這說明當覆巖中存在巨厚堅硬巖層時,采場中部及兩側長期處于高應力狀態,當采場受到外力擾動時,會更容易導致礦震、沖擊地壓等動力災害的發生;(2)覆巖中存在巨厚堅硬巖層時,其發生破斷后采場超前支承壓力變化曲線呈現斷崖式下降,覆巖中無巨厚堅硬巖層時,相較于前者,其采場超前支承壓力變化曲線則較為平緩;(3)隨著工作面距離的持續推進,覆巖中有無巨厚堅硬巖層存在時,其臨空幫支承壓力峰值比回采幫支承壓力峰值分別增加了3.60MPa與3.39MPa,兩者側向支承壓力變化趨勢基本保持一致,但巷道臨空幫的側向支承壓力明顯大于巷道回采幫的側向支承壓力,這說明巨厚堅硬巖層的存在使得應力集中,巷道回采會更容易發生破壞;(4)巨厚堅硬巖層破斷后會對采場造成巨大的沖擊,與無巨厚堅硬巖層采場相比,其破壞程度更加劇烈,釋放的彈性能更多,影響范圍也更加廣泛.

Abstract:

獲取巖體穩定性級別,對礦體深度開采、圍巖支護以及采空區的充填具有十分重要的意義.基于中關鐵礦的工程地質條件,通過室內巖石力學基本性質試驗、現場巖石力學測試、現場巖體節理調查、地應力測試等,確定了測點位置巖石基本質量BQ值;利用ArcGIS軟件的數據處理和空間分析功能,通過克里金插值技術建立了研究區域巖體質量的空間分布預測模型,應用該模型預測分析－230m 水平礦體的巖體質量,并進行現場實測驗證.結果表明:巖體質量空間分布預測結果與實際情況具有較好的一致性,中關鐵礦－230m 水平礦體基本質量BQ 值為57.843~347.573,處于第Ⅳ和第Ⅴ等級,礦體質量較差,易破碎、不穩定.研究獲取的巖體質量空間分布預測模型為研究巖體工程未完全揭露情況下巖體穩定性級別提供了方法,也為后續中關鐵礦的安全開采提供了理論依據.

Abstract:

地下巖體常受外部因素影響,反復的循環加卸載會導致巖石內部裂紋不斷增多,局部應力環境亦發生變化.因此,對砂巖進行了不同上限應力值的三軸分級循環加卸載試驗,分析得到了不同上限應力值下砂巖的損傷力學特性以及能量演化規律.試驗結果表明:在分級循環加卸載的條件下,砂巖的應力應變曲線呈現出滯回環和向下彎曲的特征,并且隨著應力的增大,滯回環逐漸擴大.在不同上限應力的循環加卸載作用下,隨著循環次數的增加,砂巖的軸向彈性應變和軸向塑性應變與循環次數呈線性關系,而軸向塑性應變發生驟降則表明砂巖內部孔隙裂縫被快速壓實.同時,在循環過程中輸入能與彈性能曲線非常相似,呈現出近似指數曲線的上升趨勢.耗散能在初始循環階段增長相對緩慢,這表明砂巖原有裂紋發生壓縮與閉合;而在循環中期,耗散能呈現出近似線性的增長趨勢,這表示巖樣正處于裂紋穩定擴展階段.耗能比在初始循環階段呈現驟降的趨勢,而在循環中期階段耗能比曲線則保持近似水平的趨勢.此外,在分級循環加卸載條件下,砂巖的損傷度與循環次數之間呈現線性關系,說明荷載循環次數對砂巖的損傷度有較大的影響.

Abstract:

為研究動靜組合載荷致損后大理巖的力學特性,利用改進的分離式霍普金森壓桿裝置對大理巖進行4個軸壓水平 (0、18MPa、36MPa、54MPa)和3個沖擊速度水平(8m/s、9m/s、10m/s)下的動靜組合載荷致損試驗,對致損后的大理巖進行單軸壓縮聲發射試驗.研究結果表明:動靜組合作用下,隨著軸向靜壓的增大,大理巖動態峰值應力、動態彈性模量、波速均呈先增大后減小的變化規律;吸收能與軸向靜壓密切相關,在軸向靜壓水平較低時,巖石內部微裂紋閉合所需能量主要從沖擊桿中獲得,隨著軸向靜壓的增大,巖石從沖擊桿中獲得的能量占比逐漸減小;隨著軸向靜壓的增大,動靜組合載荷致損后巖石的單軸抗壓強度和彈性模量均呈現先增大后減小的變化趨勢,軸向靜壓為18MPa時,巖石的單軸抗壓強度和彈性模量達到最大值,適當的軸向靜壓能有效提高巖石抵抗動載荷的能力,減小巖石的損傷;單軸加載破壞過程中、后期,損傷程度小的巖石出現的聲發射高頻信號(＞400kHz)數量越少,中、低頻聲發射信號(165~205kHz)數量越多.165~205kHz的聲發射信號占比在整個加載破壞過程中呈現先增大后減小的變化趨勢,可將其作為巖石破壞的前兆特征.

