矿业研究与开发杂志

矿业研究与开发杂志2021年第5期

• 分步骤交错式上向分层充填采矿法

  杨宁,,尹贤刚,林卫星,,欧任泽,

  针对倾角处于２０°~３０°,厚度在１０m~１５m 范围内的 缓倾斜中厚不稳固难采矿体,用进路法可以安全开采,但充 填时频繁的接顶严重影响产能,分层充填开采效率虽高,但 人员设备的安全无法保障.通过研发分步骤交错式上向分 层充填采矿法,巧妙地将分层和进路两种方法结合在一起, 既能发挥分层开采生产能力大的优势,又使进路开采后的充 填接顶工作的安全得到很大程度的保障.现场应用结果表 明,该方法通过分层和进路两种不同的开采手段交错式布 置,既遵守了安全采矿原则,又确保了矿山产能,单采场综合 采出能力达到１１３t/d,贫损指标均得到良好控制,贫化率为 ７．８％,损失率为５．４％.

• 基于博弈论组合赋权 TOPSIS法的采矿方案优选模型及应用

  唐晓灵,林敏,刘雷磊

  采矿方案的优化选择是矿山企业中最重要的决策之 一,为了解决某银矿急倾斜破碎中厚矿体的采矿方案优选问 题,提出基于博弈论组合赋权 TOPSIS法的方案优选模型, 对４种初选采矿方案进行优选.首先从经济性、技术性和安 全性３方面综合选取１０个评价指标,构建评价指标体系;然 后通过博弈论将 G１法和熵权法获得的主客观权重进行组 合得到综合权重;最后利用 TOPSIS的方法计算４个初选方 案的相对贴近度分别为０．８７１,０．６４９,０．１３２和０．４２３,则方 案一为最优采矿方案,与工程实际相符,说明该评价模型对 矿山采矿方案优选具有一定的指导意义.

• 深部煤层超高水充填开采采动控制效果研究

  任帅,王方田,李少涛

  深部煤层开采时,“三高一扰动”的赋存环境易导致地 表塌陷、矿压显现剧烈,引发冲击地压等采动灾害,影响地面 建筑物安全及矿区生态环境.为解决深部煤层开采时出现 的采动损害,采用超高水充填开采技术进行治理,通过数值 模拟和现场试验对超高水充填开采采动控制效果进行研究. 结果表明:与垮落法开采相比,超高水充填开采充填率越高, 采动损害控制效果越好.当充填率达到９０％时,地表累计 最大下沉量为 ０．１９８ m,液 压 支 架 来 压 时 最 大 工 作 阻 力 为 ３５．１MPa,平均周期来压步距为３５．６m,煤层中积聚能量最 大为６４５６．５４J.深部煤层超高水充填开采时地表减沉效果 明显,来压时矿山压力显著减小,来压步距显著增长,冲击地 压预防效果良好.

• 分层建造下向大六角形进路稳定性分析

  曹鑫,刘斌

  为了提高采场生产能力,降低采矿成本,在现有下向六 角形进路胶结充填采矿法基础上扩大了进路断面.通过回 采进路受力分析和理论计算,对分层建造下向大六角形进路 进行了稳定性分析,结果表明:大六角形进路能够承受上部 载荷,不会发 生 充 填 体 剪 切 垮 落;充 填 体 边 帮 安 全 系 数 为 ２．８３,下部矿体边帮安全系数为４．２６,表明推荐进路规格参 数下充填体边帮和下部矿体边帮均可以保持稳定.现场工 业试验表明,大断面六角形进路下部倒梯形在回采过程中两 帮较平整,未出现较大的垮落,整体稳定性较好.

• 井壁摩擦对贮矿段矿岩运移速度分布特征的影响

  马驰,路增祥,,吴晓旭,曹朋

  为研究井壁摩擦对溜井贮矿段矿岩运移速度的影响, 引用Beverloo经验公式、稳定质量流动量定理和牛顿内摩擦 定律分析了摩擦对矿岩速度分布的影响,采用离散元程序, 探究了矿岩速度分布特征.研究发现,井壁摩擦作用是导致 垂直溜井贮矿段筒仓内同一平面的矿岩存在速度差的主要 原因,摩擦力对井壁附近矿岩的减速作用尤为明显.研究表 明:(１)无摩擦作用时,溜井贮矿段筒仓内的矿岩作铅垂向下 匀速运动;(２)有摩擦作用时,与井壁接触的矿岩运动速度减 小,导致同一平面的相邻矿岩存在速度差,矿岩颗粒间产生 内摩擦力,进而影响了整个贮矿段内矿岩运动速度的分布特 征;(３)在较大的摩擦作用下,溜井放矿漏斗内的矿岩运移速 度的差异性更大;(４)井壁与矿岩间的摩擦系数增大,摩擦作 用的影响范围及影响程度也随之增大.提出了通过控制井 壁摩擦作用解决溜井堵塞、井壁磨损问题的措施.

