矿业研究与开发杂志

矿业研究与开发杂志2021年第4期

• 急倾斜复杂薄矿体高效采矿法技术研究

  齐发富,李学锋,宋子贺,刘华

  凤凰山银矿的矿体属于产状复杂的急倾斜薄矿体,原 采用浅孔留矿法开采,存在生产能力低、安全条件差等问题. 在结合生产现状和矿体开采条件的基础上,依据生产能力、 损失率、贫化率等指标情况,对分段空场嗣后充填采矿法、天 井采矿法、盘区机械化充填法、中深孔留矿法４种采矿法进 行比较分析,选取具有明显优势的分段空场嗣后充填采矿法 作为试验方案,并在该矿１８０ m 中段ⅠＧ①矿体进行工业开 采试验.试验结果表明,与原浅孔留矿法相比,分段空场充 填法的采场生产能力提升了３倍,采矿综合回采率提高了 ７％,矿石综合贫化率降低了５％,取得了良好的开采效果.

• 海下矿体充填开采安全性数值模拟研究

  周玉成,郭利杰,吴姗

  海下矿体开采技术与安全要求高,开采过程中的海水 渗漏可能造成井毁人亡的重大安全事故.以三山岛西南翼 矿段为研究对象,应用 FLAC３D对该矿段开采过程的安全性 进行模拟分析,并结合现场调查对西南翼矿段进行安全性评 价.研究结果表明:１３１线区域由于矿柱的存在,稳固性好, 安全性较高;１２５线及１４３线区域随着开采过程中拉应力增 加,上盘均产生较大的塑性区,稳固性较差,安全性较底,建 议及时对该区域采空区进行充填处理.

• 两步骤上向水平分层充填法采场宽度优化研究

  李江,张润达,朱晨迪

  山东招远大尹格庄金矿的点柱式上向水平分层充填法 存在矿石损失率大的问题,而且在矿山进入深部开采后,地 压逐渐增大,造成部分矿房回采过程出现大面积的冒落及部 分矿柱压裂破坏,资源回采困难、作业安全风险高.综合考 虑大尹格庄金矿床的开采技术条件,在保证矿山安全生产的 前提下,为尽可能减少采矿过程中的矿石损失,降低安全生 产的风险,选择采用盘区交错式上向水平分层充填法.为保 证采场稳定性,采用数值模拟的手段对该方法的采场宽度进 行了优化研究,计算并分析了９种方案的采场围岩应力、顶 板下沉位移及开挖后塑性区分布,最终确定一步骤采场宽度 为７m~８m,二步骤采场宽度为６m~７m,在生产过程中, 矿岩稳固性较好时,取大值;稳固性差时,取小值.

• 极软弱破碎滑石矿下向分层壁式充填采矿法

  曹易恒,尹贤刚,李向东,欧任泽,李永辉

  以某滑石矿崩落法转充填法为工程背景,提出下向分 层壁式充填采矿法,通过构筑人工假顶,沿进路长度方向架 设侧部充填挡墙,使得相邻待采进路的一侧为充填体,保证 了下向采矿过程中单向连续进路回采的安全,并在挡墙内侧 和进路采空区底部铺设防水尼龙布,避免充填料浆渗漏降低 滑石白度,影响销售价值.该方法实现了滑石矿安全、低贫 损无污染开采,可为类似矿山开采提供借鉴和指导.

• 某铜矿中深孔试验采场空区探测及可视化分析

  陈寅,崔松,张驰,潘桂海

  某铜矿中深孔分段采矿法的试验采场尺寸较原进路采 矿法采场的尺寸显著增大,导致矿房回采边界控制难度增 加,且充填体下采矿使回采工作面顶板的稳定性受爆破扰动 的影响较大.采用 BLSSＧPE空区探测系统对该铜矿试验采 场开展了多次现场扫描,得到了不同出矿阶段的采空区三维 实体模型,并与采场设计模型进行了真实坐标复合,分析了 爆破后空区边界与设计边界的重合关系,评价了爆破实施效 果;分析了不同出矿阶段的采空区顶板和两边帮的位移,验 证了中深孔回采工艺在该矿山的适用性,为后期中深孔采矿 方法在该矿山的推广应用奠定了基础.