Abstract:

增強型地熱系統進行干熱巖開采過程中,高溫和循環冷卻會導致熱儲巖體損傷,改變其物理力學性能和微觀結構,影響巖體滲透率及開采效率.采用不同冷卻方式對400℃高溫處理后的花崗巖試樣進行循環冷卻處理,在不同法向應力下進行剪切滲透試驗,結合三維形貌和掃描電鏡試驗對花崗巖的剪切斷裂面進行分析.結果表明,花崗巖抗剪強度和剪切位移隨法向應力的增加而增大;抗剪強度隨循環冷卻次數的增加而降低,水冷卻試樣抗剪強度下降更明顯;黏聚力隨循環冷卻次數的增加而降低,內摩擦角變化不顯著.初始滲透率隨法向應力增大而減小,水冷卻試樣初始滲透率高于自然冷卻試樣1~2個數量級;滲透率最小值對應的剪切位移隨循環冷卻次數的增加先增大后減小,隨法向應力的增大而增大;隨著循環冷卻次數的增加,自然冷卻試樣晶間裂隙增多,穿晶裂隙寬度增大,水冷卻試樣次生裂隙增多并出現晶體斷裂.研究結果可為干熱巖開采提供理論基礎和技術支持.

Abstract:

為探明磁鐵礦石在沖擊載荷作用下的破碎特性及能量轉換規律,以不同鐵硅比的磁鐵礦石為研究對象,利用分離式霍普金森壓桿對不同鐵硅比的磁鐵礦石進行沖擊破碎試驗,分析磁鐵礦石在不同入射應力下的破壞變形特性、抗壓強度及能量轉換規律,并結合掃描電鏡技術揭示宏微觀破碎機理.結果表明:在沖擊載荷的作用下,不同鐵硅比的磁鐵礦石應力應變曲線并無壓密階段,彈性模量、峰值應力、動態抗壓強度均隨著鐵硅比的增大而減小,3種鐵硅比的磁鐵礦石的耗散能隨鐵硅比及入射應力的增大而增大;隨著入射應力的增大,礦石碎塊塊徑不斷減小,磁鐵礦石內部沿晶裂隙及穿晶裂隙不斷增多,裂隙寬度及長度隨鐵硅比的增大而增加;當入射應力相同時,鐵硅比大的礦石碎塊比鐵硅比小的碎塊塊徑小.因此,在礦山的實際生產中可以將不同鐵硅比含量的磁性鐵分批次進行破碎,在一定程度上可以提高能量利用率.

Abstract:

為有效保證陜北某礦副斜井延伸段的長期穩定性,采用ABAQUS軟件分析了螺紋間距、錨固長度及鉆孔直徑等參數對錨桿承載性能的影響,優選出合理的錨固參數,并采用FLAC3D模擬了3種間距的錨桿支護方案,通過位移量及塑性區分布情況確定出最優錨桿間距,在此基礎上開展了現場試驗及圍巖變形監測.研究結果表明:10mm 螺紋間距與8mm 螺紋間距下的錨桿最大拉力僅相差7.9kN,考慮生產成本因素,確定錨桿螺紋間距為10mm;錨桿最大錨固力隨錨固長度和鉆孔直徑的增加而增大,超過臨界值后,錨固長度和鉆孔直徑對錨固力的影響較小,最終確定合理的錨固長度為800mm,鉆孔直徑為28mm;錨桿支護間距為1200mm 和1000mm 的圍巖控制效果相差不大,為提高施工效率,確定錨桿間距為1200mm.現場實踐表明,采用優化的錨固及支護參數后,錨桿平均錨固力大于150kN,圍巖表面變形量小于25mm,能夠保證巷道的穩定性,驗證了錨固及支護參數的合理性.

Abstract:

為探究滲鋅錨桿的耐酸蝕性能,開展了酸性環境下滲鋅錨桿的腐蝕特征及力學性能劣化研究.首先,以普通錨桿、滲鋅錨桿為試驗對象開展了錨桿浸泡腐蝕試驗,構建了滲鋅錨桿腐蝕動力學模型,研究了滲鋅錨桿力學性能劣化規律及腐蝕失效機理;其次,應用Abaqus軟件模擬分析了錨桿腐蝕劣化對巷道圍巖穩定性的影響;最后,通過工程應用檢驗了滲鋅錨桿的耐酸蝕性能.結果表明:同等腐蝕條件下,滲鋅錨桿的耐酸蝕性能顯著優于普通錨桿,滲鋅錨桿支護巷道的圍巖穩定性顯著高于普通錨桿支護巷道;酸性環境下,普通錨桿呈加速腐蝕特征,滲鋅錨桿呈勻速腐蝕特征;腐蝕100d后,普通錨桿的屈服強度、抗拉強度、延伸率分別下降了6.50％、6.37％、15.85％,拉伸斷裂形態由韌性斷裂向韌性脆性混合斷裂轉變,滲鋅錨桿的屈服強度、抗拉強度、延伸率分別下降了2.85％、1.45％、7.97％,拉伸斷裂形態仍為韌性斷裂;腐蝕發生后,普通錨桿支護巷道頂板、兩幫的位移量分別增長了50.07％、52.50％,應力分別增長了36.85％、27.41％,滲鋅錨桿支護巷道頂板、兩幫的位移量分別增長了21.07％、22.06％,應力分別增長了16.37％、20.54％.工程應用結果表明,采用滲鋅錨桿進行巷道支護可有效延長錨固支護壽命、保障巷道支護安全.

Abstract:

通過有關計算,驗證了某尾礦庫各項設計措施的有效性.基于GEO-SLOPE數值模擬,對尾礦庫在不同工況下的滲流 和穩定性進行了綜合評估.結果表明:在500年一遇的防洪標準下,該尾礦庫東、西側截洪溝的泄流能力和尾礦庫庫區溢洪道排泄能力均可滿足要求.通過滲流計算分析,驗證了尾礦壩的滲控措施的有效性,HDPE土工膜和排滲系統具有良好的防滲作用.在3種工況計算下,尾礦壩下游邊坡的抗滑穩定性可滿足設計標準.提出了布置人工觀測和在線監測設施的建議,以實現對尾礦庫壩體及排洪情況的實時監控.研究結果可以為尾礦庫的設計、施工以及管理等提供技術參考.

Abstract:

天景山礦區是我國西北典型干旱區建筑用石灰巖開采區.因礦區環境破壞嚴重,已無自然復綠的可能,亟需修復治理.鑒于此,立足于礦山生態地質環境系統的整體視角,利用AHP層次分析法和FCE模糊綜合評價法對礦區生態地質環境進行研究,從生態環境和地質環境兩方面篩選了20個評價因子,構建了符合典型干旱區特點的、以礦山生態修復為導向的生態地質環境評價體系,對礦區生態地質環境質量等級進行精準定量化判別,并為相應等級選擇適宜的修復治理模式.基于該礦區的生態地質環境質量等級為“差(Ⅲ級)”的評價結果,采取了地質災害隱患消除＋土壤重構＋植被重建＋人工管護聯合修復治理模式對礦區進行針對性修復治理,最終實現了礦山遺跡地的二次復綠.結果表明:該評價體系對干旱區石灰巖礦山生態地質環境有著較為客觀的評價,提出的修復治理模式獲得了良好的修復治理效果,可復制推廣應用于當地及類似干旱、半干旱地區礦山遺跡地修復治理.

Abstract:

礦業活動會對礦區及周邊土壤造成污染,合理布設采樣點對于掌握土壤環境狀況、利用遙感反演土壤污染空間格局至關重要.以灤州市某鐵礦礦區及周邊受礦業活動影響的區域為采樣區,按照分區控制原則,將研究區劃分為礦業活動直接影響區和礦業活動間接影響區,利用經典統計分析方法計算合理采樣數并布設采樣格網,基于景觀多樣性指數和加權平均法,設計土壤重金屬監測采樣點的布設方案.結果表明:通過不同精度分區合理采樣數計算得到215個采樣點,其中礦業活動直接影響區通過景觀多樣性指數篩選出34個格網,共分配196個采樣點;礦業活動間接影響區則直接利用加權平均法,通過土地利用類型面積分配19個采樣點;經過不同精度、不同方法確定分配林地采樣數39個、耕地采樣數95個、裸地采樣數20個、河灘地采樣數16個、尾礦庫和礦區采場采樣數45個.采樣方案基于遙感影像,結合研究區自身地理位置及土地利用類型分布特點,兼顧采樣成本等實際情況設計,有助于減少采樣工作量.實際采樣工作中可能存在礦業活動、地形、水文等不確定因素,因此采樣方案還需結合現場情況進行調整.