• 基于 AHPＧ３DEC的井筒保安矿柱稳定性综合评价

  盛佳,万文,江飞飞,李向东,陈蓓,张为星,胡勇

  某大型金矿的主井已处在开采岩移界线范围以内,但 是,针对地下规模化采矿扰动对井筒保安矿柱稳定性的影响 缺乏系统的评估和论证.通过矿区地表沉降变形监测、层次 分析法(AHP)安全评价、历史开采过程数值模拟等手段,对 井筒保安矿柱的稳定性进行综合评价.矿区沉降监测显示, 地表沉降变形值都未超限,总体上在正常范围内波动;层次 分析法分析得到的安全现状评价值在０．５９０~０．７４０之间,绝 大多数采场的安全评价等级为Ⅱ级,稳定性较好,保安矿柱 安全风险水平较低;数值模拟结果表明,新、老主井和副井井 筒受到了历 史 回 采 过 程 的 轻 微 扰 动,但 岩 移 量 小 于 １~２ mm,在规范允许的范围内.

• 混合骨料级配对不同浓度充填膏体流变性能影响试验研究

  胡文静,刘音,刘国明,王昊宇,王凯

  为明确混合骨料配比及粒径级配对不同浓度充填膏体 料浆流变性能的影响,以煤矸石和河砂为混合骨料,对不同 骨料粒径特征分析,开展不同骨料配比、不同浓度条件下的 流变试验,通过宾汉姆模型转换得到流变参数和流变特性曲 线.试验结果表明:混合骨料配比和浓度共同影响料浆流动 性,相对塑性黏度系数和相对屈服应力均随浓度增加而增 大,相对塑性黏度系数随河砂比例增加而增加,相对屈服应 力随河砂比例增加呈“N”形变化;混合骨料中河砂比例大于 煤矸石时,相对塑性黏度系数增幅明显,相对剪切应力先减 小后增大,适当增加细颗粒含量能降低料浆输送阻力,混合 骨料级配对料浆流变性能有一定程度的影响.

• 外加剂对充填体强度和微观结构的影响

  陈鹏,刘宗光,刘洪洋

  为提高充填膏体龄期强度,加速液压支架推移频率,对 掺有不同含量硫酸钙的充填膏体试件的力学强度、水化产 物、微观结构以及反应机理进行了测试和分析.结果表明: 不同硫酸钙掺量的充填膏体试件随着养护时长的变化而表 现出不同的峰值强度.适量的硫酸钙掺量可以提高充填膏 体的峰值强度,而过量的硫酸钙掺量反而会降低充填膏体的 强度.当试件养护２８d时,掺有０．５％硫酸钙含量的充填膏 体试件峰值强度最大,为４．９８ MPa;掺有３％硫酸钙含量的 充填膏体试件峰值强度最小,为１．９７ MPa.XRD 图谱结果 显示,掺有０．５％硫酸钙含量的充填膏体试件较掺有３％含 量的试件具有更多和更强的 C—S—H 衍射峰.SEM 结果 显示,掺有０．５％和３％硫酸钙的充填膏体试件内部均出现了 絮状的C—S—H凝胶和针棒状的钙矾石(AFt).掺有０．５％ 硫酸钙含量的充填膏体试件内部结构更为致密,孔隙度更 小,适量的硫酸钙可以提高试件峰值强度,是因为 C—S—H 凝胶和 AFt等水化产物互相缠绕降低了试件质量的损伤, 而过量硫酸钙试件强度较低的原因是膨胀性 AFt破坏了试 件内部空间结构,致使试件产生了微裂纹.