• 采空区瓦斯高位定向长钻孔抽采技术研究

  许石青,余婕,田世祥,马瑞帅,伍小沙,苏伟伟

  为了降低采空区瓦斯异常涌出风险,实现采空区瓦斯 高效抽采,基于高位长距离定向钻孔技术对采空区高顶裂隙 瓦斯进行抽放,以期实现采空区瓦斯有效治理.运用理论计 算和数值模拟相结合的方法,对盘江煤矿２３１２５工作面２３２ 石门钻场采空区垮落带、裂缝带范围进行确认,并以此范围 为参考对高位定向钻孔进行优化设计与现场试验验证.结 果表明:优化后的垮落带、裂缝带位置可以实现长距离定向 高效抽采采空区瓦斯;单孔瓦斯抽采浓度最大为６３％,平均 瓦斯抽采浓度为４０％~５５％,抽采一定时间后采空区瓦斯 显著下降,下降率为１７％左右.

• 不同倾角矿体地下开采采场覆岩破坏失稳研究

  杨舜,李小双,刘志芳,耿加波,饶昱贝

  地下采场围岩及覆岩稳定性是影响矿山安全生产的主 要因素之一.为探索地下开采过程中不同倾角矿体采场覆 岩的破坏失稳特征,采用 PFC２D软件建立倾角２０°和５０°矿体 模型,模拟分析开采过程中采场覆岩的内部应力变化和裂隙 扩展规律,并与相似模型进行对比,结果表明:(１)两种矿体 模型在分步开挖过程中,开采空间较小时,覆岩均会经历卸 荷 回升 波动 稳定４个阶段,但倾角越小,离采场相同距 离覆岩处内部应力稳定时间越长,越容易发生二次卸荷;(２) 开采空间较小时,对应顶板围岩和邻近覆岩产生少量微裂 隙,且裂隙扩展呈拱形,有贯通采场上端和下端的趋势.多 步回采之后,各采场围岩及覆岩之间的裂隙相互贯通,并逐 步向地表扩展,并导致采场失稳;(３)矿体模型倾角越小,覆 岩受拉区域越大,受拉作用也更明显,导致更多裂隙的产生, 裂隙的扩展速率越快,贯通也越快,倾角２０°模型开采对围岩 及覆岩的稳定性影响更大.该研究结果可为地下开采过程 中矿山开采地压控制、采场失稳和采空区塌陷等技术难题提 供理论参考.

• 梅山铁矿采场爆破粉尘运移规律数值模拟研究

  蒋宜宸,金龙哲,王天暘

  为探究巷道型采场爆破粉尘排出采场的运移规律,以 梅山铁矿－３３０m 水平某巷道型采场为基础,采用数值模拟 方法研究爆破粉尘在采场中的运移规律.研究结果表明:采 场风速在竖直断面上的分布呈现“两侧高、中间低、进风大于 出风,迎头附近几乎无风”的规律.爆破后６００s内,粉尘浓 度迅速下降.爆破粉尘在水平方向上的扩散明显受风流场 影响,采场上部的粉尘扩散速度大于下部的粉尘,下部风流不 畅,采场底部的粉尘浓度长时间高于上部粉尘浓度,有时会出 现靠近迎头的一隅直至排尘结束仍存在小团粉尘无法排出的 情况.由此提出联通巷风速为２m/s、３m/s时最有利于爆破 粉尘的排出,增加附壁风筒可避免粉尘在迎头处沉积.

• 基于复合搅拌结构的充填料浆流场数值模拟研究

  栾黎明,寇云鹏,张军童

  在矿山充填工艺流程中,多通过强制搅拌来促进胶凝 材料分散并提高料浆的流动性,搅拌效果对充填质量有重要 影响.利用流体仿真软件对一种新型立式搅拌机的充填料 浆内部流场进行了模拟,验证了“双层叶轮＋螺带”复合型搅 拌结构的效果.研究结果表明,叶片最佳安装角度为６０°左 右,相对于单纯增大叶片尺寸,采用复合型搅拌结构可以使 搅拌机内充填料浆的对流运动更加高效,有效消除了搅拌低 效区,满足充填料浆的连续制备要求.