Abstract:

受高壓、水深、復雜地層等因素影響,海底勘探的難度及復雜程度遠高于陸地,對鉆頭的質量及性能提出了更高的要求,甚至要根據特殊需求進行定制化生產.為了及時提供定制化的鉆頭,創新性地將3D打印技術應用到海洋勘探鉆頭的生產過程中,以球形碳化鎢(WC)、鈷(Co)粉末和金剛石顆粒為原材料,提出了選區激光熔化(SLM)技術打印鉆頭工作層的方法.通過對打印樣品致密度及硬度進行測試,優化了打印參數.結果表明,打印態WC-20CoＧ金剛石塊體致密度最高可達13.45g/cm３,硬度可達1455HV,且在激光功率為220W 和掃描速度400mm/s的條件下,實現較高質量的成型;最終制備出的碳化鎢鈷基金剛石鉆頭樣品,硬質合金和鋼基體界面兩者結合良好.基于3D打印的鉆頭生產模式可顯著縮短制造時間,制造出適應海底各種極端環境和復雜巖層的鉆頭,及時滿足在大洋鉆探船上打印鉆頭的需要.

Abstract:

為提高邊坡穩定性預測準確率,提出了一種基于多策略改進布谷鳥(ICS)算法優化Elman神經網絡的邊坡穩定預測模型.首先,利用Sinusoidal混沌初始化種群,引入動態步長控制量和對發現概率進行1％步進離散化等策略,改進布谷鳥算法收斂速度慢、精度較差的缺陷,在7個基準函數上的仿真結果表明,與布谷鳥(CS)算法相比,ICS算法的尋優能力和收斂速度有較大提高.然后,利用ICS算法對Elman神經網絡的權值和閾值進行優化,構建最優的邊坡穩定性預測模型.結果表明,ICS-Elman模型對邊坡穩定性安全系數預測結果相對誤差范圍為－2.81％ ~6.98％,均方根誤差、平均絕對誤差分別為0.2750,0.3422,與Elman、CS-Elman模型相比,ICS-Elman模型具有較好的穩定性和精度;與CPSO-BP神經網絡相比,ICS-Elman神經網絡預測值相對誤差范圍為－1.57％~1.25％,預測精度更好.

Abstract:

在礦山生產中,工作面冒頂事故與液壓支架直接相關.依據這一理論,提出了一種基于多源數據融合的預測模型,用于預測液壓支架的載荷.通過研究煤層頂板來壓變形特性理論、液壓支架的組成及工作原理、承載理論以及工作面工況對液壓支架的影響,分析載荷變化的影響因素,并對關鍵受力元件進行數據采集.采用K 均值聚類算法對數據的特征進行聚類分析,對載荷進行分類預測建模.利用鯨魚優化算法(WOA)分別優化長短時記憶網絡(LSTM)和深度信念神經網絡(DBN),建立WOA-LSTM 串聯式預測模型和WOA-DBN串聯式預測模型.結果表明,WOA-DBN 模型在對20＃ 液壓支架前立柱載荷預測中,平均絕對誤差分別降低了0.2287,0.2064,0.0677;均方根誤差分別降低了0.2129,0.1953,0.0725.WOA-DBN模型對20＃ 液壓支架后立柱載荷預測中,平均絕對誤差分別降低了0.3031,0.2446,0.2054;均方根誤差分別降低了0.2919,0.2464,0.2389.可見,WOA-DBN串聯式預測模型更適合載荷預測且精度更高.

Abstract:

剛果(金)SICOMINES銅鈷礦礦石含Cu2.47％、含Co0.237％,屬于高氧化率、礦物組成復雜礦石,針對單一浮選選礦成本高且銅鈷回收率低等問題,結合礦石性質,采用浮磁選聯合工藝進行選礦試驗研究.通過開展捕收劑和硫化劑種類及用量試驗,確定最佳工藝參數為:捕收劑戊基黃藥用量為1185g/t,組合硫化劑(硫化鈉∶硫氫化鈉＝1∶1)用量為7000g/t.在原礦磨礦粒度－0.074mm 占比70％時,首先采用逐步硫化浮選法回收易浮硫化銅精礦、氧化銅精礦和鈷精礦,然后對浮選尾礦進行強磁選處理,回收其中的含銅鈷磁性礦物,最終獲得銅總回收率為79.83％、鈷總回收率為54.79％,實現了高氧化率銅鈷礦資源的綜合高效利用.

Abstract:

剛果(金)SICOMINES高氧化率銅鈷礦含有部分較難選的含銅礦物,導致選別指標較差.為回收浮選尾礦中的含銅礦物,對浮選尾礦進行了礦物成分分析,并對浮選尾礦進行了重選、磁選、浮選以及多種選別方式聯合的再選試驗研究.最終確定了對浮選尾礦采用一粗一掃強磁選,對磁選精礦進行一粗一掃浮選,對磁選精礦的浮選尾礦再進行一段強磁選的選別工藝.增加浮選尾礦再選工藝后,總銅和總鈷回收率分別達到了84.74％和56.88％,比原浮選工藝分別提高了8.96和8.28個百分點.同時,對浮選尾礦再磁選的磁選精礦再選別,大大降低磁選精礦的浸出酸耗量.