• 钢渣基固结粉充填胶凝材料开发与应用研究

  冯圣杰,李胜辉,韩汉,高谦,涂光富

  针对河钢矿业中关铁矿超细全尾砂充填采矿法存在的 胶结体强度低和胶凝材料成本高等问题,利用钢渣、矿渣和 脱硫石膏固体废弃物,开展钢渣基固结粉充填胶凝材料研 究.对矿山可以利用的钢渣、矿渣和脱硫石膏等固废物料, 进行物化特性分析与质量评价;开展尾砂全固废固结粉胶结 充填体强度的正交试验,以及全尾砂充填料浆流变特性研 究.试验结果显示,脱硫石膏对胶结体７d强度的影响大于 钢渣微粉,而钢渣微粉对胶结体２８d强度的影响大于脱硫 石膏.根据矿山对胶结体强度和充填料浆流变特性的要求, 确定钢渣基固结粉胶凝材料的优化配方为:钢渣３０％,脱硫 石膏１０％、矿渣６０％.基于胶砂比１∶４和质量分数为６４％ 进行胶结充填体强度测试,其充填体７d、２８d强度分别达到 了１．９８MPa、３．３ MPa,满足矿山 对 胶 结 充 填 强 度 的 要 求. 固结粉胶凝材料成本分别比 ４２．５水泥和市售胶固粉降低 ３８％、２８％,中关铁矿工业化充填试验结果证明其值得在铁 矿山推广应用.

• 不同水泥胶结充填体的压缩性能试验研究

  王永岩,崔立桩,周彤彤

  为探究以不同水泥作为胶结剂对充填体强度的影响, 进行以水泥类型、料浆灰砂比、质量浓度以及龄期为影响因 素、以充填体单轴抗压强度为评价指标正交试验,通过极差 分析和方差分析研究各因素对胶结充填体抗压强度的敏感 程度.结果表明,对胶结充填体抗压强度的影响程度顺序 为:水泥类型＞龄期＞灰砂比＞质量浓度,以 P??O５２．５水 泥作为胶结剂的充填体其强度最大,以 P??S３２．５水泥为胶 结剂的充填体其强度最小;方差分析表明,灰砂比和龄期对 胶结充填体强度的影响显著,充填料浆的质量浓度对充填体 强度的影响最小.因胶结剂费用对充填成本的影响大,在制 定满足强度要求的充填方案时应考虑水泥的市场售价.

• 不同扰动条件下深部岩石真三轴岩爆试验研究

  李占金,,杨铭,,程豪杰,,李群,

  为了研究深部工程受不同扰动的变形破坏特性,以某 深部铁矿花岗岩为研究对象,采用 QKXＧYB２００伺服真三轴 岩爆试验仪,对试样施加２种不同动力扰动,进行“预静载＋ 动力扰动”下围岩破坏试验.研究结果表明:试样在动力扰 动作用下,存在发生岩爆的阈值(轴向静应力比为９０％),当 轴向应力超过该阈值时,岩爆很快发生,且随着轴压持续增 大,岩爆的频度和破坏程度加剧.在相同的预静载下,试件 岩爆的发生受不同动力扰动影响显著,不规律的扰动更容易 诱发岩爆.在地震波扰动下试样受轴压影响更大,地震波扰 动更容易诱发岩爆.

• 软岩隧道大变形预测模型及支护措施

  陶永虎,饶军应,熊鹏,聂崇欣,谢财进,彭浩

  针对软岩隧道拱顶、拱肩、拱腰等部位的大变形,基于 灰色理 论 对 其 进 行 预 测,结 合 锚 杆 支 护,在 最 大 预 测 值 (Smax)处设 计 支 护,并 通 过 数 值 模 拟 分 析 不 同 锚 杆、间 距 (d)、长度(L)对围岩最大位移(νmax)、最大应力(σmax)的控 制效果.研究发现:灰色模型预测精度较高,预测最佳时长 为一周,最大误差仅为３．０１％;随着间距的缩小,树脂锚杆支 护 较 砂 浆 锚 杆 支 护 而 言,νmax、σmax 分 别 降 低 ７０．６９％、 ５８．８１％,支护效果显著;随着长度的增加,对围岩变形的约 束效果,树 脂 锚 杆 较 砂 浆 锚 杆 更 明 显,νmax、σmax 分 别 降 低 ５７．８９％、４０．２３％;当４．０ m＜L＜６．０ m,０．５ m＜d＜１．０ m 时,宜采用树脂锚杆支护,其他范围砂浆锚杆支护或树脂锚 杆支护控制围岩变形的显著性差异较小.