• 掺橡胶颗粒充填体的损伤模型建立与试验研究

  王永岩,崔立桩,于卓群,王勇,黄飒

  针对如何处理废弃尾砂和废旧橡胶,提出在尾砂中掺 入橡胶颗粒用于矿山充填.借助损伤力学,运用 Weibull统 计分布理论,建立了含橡胶颗粒充填体的损伤本构模型和损 伤演化方程,探究了含橡胶颗粒充填体受荷损伤演化规律; 通过掺入橡胶颗粒的干燥和潮湿两种充填体试样开展了无 侧限压缩试验,结果表明:所建含橡胶颗粒充填体损伤本构 模型理论曲线与试验曲线高度吻合,验证了模型的正确性; 掺入橡胶颗粒会增加充填体的塑性,提高其峰值后应力,且 在潮湿充填体中塑形更加明显,但含橡胶颗粒充填体在获得 较好延展性的同时,也会牺牲一定的强度;橡胶颗粒在潮湿 充填体中会加剧损伤演化过程,在干燥充填体中会削弱受荷 损伤的积累.

• 某矿不同级配尾砂高浓度料浆流变特性研究及优化

  李广波,盛宇航,宋泽普,朱庚杰

  充填料浆的流动性是实现尾砂高浓度胶结充填的基 础,而尾砂级配则是影响料浆流变特性的重要因素之一.为 了探究尾砂级配与料浆流变特性的关系,首先对人工配制的 不同级配尾砂进行粒径分析,并得到相应的特征粒径;开展 了不同级配尾砂的流变特性试验,分别从直观和微观角度研 究了级配对料浆流变特性的影响规律及其机理,并对其进行 优化.结果表明:该矿不同级配尾砂料浆的流变特性符合 Bingham 模型,料浆中细砂掺量与料浆的屈服应力和塑性黏 度存在指数增长关系,其最佳配比为－７４μm 占比４０％.根 据试验结果进行了充填工艺的技术改造,优化实际充填的尾 砂级配,实现了安全高效开采.

• NBPT优化微生物固化尾砂效果的试验研究

  贾林峰,伍玲玲,胡林,田亚坤,郭要辉,章求才,贺桂成,张志军

  为解决微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)过程中碳酸钙 分布不均匀的问题,使用脲酶抑制剂 NBPT 优化 MICP,即 在微生物注浆加固过程中短期抑制目标区域生成 CaCO３ 的 速率,使试样内 CaCO３ 的分布更均匀.与未加 NBPT 的试 样对比,当添加１％的 NBPT 时,巴氏芽孢杆菌生长迟滞期 延长了８h;当抑制剂含量为１．５％、３％时,生长迟滞期分别 延长了２０h、４８h.微生物注浆加固过程中添加 NBPT 后, 黏聚力和内摩擦角分别提升了８．２２％和４．１０％.

• 溜井储矿段储料缓冲性能离散元模拟研究

  吴晓旭,马驰,路增祥,曹朋,董红卫

  为探究储料对溜井卸矿冲击的缓冲特性,采用离散元 方法分析溜井卸矿冲击作用下储料缓冲过程,探究储料高度 对储料缓冲效果、溜井侧壁受力特征的影响,引用缓冲率确 定在当前溜井结构、矿岩粒径分布下的临界储料高度值.研 究表明:(１)卸矿冲击作用下储料上部矿岩激烈碰撞,排列重 新分布,分散、衰减了大部分冲击力;储料下部冲击力主要沿 着初始力链网络传递,矿岩排列不变,摩擦阻力抵消了部分 冲击力;(２)在指定颗粒粒径级配、储矿段直径(６m)等条件 下,储料临界高度值是７m;总体上,储料缓冲效果随储料高 度增加而变好,当储料高度低于７m 时,储料缓冲效果受储 料高度改变影响明显,当储料高度高于７m 时,储料缓冲效 果受储料高度改变影响较小;(３)井壁冲击力峰值随着储料 高度、D 值(所测井壁与储料面的距离)增加而降低.在距离 储料面一个临界储料高度范围内,井壁冲击力降低速度较大, 在该范围外,降低速度较小;(４)结合研究结果,在合理储料高 度和卸矿、放矿管理３个方面提出了合理利用储料缓冲性能 的具体措施,对矿山生产实践具有一定的指导意义.