Abstract:

為實現鐵礦石浮選捕收劑油酸鈉的高效利用,通過開展石英純礦物浮選試驗、二元混合礦物浮選試驗和實際礦物浮選閉路試驗,探究油酸乙酯對微細赤鐵礦反浮選分離石英的影響;通過紅外光譜分析、表面張力測定、接觸角測量等方法,明晰油酸乙酯對油酸鈉浮選石英的促進作用機理.結果表明:在純礦物浮選試驗中,當油酸鈉為160mg/L、礦漿pH 為11.0時,添加40mg/L油酸乙酯后,石英的最大回收率從原來的80.34％增至94.85％;在石英、赤鐵礦二元混合礦物浮選試驗中,相較于油酸鈉用量為160mg/L,油酸鈉用量為120mg/L、油酸乙酯用量為40mg/L時,鐵精礦品位由62.32％提高至65.04％,鐵精礦回收率由89.64％增加至93.86％.在實際礦物浮選閉路試驗中,與單一油酸鈉體系下的浮選指標相比,添加油酸乙酯后,鐵精礦的品位和回收率分別提高了3.01個百分點和3.52個百分點.油酸乙酯對油酸鈉浮選石英的促進作用機理為油酸乙酯與油酸鈉通過氫鍵締合,增強了油酸鈉在石英表面的吸附強度,提高了藥劑的吸附穩定性,改善了石英表面疏水性和可浮性.

Abstract:

以內蒙古某銅銀多金屬硫化礦為研究對象,進行工藝礦物學分析和浮選試驗研究.礦石性質研究結果表明,原礦中除了少量黃銅礦、閃鋅礦與方鉛礦以外,銅銀主要以銀黝銅礦形式存在.浮選試驗研究表明,首先采用銅銀混合浮選流程,實現銅銀礦物與閃鋅礦的分離,其次對混合浮選精礦進行再磨浮選,實現銅銀與方鉛礦的分離,最終確定了銅銀混合浮選—混浮精礦再磨—銅銀浮選精選的工藝流程.閉路試驗獲得了銅品位為18.98％、回收率為80.98％,銀品位為10521.88g/t、回收率為89.81％的銅銀精礦,浮選尾礦給入后續的鉛鋅分離作業,實現了銅銀礦產資源的高效綜合利用.

Abstract:

為高效分選銅礦,基于離心重選技術,結合反向流化與臺階流原理,在Knelson選礦機基礎上提出了一種疊式臺階流分選模型,在離心分選的基礎上實現二次分選.利用Fluent軟件對疊式臺階流模型分選流場的壓強、切向速度與軸向速度的分布規律進行分析;研究了轉速與反向流流速對銅礦分選特征的影響.結果表明,流場壓強分布從中心到壁面逐漸增大,但由于存在反向流作用力,壓強最大值并未完全貼合壁面;切向速度在臺階處發生突變,表明有渦旋產生,有利于輕顆粒分選;軸向速度整體呈現上升流,有利于分選后的輕顆粒從上出口排出;Cu顆粒的軸向體積濃度分布呈現由下到上遞減的趨勢,靠近壁面處徑向體積濃度最高,SiO2顆粒在軸向方向頂部體積濃度最高,徑向方向壁面處體積濃度較低;當進料速度為0.5m/s、轉速為50r/min、反向流流速為0.012m/s時,Cu顆粒的回收率為87.70％,富集比為13.45,疊式臺階流模型對SiO2顆粒與Cu顆粒的分選效果最佳.顆粒體積分數云圖表明,Cu顆粒富集在臺階流內壁凹面處,SiO2顆粒由于渦旋與反向流作用力分選后,在壁面凹處體積分數低,更加直觀體現了疊式臺階流模型的分選效果.研究結果可為離心選礦設備的改進提供參考.

Abstract:

為準確預測遼寧省“十四五”期間重要礦產資源的供需形勢和保障程度,以“十三五”期間礦產資源開發利用情況為基礎,采用需求趨勢分析方法,通過追蹤產業鏈,收集其上下游生產環節的開發利用數據或其下游產品終端市場的消費數據,預測“十四五”期間鐵礦石、煤炭、金礦石、菱鎂礦石、熔劑用灰巖和硼礦石的需求及保障能力.采用2021年和2022年各礦種的實際產量和消耗量驗證了預測結果的準確性.結果表明,未來5年,鐵礦石需求量為18375萬~19110萬t/a,煤炭需求量為17992萬~19135萬t/a,金礦石需求量為811萬~892萬t/a,菱鎂礦石需求量為3048萬~3381萬t/a,熔劑用灰巖需求量為1496萬~1540萬t/a,硼礦石需求量為416萬~539萬t/a.菱鎂礦石和熔劑用灰巖保障程度較高,可達到供需平衡,金礦石仍需要大量進口,鐵礦石、煤炭和硼礦石保證程度不足,需進一步加強深部及外圍相關礦產資源勘查,強化開采能力建設.