• 热冲击下花岗岩的细观变化规律

  李晓雪,郤保平,,何水鑫,成泽鹏,辛国旭

  为了分析花岗岩在热冲击作用下的细观破坏特征及孔 隙率变化规律,基于太原理工大学原位改性采矿实验室研发 的热冲击试验平台对花岗岩进行不同温度的热冲击试验,采 用高精度显微 CT扫描系统对热冲击后的花岗岩进行扫描, 并利用自制的 CT 图像分析系统对扫描得到的图层作二值 化处理,然后进行三维重建,最终得到花岗岩立方体的数字 模型.通过从数字模型提取其孔隙、裂隙的图像,同时计算 不同温度热冲击下花岗岩的孔隙率,从而得到花岗岩的热冲 击破坏规律.研究结果表明,花岗岩的热冲击作用随加热温 度升高而明显变化,随着加热温度的升高,花岗岩表面裂隙 逐渐发育,孔 隙 率 变 大;花 岗 岩 热 冲 击 破 坏 的 温 度 阈 值 为 ４００℃,当花岗岩试件热冲击温度为３００℃时,岩芯内部孔隙 有所增 加,但 孔 隙 并 未 连 通 形 成 裂 隙;当 热 冲 击 温 度 为 ４００℃时,岩芯内孔隙明显增大,并开始出现裂隙;当热冲击 温度为５００℃时,孔隙开始贯通形成裂隙,并急剧发育.此 外,研究还发现,热冲击作用下,花岗岩在热破裂过程中发生 不均匀热破裂,且破坏首先发生在岩石的表面.

• 厚壁圆筒花岗岩在动静耦合循环冲击 作用下的动态力学特性试验研究

  薛永明,戴兵,陈科旭,吴文渊,邓金翔,贺桂成

  为研究动静耦合循环冲击作用下厚壁圆筒花岗岩的动 态力学特性,利用改进的霍普金森杆,选取不同轴向预应力 对花岗岩试样进行等幅循环冲击.试验结果表明:轴向预应 力为８３MPa,试件的反射波和透射波在冲击破坏时出现最 大和最小峰值;不同轴向预应力对试件的动态变形模量和最 大应变具有不同的影响;随轴向预应力的增大,试件的组合 强度呈递增趋势,表现出一定的“强化效应”.试件在循环冲 击过程中,动态强度和应变率成相反规律,表现出较好的应 变率效应;轴向预应力影响着试件的破坏形态,随轴向预应 力的增加,试件由剪切 拉伸混合破坏向剪切为主的剪切 拉伸破坏模式过渡.

• 不同温度超临界CO２ 对页岩力学特性的影响

  梁洁,张磊

  我国西南地区页岩气储层地温通常在６０℃以上,采用 超临界 CO２ 强化其开采效率是研究前沿.通过试验模拟不 同温度超临界 CO２ 作用于页岩,分析其力学性质变化,并探 讨不同温度超临界 CO２ 对页岩作用机理,主要研究结果表 明:随着浸泡温度升高和浸泡时间增长,页岩抗拉强度、三轴 抗压强度和弹性模量均发生不同程度的弱化,其中抗拉强度 的损失率最大,这３种力学参数与浸泡时间均呈负指数变 化,浸泡温度加速页岩弱化速度并在浸泡初期起主要作用. 分析表明:浸泡温度通过提高溶蚀速度增加页岩矿物的溶蚀 程度,增大页岩孔隙度和降低胶结强度,通过页岩升温膨胀, 促进微裂隙生成,浸泡时间通过累积溶蚀提高了页岩矿物的 溶蚀程度;另一方面,通过页岩吸附 CO２ 膨胀累积增长,促 进微裂隙萌生,进而劣化页岩力学性质.

• 花岗岩热冲击前后导热性能与特征对比试验研究

  何水鑫,郤保平,,成泽鹏,李晓雪,杨欣欣,辛国旭,董赟盛

  热冲击破裂对花岗岩的热物理性质造成了很大影响. 为了探明热冲击对花岗岩的导热性能、导热特征的影响,对 热冲击处理前后的花岗岩在传导加热条件下的温度场、温度 梯度场进行试验测定.研究结果标明:(１)冲击热应力破坏 了花岗岩矿物颗粒之间的结合状态,导致花岗岩固体骨架发 生破裂,形成大量热冲击裂纹,最终导致花岗岩导热性能变 差、导热特征异常;(２)热冲击破裂产生的裂纹对温度、温度 梯度的分布有很大影响,且温度、温度梯度的分布与裂纹产 生的位置具有高度相关性;(３)传导加热下花岗岩的升温过 程可按照升温速率分为快速升温、缓慢升温、稳定３个阶段. (４)热冲击后花岗岩在传导加热过程中温度梯度到达峰值、 稳定值的时间均受到热冲击前的用时长.热冲击对花岗岩 导热性能的 影 响 的 研 究 促 进 了 岩 石 热 破 坏 理 论 的 进 一 步 发展.