• 近距离煤层群重复采动覆岩破坏规律分析研究

  梁勇,薛彦平,胡胜勇

  以阳煤一矿近距离煤层群为研究对象,通过二维物理 相似材料模拟试验的方法,对近距离煤层群重复采动情况下 覆岩破坏及裂隙发展规律进行分析.结果表明:１２＃ 煤层周 期来压步距 平 均 为 １８cm,１５＃ 煤 层 周 期 来 压 步 距 平 均 为 １４．５cm,下行开采条件下,下煤层回采周期来压步距小于上 煤层回采周期来压步距.１２＃ 煤层模拟回采垮落带高度为８ cm,裂隙带最大高度为４０cm,１５＃ 煤层模拟回采垮落带高 度为１７cm,裂隙带最大高度为１１６cm.相关研究结论可为 相似条件煤层覆岩破坏研究提供参考.

• ２Ｇ羧乙基苯基次膦酸抑制煤自燃特性研究

  孙萌,王福生,王建涛,寇雅芳

  为了研究２Ｇ羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)对煤自燃特 性的影 响,制 备 原 煤 样 及 阻 化 剂 浓 度 分 别 为 ５％、１０％、 １５％、２０％的阻化煤样,采用程序升温 气相色谱仪联用试 验,对比分析了４种不同浓度阻化煤样在自燃氧化过程中生 成的 CO 浓度随温度变化曲线,得到最佳阻化剂浓度.结合 同步热分析试验,对比分析原煤样和最佳阻化煤样的热失重 特性及放热特性,分析 CEPPA 的阻化效果.程序升温氧化 试验结果表明:加入浓度为１５％的 CEPPA 的煤样在升温过 程中 CO 浓度最小,此浓度抑制煤自燃效果最佳.同步热分 析试验结果表明:浓度为１５％的 CEPPA 可提高煤自燃的特 征温度(干裂温度、着火温度和燃尽温度等),最佳阻化煤样 的 DSC 曲线的拐点处数值明显滞后,总放热量较原煤减少 １０４．８３J/g.

• 大倾角沿空留巷承载特性及控制研究

  熊钰,孔德中,吴桂义,李强,浦仕江

  针对大倾角煤层开采沿空留巷采空区垮落矸石滚动下 滑,刚性支护体往往会受到挤压、滑动等问题,采用数值模拟 方法分析了大倾角工作面围岩的应力分布、塑性区范围及位 移规律.结合理论计算,得出刚柔结合的支护体系更适用于 大倾角工作面沿空留巷的结论,并结合工程实践对试验巷道 进行监测.研究结果表明,大倾角工作面上部应力呈拱形分 布,且随着煤层角度的增大,拱顶越向上端头移动,工作面上 部应力释放区范围也越大,说明上端头应力可以得到及时释 放,工作面顶板垂直位移具有非对称分区性,中、上部区域顶 板垂直位移量远大于下部顶板垂直位移量;采用挡矸网及支 柱刚柔结合的方法,对冒落矸石进行胶结充填,最终留巷效 果显著,顶板 上 部 位 移 量 最 大,为 ２７８ mm,钢 筋 网 最 终 呈 “C”字型,中部变形量最大,为３４３mm,巷道上帮锚索受力 大于下帮锚索,最大值为２４ MPa,监测数据表明,巷道稳定 性良好,可满足实际工程的需要.