Abstract:

安全穩定是礦山智能化變革的前提,為提高礦山企業科學管理水平,降低事故發生率,基于社會信息加工理論、自我決定理論和情感事件理論,引入內部人身份認知與和諧安全激情為中介變量,組織韌性為調節變量,構建了一個有調節的鏈式中介模型.采用問卷調查的方式,對山西省某煤礦400名礦工分兩階段進行數據收集,共收集364份有效問卷.采用實證研究方法驗證假設模型.結果表明:共鳴型領導對礦工主動擔責行為有促進作用;共鳴型領導通過內部人身份認知、和諧安全激情的獨立中介作用以及內部人身份認知與和諧安全激情的鏈式中介作用正向影響礦工的主動擔責行為;組織韌性能夠正向調節和諧安全激情與主動擔責行為之間的關系,同時正向調節內部人身份認知與和諧安全激情的鏈式中介作用.

Abstract:

在廣泛寒區工程中,巖體的凍融破壞是一種無法忽視的自然災害.為探究凍融環境對寒區巖體工程穩定性的影響,以寒區紅砂巖為對象,開展不同凍融次數(0,10,20,30次)和不同飽和(0、20％、40％、60％、80％、100％)巖石的單軸壓縮試驗,并對巖樣進行SEM 微觀結構分析.研究表明:隨著凍融循環次數和飽和度的增加,紅砂巖的裂紋閉合應力σcc、起裂應力σci、損傷應力σcd、峰值應力σc和抗凍系數Kfm 均逐漸降低,內部損傷逐漸加劇;紅砂巖試件破壞形態由斜剪破壞和張拉破壞逐漸向""X""形破壞轉變,并伴有少量碎塊剝落;循環往復的凍融作用致使巖石內部原有微裂隙擴展和新裂紋出現,揭示了砂巖在不同凍融條件下的損傷演化特征.研究成果可為寒區巖體工程的穩定性及巖石的力學性質研究提供一定參考."

Abstract:

本文以尾礦和粉煤灰等固體廢棄物為主要原料，通過添加不同含量的鎘利用微晶玻璃制備技術成功制備出了CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (CMAS)系礦渣微晶玻璃，通過DSC、XRD、SEM和拉曼光譜等手段對摻雜鎘的微晶玻璃析晶特性進行了表征；同時，對密度、抗折強度、熱膨脹系數、維氏硬度毒性浸出試驗（TCLP）進行了討論。結果表明，隨著鎘含量的增加，析晶峰的半高寬逐漸增加，促進了微晶玻璃的析晶，但是主晶相并未發生明顯改變；微晶玻璃內相關元素因為鎘的加入發生了解聚效應，改變了玻璃的顯微結構。除此之外，玻璃的抗折強度和維氏硬度呈強化趨勢，通過TCLP檢測，鎘的浸出率最高為0.03037mg/L，遠低于國家規定的危險廢物最高浸出濃度。因此，添加鎘制備微晶玻璃是一種解決固體廢棄物資源化利用和無害化處理的可行辦法。

Abstract:

為解決阻化劑防火技術在應用過程中阻化材料滲透性差、滲流范圍難以監測等技術難題,在研究的阻化材料中添 加具有滲潤作用及熒光示蹤作用的羅丹明B。通過接觸角測定試驗、真三軸煤體滲流試驗、熱重分析試驗,對增潤阻 化材料進行了滲潤性能和阻化性能的相關測定。研究發現:添加羅丹明B可提高原有阻化液的滲潤性能,并且仍具有優 良的阻化性能。當羅丹明B添加量在0.1‰時,其滲潤、阻化性能最優,接觸角相較于未經處理的煤樣降低了40.56°,滲透率提高70％左右,干裂溫度提升80.13 ℃,著火溫度提高40.2℃.研究結果對滲潤范圍的快速表征及原位阻化工藝的發展具有積極的促進作用。

Abstract:

基于厚硬頂板直覆型沿空巷道沖擊失穩問題，以山東某礦63上06工作面沿空巷道為工程背景，采用現場實測、理論分析、數值模擬相結合的研究方法，分析直覆型頂板破斷特征、釋能機制及沿空巷道沖擊失穩能量判別準則，闡明厚硬頂板直覆型沿空巷道沖擊失穩機理。研究結果表明:厚硬頂板直覆采場“板-殼”覆巖結構失穩演化具有周期長、覆巖運移控制范圍廣及頂板破斷動載突出的特征，相比一般巷道，厚硬頂板直覆型巷道受動載擾動影響更加突出；受直覆型厚硬頂板大范圍懸頂影響，“板-殼”覆巖結構運動將會增加沿空巷道超前靜載，同時會向下傳遞劇烈動載，兩者共同作用使直覆型厚硬頂板破斷產生超強動載，從而引起巷道發生沖擊失穩；現場實例表明，直覆型厚硬頂板初次破斷尺寸為58m，破斷釋放能量3.5×１107 J，傳遞至巷道的能量為8.9×105 J，周期破斷尺寸為28m，釋放能量為1.7×107 J，傳遞至巷道的能量為4.36×105 J，小于63上06沿空巷道臨 界沖擊能量1.25×106 J，表明常規條件下直覆型厚硬頂板初次破斷或周期破斷不會誘發巷道沖擊失移；提出了“工作面勻速或低速開采＋直覆厚硬頂板深孔爆破預裂＋強化超前支護”的綜合防控對策，并在煤礦現場進行了工業性試驗。研究成果可對類似工程地質條件下厚硬頂板直覆型沿空巷道沖擊失穩防控提供一定參考。

Abstract:

Abstract:

Abstract:

采用 FLAC3D軟件模擬分析了采空區礦柱的穩定性,發現充填治理采空區后,礦柱的穩定性顯著改善.首先采用挖機干式回采＋造漿后管道輸送的方式,將老尾礦庫尾礦與破磨后的礦石一同進入再磨流程;然后通過增加深錐濃密系統和混凝土拖泵提高尾砂利用率,增加充填距離,優化改造現有充填系統;最后采用環形中深孔爆破回采頂底柱,以切割天井為自由面深孔爆破崩落回采間柱,遙控鏟運機完成出礦.經過１a的現場工業試驗,老尾礦再選獲得 Au回收率為57％,年增凈利潤3471萬元;礦柱回采率為70％~80％,新增2.4萬t礦石量和97kg金屬量,新增利潤2965萬元,經濟效果顯著.

Abstract:

近年來,隨著淺部礦產資源的消耗殆盡,我國地下金屬礦山正向1500 m 以深以及年產1000 萬t/a以上深井大規模開采方向發展.提升系統是礦山深部開采所必需的關鍵設備,現有的豎井提升技術難以滿足我國深井大規模開采的需求.對摩擦式提升、多繩纏繞提升兩個主要深井大規模提升的關鍵理論與技術裝備研究現狀進行了綜述,并對各自技術優勢與特點進行了剖析,提出連續提升、通過采選充一體化減少提升量、降低提升載體的重量占比是未來應對深部大規模開采提升需求的重點研究方向和發展趨勢,以期為金屬礦山深井大規模開采的提升系統提供新的解決思路和方法.

Abstract:

分析了中國礦山安全中存在的問題,認為礦山生產環境、礦山技術設備和礦山生產管理是影響礦山安全的3個主要方面。提出運用先進的科學技術方法和建立健全高效的安全管理機制來加強礦山安全生產。

Abstract:

針對中金嶺南公司統計工作的難點,以及原有統計軟件單機運行、集成性差、工作效率不高的狀況,結合多元化經營的實際情況和精細化管理的要求,提出并設計開發了基于網絡的中金嶺南統計工作新平臺,從技術上和流程上為企業統計工作實現精細化管理提供了有力支持。

Abstract:

生產礦山的配礦環節受多種條件的制約，作者在考慮各種配礦受限條件的基礎上，用混合型整數線性目標規劃方法研究了用于露放和地下礦編制短期生產配礦計劃的數學模型，并論述了數學模型的解算方法。

Abstract:

半連續工藝系統因其環節數量多，環節之間的配合及設備類型對系統生產能力的影響甚大。本文主要研究半連續工藝系統中環節配合與設備選型的問題，以提高系統作業效率及總產出能力。

Abstract:

巷道工程的穩定是礦山生產的關鍵,巷道的變形破壞制約著礦山的生產,特別在高應力破碎軟巖礦區,這一問題尤為嚴重。針對金川礦區的復雜地質構造條件,對影響巷道工程穩定的客觀因素(地應力、地質構造、地下水、巖體時間流變效應等)和人為因素(開采擾動、爆破、巷道空間布置、支護方式等)進行了綜合分析,提出了巷道優化布置和支護的合理建議,為礦山進行合理的巷道工程設計和施工提供科學依據。

Abstract:

地形是區域自然環境的重要組成部分,數字地形分析為人們研究地表演化過程提供了全新的技術支持?；?∶10000比例尺DEM數據,在數字地形分析的基礎上,對平朔露天煤礦區原始地貌和人工堆墊地貌的高程-平面面積、高程-地表面積和地表水系結構進行了對比研究。結果表明,人工堆墊地貌較原始地貌高度增加20~100 m;面積隨著高程變化而變化,相同高程情況下人工堆墊地貌的表面積要比原始地貌大。人工堆墊地貌較原始地貌的面積在海拔1475,1425和1350 m處變化幅度大;礦區地貌景觀特征發生了巨大的變化,人工堆墊地貌呈塬面水平梯田形,頂上平坦,坡面為凸形;人工堆墊過程引起原始地貌地表水系的自相似性遭破壞,人工堆墊地貌出現了環形和放射狀水系,現代水系格局尚未定型。