• 河谷地貌铝土矿开采覆岩运动及裂隙演化特征研究

  张铎,张明清,王沉,,詹子强

  为了解决贵州省清镇市流长乡波渡河铝土矿一采区含 矿层直接顶板不稳固且间接顶板为强岩溶含水层的工程问 题,以一采区８８０m 水平为研究对象,综合运用理论分析、数 值模拟相结合的研究方法,对含矿层开采过程中的覆岩移 动、裂隙演化规律进行了研究.理论分析结果表明:波渡河 铝土矿地貌特征为高原中低山河谷地貌,矿区的水文地质条 件复杂,含矿层直接顶板不稳固.数值模拟结果表明:矿体 直接顶板和基本顶分别呈现出“W”形和“V”的沉降特征,直 接顶的垂向位移变化较基本顶明显;垂向应力在采空区左右 两侧的边界和预留矿柱处均表现出应力集中的特点.模拟 得到了裂隙带发育趋势图,并确定了离散元法模拟时裂缝带 最大发育高度为４６．８５ m.研究结果可直接为波渡河铝土 矿采取的技术措施提供理论支撑和指导波渡河铝土矿实现 绿色开采,同时也为类似条件下矿山开采提供借鉴和经验.

• 不同降雨条件非饱和渗流作用下大型弃土场稳定性分析

  洪振宇,何玉琼,李明,朱莎莎,孙荣

  为研究土体非饱和情况下降雨入渗弃土场稳定性问 题,以云南某弃土场为例,采用 GeoStudio软件,建立５个不 同雨强条件下渗流模型,分析降雨持时相同情况下,边坡土 体含水率、孔隙水压力、土 水特征曲线、暂态饱和区域变化 以及边坡稳定性安全系数变化情况.结果表明:在降雨初 期,雨强对于边坡安全系数影响不大,降雨历时６h后,坡体 表层土体孔隙水压力、饱和度持续上升并逐渐形成暂态饱和 区域,降雨量越大安全系数下降越快;降雨历时超１２h后, 表层土体含水率接近饱和,形成地表径流,土颗粒间基质吸 力逐渐下降,影响边坡稳定性;降雨后期,弃土场表层大部分 土体接近饱和含水率,渗透系数不再增长,基质吸力不再减 弱,安全稳定性系数下降速率趋平.根据降雨后最小安全系 数以及土水参数分析,判定该弃土场是稳定的.

• 近距离特厚煤层采动影响下底板破坏及巷道稳定性研究

  范红伟,杨涛

  以开采平朔煤矿近距离特厚煤层过程中底板巷道的稳 定性为研究背景,通过理论分析、数值模拟及现场实测,对采 动影响下的底板变形和破坏规律进行探讨.结果表明:工作 面底板破坏深度理论计算值为１８．４m(＜煤层间距３５m), 底板巷道的顶板较为完整,该结果与钻孔窥视仪实测结果相 一致.数值模拟结果发现,随着工作面的推进,工作面的底 板破坏深度 不 断 增 加,破 坏 范 围 不 断 扩 大,当 工 作 面 推 进 １００m 时,采动影响造成的底板最大破坏深度达到１６m,应 力峰值和应力集中系数分别为１６ MPa、３．２.随着工作面向 前推进,巷道两帮移近量、顶底板移近量受采动影响的变形 规律可分为３个阶段,即缓慢增加段、快速增加段、稳定变形 阶段,在－１００m~－５０m 范围内,采动对巷道变形影响较 小,巷道变形增加缓慢;在－５０m~５０m 范围内,采动对巷 道变形影响十分强烈,变形呈现快速增加;在５０m~１００m 范围,采动效应较弱,巷道变形保持稳定.