• 类岩体结构面峰值剪切强度尺寸效应分析

  陈世江,高臻炜,谷运峰,姬长兴

  由于岩石力学试验不可重复性的缺点,在室内开展岩 体结构面峰值剪切强度尺寸效应试验存在很大的困难.鉴 于此,采用三维扫描技术获取结构面形貌数据,而后应用３D 打印技术制作结构面模具,在此基础上,浇注一批大小不同 的结构面试件,经养护后进行了４级法向力下的直剪试验. 最后,应用 PFC２D软件进一步开展了结构面剪切强度尺寸效 应数值试验.结果表明:(１)三维扫描和３D 打印技术是实 现室内结构面剪切强度尺寸效应试验的有效方法;(２)随着 结构面尺寸增大,其峰值剪切强度先增大而后减小,亦即结 构面峰值剪切强度既存在正尺寸效应,也存在负尺寸效应; (３)３个不同类型的 Barton标准剖面线的直剪数值试验表 明,结构面粗糙类型不同,其尺寸效应特征有所区别,亦即结 构面峰值剪切强度尺寸效应特征与其粗糙程度有关.

• 复合顶板条件下综采工作面覆岩破断及应力变化规律研究

  张钰,王沉,杨帅

  针对山西晋能集团常顺煤矿９１０８工作面复合顶板稳 定性控制的技术难题,通过采用理论分析、物理模拟及现场 实测等研究方法,建立了工作面复合顶板覆岩破断分析的力 学模型,理论分析了复合顶板条件下综采工作面顶板的破断 规律以及矿压显现规律.理论分析结果表明:９１０８工作面 复合顶板极限垮落步距为３５．２１m,复合顶板周期来压步距 为１４．３７m.相似模拟结果表明:９１０８工作面复合顶板平均 周期来压步距为１８．４m,复合顶板初次垮落步距为３１．５m;复 合顶板的破断主要以拉伸破坏为主.数值模拟结果表明: ９１０８工作面复合顶板主要变形破坏步距处于３０m~４０m. 现场实测结果表明:９１０８工作面复合顶板的初次垮落步距 为３２m,周期来压步距为１７m.现场实测的结果与理论分 析、相似模拟、数值模拟的结果相吻合,验证了理论分析、相 似模拟与数值模拟结果的合理性.研究结果揭示了９１０８工 作面复合顶板条件下综采工作面覆岩破断规律,可为常顺煤 矿９１０８工作面安全高效开采提供技术参考.

• 初始损伤下砂岩的破坏与声发射特性研究

  朱永刚,詹作泰,傅昱,于洋

  为研究隧道爆破开挖过程中,围岩在循环冲击荷载作 用下产生的损伤对隧道稳定性的影响,利用受损伤后的砂岩 进行单轴压缩试验,并辅以声发射设备进行全程监控,研究 不同损伤因子下砂岩的强度特征、声发射特性以及破坏模 式.研究结果表明:岩石损伤因子大小与抗压强度呈现负相 关特征,在已知未受损伤岩石的抗压强度下,通过损伤因子 能预测损伤岩石的抗压强度的大小;损伤因子在０~０．３时, 声发射事件数在应力峰值附近产生;损伤因子在 ０．３~０．７ 时,声发射事件数峰值提前于应力峰值产生;无初始损伤的 砂岩在受压时内部新形成的损伤分布较均匀,而带有初始损 伤的砂岩则主要沿已有的裂纹继续发育;随着损伤的加大, 岩石破坏由劈裂破坏向剪切破坏转变.

• 风速对突出瓦斯气体逆流运移的影响研究

  曲日红,韦善阳

  为研究突出瓦斯气体在巷道中受风速影响的逆流运移 过程,确定井下突出瓦斯气体运移数学模型,以贵州某煤矿 一段井下贯通巷道为原型,运用 Fluent软件建立几何模型, 设定相同工况下,模拟不同风速对突出瓦斯气体逆流运移过 程的影响,分析不同时间、不同测点下瓦斯浓度峰值的变化 情况,并以鸿辉煤矿为例进行现场验证.研究结果表明:发 生突出后巷道内存在瓦斯逆流现象;瓦斯气体在巷道内的影 响范围均随着传播距离的增大而增大,瓦斯浓度峰值随时间 呈幂函数下降;风速越大,瓦斯气体排出巷道越快,瓦斯浓度 峰值越小,距突出点越远,瓦斯浓度到达峰值越慢;经现场放 炮验证,模拟结果符合实际.