Abstract:

從礦產資源開發利用的背景、方式與效應等方面,比較了我國西部與國外落后地區礦產資源開發利用的相同和不同之處,并得出對西部礦產資源合理開發利用的啟示。

Abstract:

為了加快地下礦山建設速度，擴大開采規模，提高經濟效益，我國有色、冶金、黃金和化工等系統的眾多地下礦山采用了進口或國產鏟運機共900余臺進行采場出礦和掘進出碴。在所使用的鏟運機中，有64％為進口產品，不僅價格昂貴，且因關鍵件未國產化，無備件來源，導致數百臺報廢。80年代中期以來，長沙礦山研究院與有關企業合作，先后研制成功幾種斗容2m3以下質量較好的小型鏟運機，占領了國產鏟運機70％以上的市場，解決了過去鏟運機主要依靠進口的局面。但是，隨著我國無軌礦山規模的擴大，原使用斗容2m3以下的小型鏟運機已不能滿足生產需要…

Abstract:

針對"U"型通風工作面采空區上隅角容易積聚瓦斯,以滲流理論為基礎,根據氣體擴散定律和質量守恒定律,建立了頂板走向鉆孔抽放采空區瓦斯流場模型。在Visual-Basic6.0平臺上,利用工程軟件SURFER模擬了抽放鉆孔周圍瓦斯壓力場。結果表明,煤體自身所具備的條件和抽放瓦斯的技術條件是影響瓦斯抽放量的主要因素,采取諸多因素相結合的切實可行方案,頂板走向鉆孔抽放采空區瓦斯可以取得良好的效果,在技術上是可行的。

Abstract:

本文從安全開深度的概念出發，分析了安全開采深度與開采厚度及建筑物的臨界變形之間的關系，獲得了安全開采深度的確定方法，這對確定是否采取地下開采保護措施和地面建筑物保護措施，具有重要的指導作用 。

Abstract:

考察了不同碳鏈長度的胺類捕收劑對異極礦、石英、白云石和褐鐵礦浮選行為的影響,討論了胺的碳鏈長度對捕收異極礦的影響。結果表明,在pH為9~11的條件下,異極礦的浮選回收率最高,胺對異極礦的選擇性隨著脂肪胺碳鏈長度的增加而增加,其中,十八胺對異極礦具有較好的捕收能力和選擇性。

Abstract:

對巖體斷裂控制爆破方法進行了歸類，總結和分析了常用方法的斷裂控制機理，討論了實現斷裂控制爆破的參數和應用效果，指出巖石斷列控制爆破的發展前景廣闊。

Abstract:

根據金翅嶺金礦4號礦體的開采技術條件，首先初選4種采礦方法，通過技術經濟綜合比較淘汰劣勢明顯的方法，對其它方法，應用模糊數學方法，量化影響采礦法選擇的指標，建立模糊評判矩陣，最后選擇出最佳的采礦方法為下向人工假頂中央天井分層進路空場法。

Abstract:

在銅綠山礦井下殘留礦柱回采中，采用超前拉槽、分次落礦、梯段式推進等新穎獨特的采礦工藝技術，圓滿地解決了殘礦回收過程中技術與經濟難于統一的問題，取得了良好的技術效果和顯著的經濟效益。該項技術具有很高的借鑒價值和廣闊的推廣應用前景。

Abstract:

礦區生態系統健康預測模型是礦區生態系統健康評價理論的重要組成部分,是實現礦區生態系統健康管理的有效途徑。結合礦區復合生態系統的特點,建立了研究礦區生態系統健康灰色預測模型,并對研究礦區進行了預測。結果表明:研究礦區的生態系統健康狀況呈下降趨勢,應加強礦區生態系統的管理和調控,以促使其向良好的方向發展。

Abstract:

葉綠素濃度往往是植物營養脅迫、光合作用能力和植被發育階段的良好指示劑。對不同程度銅脅迫下玉米的"紅邊"變化規律的研究表明:隨著銅脅迫程度的不斷加深,"紅邊"波長位置有規律地沿著波長軸不斷向藍光方向移動;葉綠素濃度與其"紅邊"波長位置之間有著極強的線性相關關系。在分析的基礎上,建立了基于"紅邊"波長位置的葉綠素濃度回歸模型,其復相關系數(R2)達到0.884為植被受重金屬污染時開展高光譜遙感監測研究打下了堅實的基礎。