• 结合孔隙结构分析热蒸汽对煤体瓦斯解吸的影响

  王杰,赵东,,蔡婷婷,,李磊

  为了探究热蒸汽对煤体瓦斯解吸能力的影响,以阳泉 新元煤矿贫煤为研究对象,采用压汞法分析了热蒸汽处理前 后煤体的孔隙结构演化,结合吸附—解吸试验,用解吸率和 解吸时间临界值表征热蒸汽和水分对煤体瓦斯解吸的影响. 结果表明:(１)热蒸汽处理后煤体的总孔容、滞后环面积、孔 隙率、渗透率及平均孔径均有增大,煤体小孔向大孔发育,闭 合孔隙向开放孔隙转变,孔隙结构的连通性明显提升;(２)煤 体瓦斯解吸率随着平衡压力增大而增大;热蒸汽的使用有效 促进煤体残余吸附瓦斯的解吸,消除了煤体中水分抑制瓦斯 解吸的影响,瓦斯解吸率明显增大;(３)热蒸汽作用下煤体瓦 斯解吸时间效应临界值明显降低,解吸达到平衡所需的时间 缩短,解吸效率显著提升.该研究为煤层注热强化煤层气开 采提供了一定的理论依据.

• 某金属矿尾砂三轴压缩的颗粒流数值模拟

  郭要辉,,彭珍,,田亚坤,,伍玲玲,,胡林,,贺桂城,,张志军,

  为探究湖南某尾矿库尾砂的宏细观力学特性,利用颗 粒流数值模拟软件(PFC３D )建立尾砂三轴固结不排水压缩 试验数值模型.对比数值模拟试验和室内试验的结果,以应 力 应变曲线、峰值强度和弹性模量的较高吻合程度作为确 定颗粒流数值模拟细观参数的标准.运用 PFC３D 软件进行 数值试验,结果表明:不同围压作用下的尾砂试样 PFC３D 模 拟试验和室内试验结果基本趋于一致;与高围压相比,较低 围压下模拟试验结果与室内试验结果的吻合程度更高;高初 始孔隙率和高围压均对三轴试样的剪胀特性有一定的抑制 作用;数值模型的初始配位数较大,在一定程度上说明该模 型的接触程度良好.

• 不同尾砂物理性质对尾砂浓密性能的影响

  刘奇,,岑佑华,唐鸣东,刘东锐,罗卫兵

  为研究尾砂物理性质对尾砂浓密性能的影响,对１０个 典型矿山尾砂的中值粒径、限制粒径、平均粒径和密度进行 了测定,并对这１０个矿山的尾砂分别进行了絮凝沉降试验. 试验结果表明:砂浆的底流浓度和最佳的絮凝剂用量与尾砂 密度无关,但与尾砂粒径有关,尾砂粒径越细,底流浓度就越 低,沉降试验所需絮凝剂用量就越多;进一步回归分析得到 了尾砂中值粒径与底流浓度的关系方程、尾砂限制粒径与浓 度改变量的关系方程.研究成果在山东某金矿的现场应用 表明,预测值与试验值误差不超过３％,证明本次推导的关 系方程方便可行,具有一定的推广应用价值.

• 含水率对丙烯酸酯浆液固砂强度的影响研究

  李晓强,杨双锁,牛少卿,傅旭,李春明

  为探究影响丙烯酸酯浆液固砂强度的主要因素及其影 响方式,首先通过正交试验,分析得出在可胶结范围内砂土 含水率对丙烯酸酯浆液固砂强度的影响最大;在此基础上对 所得数据进行非线性拟合,得出砂土含水率与试样抗压、抗 拉强度的关系式;最后结合显微镜观察试样的细观结构,提 出含水率对试样强度影响的方式.结果表明:(１)砂土含水 率与试样抗压、抗拉强度的关系符合幂函数关系式,且指数 为负数;(２)砂土中的水分以结合水和自由水的形式存在,其 影响试样强度的方式有３种,一是结合水以水膜的形式作用 于砂粒表面,降低其摩擦剪切强度;二是部分自由水与浆液 反应,使反应生成的胶结物的理化性质改变,试样的主体骨 架强度降低;三是反应残余自由水在试样成型过程中发生气 液两相变化,使得试样中胶结物与砂粒之间的孔隙增大.