• 基于改进 AHPＧSPA的煤矿瓦斯爆炸风险评价

  汪圣伟,李希建,代芳瑞,胡贝

  为了合 理 进 行 煤 矿 瓦 斯 爆 炸 风 险 评 价,利 用 事 故 树 (FTA)、层次分析法(AHP)和集对分析法(SPA),考虑人为 因素、管理因素、环境因素、设备因素４个方面,选取违章爆 破、采空区瓦斯涌出、煤炭自燃、机器防爆失效等２２个指标, 建立了瓦斯爆炸风险评价模型,并通过实际案例验证该模型 的精度.研究表明:基于改进 AHPＧSPA 的瓦斯爆炸风险评 价等级为基本安全,与实际案例评价相符;设备因素和管理 因素是瓦斯爆炸发生的主要原因,其次是人为因素,环境因素 影响最小;对瓦斯爆炸风险影响较大的二级指标包括:人员违 章爆破、吸烟、采空区瓦斯涌出、机器防爆失效、电器短路.

• 基于 AHPＧDEMATEL的煤矿安全管理水平评估研究

  李红霞,张嘉琦,陈磊,樊恒子

  为科学、合理地评价煤矿安全管理水平,结合煤炭行业 特点,从安全管理理念及文化水平、矿工安全水平、机械设备 安全水平、安全教育培训水平、管理信息系统水平５个层次 构建煤矿 安 全 管 理 水 平 评 价 指 标 体 系.运 用 层 次 分 析 法 (AHP)、决策试验与评价实验室(DEMATEL)两种方法对 影响煤矿安全管理水平的因素进行综合分析计算,解决了指 标单一赋权不足的问题.结果表明,安全行为文化、矿工安 全意识、安全开采技术３个因素对煤矿安全管理水平的综合 影响度较高,其中矿工安全意识综合影响度达到０．１７２５,影 响最为显著.

• 浮选法提纯低品位菱镁矿研究进展

  刘秉锋,郭小飞,代淑娟,苏馨

  简述了我国菱镁矿资源的特点,介绍了菱镁矿常见的 浮选工艺流程,着重评述了近年来菱镁矿浮选提纯在浮选药 剂、浮选交互影响理论和分子模拟技术方面的新成果.分析 表明,针对浮选工艺流程的设计优化与高选择性阳离子捕收 剂的研发可实现低品位菱镁矿的高效分选;浮选交互影响理 论与分子模拟技术为探究菱镁矿浮选体系下的药剂与矿物 的吸附作用本质开辟了新路径.指出未来应重视绿色环保 选矿工艺及浮选药剂的研发,同时借由分子模拟技术促进菱 镁矿浮选理论体系的不断完善,提高低品位菱镁矿资源的利 用效率.

• 云南某铅锌矿选矿试验研究

  罗帅,刘全军,杨绍晶

  云南某铅锌矿原矿铅品位为１．０９％,锌品位为６．０２％. 其中锌主要以硫化矿的形式存在于矿物中,铅主要以氧化矿 的形式存在.为了合理高效回收其有用元素,开展了选矿试 验研究.原矿经过磨矿后,采用“一粗三精三扫”的浮选选锌 试验流程和尾矿重选抛尾后再浮选铅的试验流程,得到了铅 品位３１．８５％,回收率为４０．１８％的铅精矿;锌品位５１．８９％, 回收率为８４．９６％的锌精矿.

• 全尾砂最优絮凝剂遴选与絮团核磁共振分析

  杨子龙,谭玉叶,付建新,郑迪,王煜

  根据三山岛金矿的全尾砂特性,开展全尾砂静态沉降 试验和添加不同分子量絮凝剂的絮凝沉降试验,以澄清液面 高度和沉降速度为评价指标,选出最优絮凝剂.并通过核磁 手段分析不同沉降高度下尾砂絮团(与上清液接触部分絮 团、量筒底部絮团和两者之间夹层絮团)的孔隙度和孔径分 布差异,探究絮团的孔隙结构特征.结果表明:加入 ZYZ絮 凝剂的尾砂浆沉降效果最优;不同沉降高度下絮团颗粒的孔 隙度和孔径分布也有所差异;随着沉降高度增大,越接近底 部的絮团颗粒孔隙度越小,小孔径颗粒分布占比越大;自然 沉降的沉降速度和沉降澄清高度都小于絮凝沉降时的相关 参数,且自然沉降后尾砂浆的孔隙度要远小于絮凝沉降中絮 团颗粒的孔隙度.