• 雨水作用下尾砂颗粒的入渗规律及防控方法研究

  刘洋,任凤玉,何荣兴,张东杰

  为解决尾矿堆存和塌陷区占用土地资源的问题,探讨 尾砂干排至活动地表塌陷区的可行性.以降雨量和降雨强 度为主要影响因素,采用高速摄像技术,实现尾砂变化过程 的可视化,研究雨水作用下尾砂颗粒的入渗规律.根据结果 得出了降雨期间的雨水最大入渗深度与降雨总量及降雨强 度的拟合函数.基于试验结果和大北山铁矿的现场条件分 析表明,尾砂层厚度大于近１０年最大降雨量时的雨水最大 入渗深度,且井下采用等量均匀放矿,减少大块率并保持巷 道呈现拱形,就可以有效防控井下泥石流.

• 河南某金矿尾矿再选工艺对比分析

  张金矿,李荣改,来佳仪,杨宁,黄业豪,

  河南某金矿尾矿堆存达８０万t、品位为０．７４g/t,回收 价值较大.为开发二次资源并提高资源利用率,对尾矿样品 性质进行了详细分析,并分别开展了超声分散浮选试验、高 梯度磁选试验、尼尔森重选试验和浸出试验.试验研究结果 表明:尾矿中金主要以裸露半裸露金、碳酸盐包裹金、硫化矿 包裹金等形式共存,并且存在一定量的长角粒状和麦粒状颗 粒金,尼尔森重选和浸出工艺对该金矿尾矿具有一定的适应 性,分别可获得５６．２１％和８５％的回收率指标,研究成果可 作为矿山企业生产实践的参考依据.

• 基于司盘８０改性的不黏煤煤泥浮选条件探索

  陈鹏,,李子文,石开仪,张谌虎,王市委,孙维旭

  为了降低不黏煤煤泥浮选捕收剂的用量,探索不黏煤 表面改性后的最优浮选条件,采用红外光谱分析、小筛分、小 浮沉等方法,得到了不黏煤煤泥的红外光谱、粒度组成、密度 组成;进行多因素逐项试验、正交试验,获得了最佳的浮选条 件、各因素的主次顺序等.结果表明,不黏煤煤泥经司盘８０ 进行表面改性后,可以在较低捕收剂用量的条件下,获得较 高的精煤产率和较低的精煤灰分;最优浮选条件为:捕收剂 用量１３kg/t,司盘８０用量５kg/t,起泡剂用量１９５g/t,矿浆 浓度６０g/L;各因素对试验指标影响的主次顺序为:捕收剂 用量＞司盘用量＞起泡剂用量＞矿浆浓度.

• 深海采矿车行走速度控制器设计

  吴友华,陈昱衡,侯井宝,,吴鸿云

  为了确定最适用于深海采矿车履带速度控制的控制算 法,基于已知的深海采矿车液压控制模型,建立了速度闭环 控制的控制系统流程.研究了伯德图校正法、最优控制法、 PID控制法以及自适应模糊 PID 的控制效果.仿真结果表 明,自适应模糊 PID法最适用于深海采矿车的速度控制.

• 铰接式卡车自动灭火系统的研究与应用

  朱志兴,冯小蔚,李夫良

  铰接式卡车作为露天矿的主要运输设备,一旦发生火 灾事故,将给矿山生产造成较大经济损失.铰接式卡车工作 强度大、着火点多,其消防问题日益突出.通过对铰接式卡 车火灾案例和火灾致因的分析,开展了基于多传感器融合的 卡车发动机舱火灾探测系统研究,设计了基于铰接式卡车特 殊环境的高效率超细干粉灭火方案,参照瑞典 SP技术研究 所发布的瑞典SP５３２０?重型车辆机舱火灾探测系统试验方 法?和瑞典SP４９１２?车辆机舱灭火系统性能试验方法?,研 制了卡车发动机舱火灾探测和灭火效能验证试验装置,针对 探测系统设计了１３种火灾场景,针对灭火系统设计了１０种 火灾场景,并进行了试验.试验研究发现,设计的探测灭火 系统能够满足大通风量的高强度火灾和隐藏火灾的探测与 灭火应用需求,能够有效地探测火灾并快速扑灭火灾.