• 不同类型絮凝剂对超细尾砂浓密性能的影响

  郭佳宾,王洪江,田志刚,杜向红

  为加快超细尾砂絮凝沉降速度,降低上清液浊度,寻求 一种絮凝剂选配规律.以某铅锌矿超细尾砂和不同种类絮 凝剂(PAM)为试验原料,进行了室内静态浓密试验,分别对 絮凝剂离子型和絮凝剂分子量对于絮凝效果的影响进行了 研究,通过试验得出了超细铅锌尾砂絮凝过程中的絮凝剂选 配规律.试验结果表明:在超细铅锌尾砂絮凝过程中,絮凝 剂的絮凝效果为非离子型＞阳离子型＞阴离子型,非离子型 絮凝剂浓密效果较阴离子型提升６６．３％;随着絮凝剂分子量 的增加,上清液浊度降低;当絮凝剂分子量由１０００万增长至 １６００万时,尾砂颗粒沉降速度增快,底流浓度减小,浓密效 果提升１２％;当絮凝剂分子量继续增长至２０００万时,过大 的絮凝剂分子量会导致沉降速度变慢,底流浓度更小.

• 全方位球磨机行星盘转速对介质运动的影响研究

  艾闻博,刘红梅,陈宇峰,张健

  为提高全方位行星球磨机的研磨效果,利用离散元软 件(EDEM)建立了仿真模型,对给定磨罐自转速度、不同行 星盘翻转速度下的研磨介质碰撞运动进行了仿真模拟,得到 最大碰撞力均值和总碰撞能量损失的变化情况.结果表明, 全方位行星球磨机工作时磨罐内介质运动状态随行星盘的 翻转发生周期性变化,介质间的研磨作用大于冲击破碎作 用,较优的行星盘翻转速度为２r/min.

• 深海采矿 Y形输送管内颗粒流动状态研究

  余新鹏,关英杰,胡琼,吉成才,王建华

  针对深海采矿输送试验过程中 Y 形管内流场复杂,存 在矿石泄露风险等问题,对不同输送工况下 Y 形管内的连 续相流场和颗粒场进行了分析.应用 CFDＧDEM 方法,对 Y 形管的清水工况和两相流工况进行数值模拟计算,得到了管 内的压力分布、单颗粒运动特性和颗粒群运动特性.对比分 析了颗粒群对压力分布的影响规律.结果表明,Y 形管内的 压力分布受到弯管曲率和入口流量分配的影响;单颗粒在弯 管内贴壁面流动,且因受到上升流的作用而向上偏移,当上升 流的流速较低时,颗粒会撞击底部管道壁面;颗粒群输送过程 中,当上升流流速不足时,颗粒将通过底部管道流失,颗粒流 的存在导致 Y形管内的低压旋涡区强度和尺度均减小.

• 事件驱动的露天矿卡车油耗在线监测系统

  田凤亮,孙效玉,顾晓薇,咸金龙

  针对露天矿卡车油耗监测不灵活的问题,设计了一种 事件驱动的卡车油耗在线监测系统.系统依托于传统卡车 调度系统,提出了一种事件驱动的卡车状态转移模型,在融 合了卡车发动机、定位以及举升信息的基础上,给出了各个 状态发生转移所需的触发事件,在状态结束后给出卡车在该 状态下的油耗情况;结合道路信息,采用距离道路匹配模型 对轨迹点进行道路匹配,对卡车轨迹进行道路匹配后,进一 步监测卡车在不同道路上的油耗情况.现场检验结果表明: 在基础数据采样周期为１s的条件下,油耗计算结果更新的 延迟时间可以控制在２s以内.

• 高炉渣离心粒化图像颗粒分割研究

  胡凤超,黄友亮,王凯,战胜,仪垂杰

  高炉渣机械离心粒化过程中,基于图像识别的颗粒分 割是实现粒径实时检测的关键因素.针对于高炉渣图像颗 粒黏结而给测试带来困难的问题,在对图像做去噪处理后, 结合改进的分水岭算法做颗粒分割,实现了黏结颗粒的准确 分割.针对分水岭算法缺陷,结合积分图像的快速算法,对 颗粒图像做局部阈值的二值化处理,并由形态学做细节弥 补,采用了基于形态学重构距离图像算法以改进分水岭算法 来分割颗粒图像,提高了处理效率,同时抑制了过分割现象, 并准确地分割了黏结颗粒的图像,该算法为准确快速提取颗 粒的特征参数奠定了基础.

• 基于主客观赋权 VIKOR法的煤矿智能化评价研究

  伍小沙,田世祥,袁梅,马瑞帅,林华颖

  我国煤矿智能化相关标准和规范尚未完善,构建煤矿 智能化评价指标体系成为智能化建设研究的重点.为克服 单一赋权法的缺陷,从运输、工业视频监控以及瓦斯抽采子 系统等９个方面建立煤矿智能化评价指标体系,运用改进 G１法和 CRITIC法分别确定各个指标的主客观权重,并将 主客观权重进行综合得到组合权重.引入 VIKOR 评价模 型,综合考虑群体效益值和个体遗憾值,使评价结果更为准 确,并运用该模型对煤矿智能化程度进行综合评价.结果表 明:VIKOR评价模型可以同时考虑群体效益值与个体遗憾 值,使得最后的评价值更为准确;该综合评价模型的评价结果 与煤矿实际的智能化程度相符,验证了该评价模型的可行性.

• 我国东部资源型城市转型对新疆矿业类城市可持续发展的启示

  张盈，张寿庭,张振国,王兆生,姚纪明

  资源型城市是区域经济的支柱,其发展通常伴随着所 依托资源的枯竭而衰退,并产生环境破坏、产业失衡、失业加 剧等问题.在西部大开发和丝绸之路经济带建设等重大决 策的影响下,新疆经济迎来前所未有的发展机遇期,以矿山 开采为支柱产业的城市蓬勃发展.在深度调研的基础上,以 辽宁阜新、河北唐山、河南焦作为例,深度剖析矿业城市转型 过程中经验及教训,结合新疆矿业城市的特点与现状,建议: 准确定位、整体规划、突出产业优势;以核心产业为依托,全 面发展,延伸产业链;发挥区位优势,引领区域经济发展,挖 掘城市服务业潜力;立足绿色矿山建设,采用新技术,发展新 产业;扶持除国有大型企业之外的新经济形式,从而促进新 疆矿业城市的可持续发展.

• 长江经济带矿业绿色发展空间格局与驱动机制研究

  柳晓娟,侯华丽,武强,田欣,吴尚昆,黄洁

  矿业绿色发展是落实生态文明建设的重要内容.采用 基于“压力 状态 响应”模型的矿业绿色发展评价指标体系 和综合指数法,测算并分析了长江经济带各省份矿业绿色发 展分布及其内外驱动因子,构建了长江经济带矿业绿色发展 驱动机制框架.结果表明:长江经济带矿业绿色发展的区域 分布呈现由西至东逐渐增高的趋势,矿业绿色发展状态指数 最高,响应指数最低;东部地区矿业绿色发展的内在驱动因 子是生态环境压力、环境保护水平和政策响应,中部地区是 矿业发展压力和生态环境压力,西部地区则受到多重内在驱 动因子的制约;经济发展、城镇化、产业结构、科技创新、对外 开放、市场化是提升长江经济带矿业绿色发展的外部影响因 素;建议针对东、中、西部地区发展不均衡性,从降低矿业绿 色发展压力、提高矿业绿色发展状态和响应水平方面提升矿 业绿色发展水平.