• 基于贝叶斯模糊概率的井下定位算法研究

  崔丽珍,郭倩倩,王巧利,杨勇

  为解决煤矿井下动态环境下传统指纹匹配算法定位精 度较低的问题,提出了基于贝叶斯模糊概率的指纹匹配定位 算法.该算法在煤矿井下建立基于校准节点的可靠度机制, 用校准节点发射锚节点接收的信号强度来衡量待定位区域 无线信道传输环境变化的情况;将待测点的可靠度与贝叶斯 后验概率作为模糊系统的输入,计算模糊概率作为参考点的 权值计算出待测点的坐标.以井下巷道实测数据进行的试 验仿真结果表明,基于贝叶斯模糊概率的指纹匹配定位算法 的定位 精 度 较 贝 叶 斯 指 纹 匹 配 定 位 算 法 的 精 度 约 提 高 １７％,满足井下复杂动态环境的高定位精度.

• 选煤设备无线智能点巡检系统设计与实现

  赵鑫,王然风,付翔

  目前,选煤设备点巡检模式由传统的人工观察进行检 测与记录转变为借助点巡检仪、传感器采集设备参数后向系 统手动输入.但存在数据输入易差错、无法自动可视化分析 等诸多弊端.因此,提出了一种基于J２EE 框架,采用 B/S 和 C/S架构的选煤设备无线智能点巡检系统.该系统将手 持点巡检仪在生产车间采集的数据参数通过无线 AP网桥 自动 上 传,并 存 储 至 服 务 器 的 MySQL 数 据 库,在 手 机 Android端、电脑 Web端的系统界面自动同步显示数据及绘 制可视化图表.利 用 Java孤 立 森 林 算 法 程 序 清 洗 干 扰 数 据,利用多项式回归程序分析设备运行状态,预判设备部件 故障.并可在线查看点巡检员是否到岗,点巡检工作是否有 遗漏,是否存在死角,为点巡检工作绩效考核提供技术支撑. 实际应用效果表明,系统工业运行取得了降低设备故障率、 延长机器使用寿命的良好效果,将选煤设备故障从事后追责 前推到实时预警.

• 基于ISSＧSHOT＋３DＧNDT的点云配准算法研究

  马国鹏,宁殿民,卞艳

  针对以往点云数据在配准处理过程中,存在粗配准匹 配率低、配准时间长、精配准精度不高等问题,提出了ISSＧ SHOT与３DＧNDT相结合的点云配准算法.首先,运用内 部形态描述子算法(ISS)对下采样后的点云数据提取特征 点,对提取的特征点用方向直方图描述子(SHOT)进 行 描 述,并利用相 似 度 函 数 将 对 应 的 特 征 点 进 行 匹 配;再 采 用 Lmeds算法删除匹配错误的特征点,并完成２片点云数据的 粗配准,获得 较 好 的 初 始 配 准 位 置 与 姿 态;最 后,采 用 ３DＧ NDT算法将粗配准后的点云数据进行空间体素化处理,运 用概率分布函数完成点云数据的精确配准.结果表明,与其 他点云数据配准算法相比,ISSＧSHOT＋３DＧNDT 算法的均 方根误差最小、配准精度最高,特征点匹配率较高且运行时 间短.

• 海外矿产投资活动中的东道国风险评价研究 ———以海外黄金矿产投资为例

  凌嘉鸿,侯杰,郭对明,李亮,赵冠楠,李国清

  为了科学评估中资企业海外矿产投资中面临的东道国 风险,引入云模型和物元理论构建了海外矿产投资活动中的 东道国风险评价模型.通过对海外矿产资源投资东道国风 险进行识别,建立了海外矿产投资活动中的东道国风险评价 指标体系,综合运用层次分析法与熵值法确定了组合权重, 并以８个投资较为集中、黄金矿产资源比较丰富的国家为案 例进行了应用验证,评价结果与实际中资企业海外黄金矿产 投资的区位选择一致,说明该模型具备科学有效性,可为我 国矿产企业海外投资区位选择提供参考.

• 日本铟资源供需格局及其矿业政策分析

  刘劲松,高丽丽

  随着高科技产业和现代信息产业的不断发展,铟作为 重要原材料日益成为各国激烈争夺的战略性资源.日本是 全球最大的铟消费国家,也是铟矿业政策较为完善的国家. 从原生铟、再生铟以及进口铟３个方面分析了日本铟供给形 势,发现日本铟供给处于较为稳定的状态,铟产业安全状态 良好.从日本金属铟储备政策、铟矿勘探政策以及铟资源回 收政策３个方面对日本铟矿业政策进行了剖析,进而针对我 国铟产业的发展提出了相关建议.