矿业研究与开发杂志

矿业研究与开发杂志2021年第7期

• 多中段连续高大间柱回采研究及工程实践

  杨顺,,刘建,张智博,,刘博,,胡静云,

  以万城铅锌矿３＃ 矿体特殊的多中段连续高大间柱回 采为工程背景,运用数值模拟和微震监测技术,并结合现场 矿柱开裂调查,在充分评估矿体上下盘围岩强度的基础上, 对一次性侧向崩矿回采１９线矿柱８７３m 以上矿体的可行性 进行分析.研究结果表明:(１)数值模拟结果与矿柱开裂现 场调查结果相契合,验证了物理力学参数的有效性及数值模 型的可靠性;(２)上下盘围岩成拱效应十分显著,与矿体走 向近似平行的最大主应力促进了空区稳定,回收１９线矿柱 不会造成其他矿柱失稳,地表在一定范围内变形０~２mm, 沉降较小.在工程实践中,成功爆破矿柱矿石６．０２万t,为 矿山创造了一定的经济效益.

• 高应力破裂矿柱阶梯式诱导崩落法回采实践

  何晓武,潘桂海,,王湖鑫,

  铜坑矿以采富留贫的方式对９２＃ 矿体进行回采,在高 地压应力、多次开采扰动和空区冒落的影响下,预留的大量 不规则矿柱大多呈破裂、不完整状态.矿柱群Ⅱ采区是高应 力破裂矿柱的典型代表,由于多分层采准工程同时施工,严 重削弱了矿柱的完整性,诱发区域性地压活动,大部分采准 工程被破坏.针对矿柱群Ⅱ采区采准工程遭地压破坏的情 况,通过对地压监测数据、各区域破坏类型进行系统分析,运 用原地碎裂爆破技术,对高应力矿柱进行泄压,改善矿柱内 部的应力环境,布置阶梯式出矿底部结构,大面积拉底,诱导 顶部矿 体 垮 落,实 现 破 裂 矿 柱 诱 导 崩 落,矿 石 回 收 率 达 ７５％,贫化率为１９．５％,取得了良好的开采效果.

• 极软薄破矿脉下向机械化安全并采技术研究

  刘东锐,,李向东,,李强,,王玉丁,,李士超,

  为了解决极软薄破矿脉普遍采用下向进路胶结充填开 采过程中,存在劳动强度大、机械化程度低、生产成本高等问 题.基于前河金矿葚沟矿区南矿带实际情况,对极薄破矿脉 下向进路胶结充填开采的特点进行了研究,以提高机械化程 度、降低回采成本为目标,结合类似相关矿山工程实践,通过 优化采矿结构参数、凿岩与爆破方法、支护工艺及出矿形式, 优选适用的机械装备,探索出极软薄破矿脉下向机械化安全 并采技术,即通过合并相邻采场,共用采准工程,研究微扰无 掏槽爆破与锚网支护工艺,采用高效出矿设备,实现极软薄 破矿脉的机械化安全开采.现场工业试验表明,该技术可实 现极软薄破矿脉的机械化高效开采,技术经济指标良好.

• 大洞金矿采矿工艺与采场稳定性分析研究

  齐发富,李学锋,宋子贺,李和群,段晓阳,蒋夏施,吴高善

  大洞金矿＋６５m 以上标高矿体属于急倾斜极薄矿体, 该矿体原采用浅孔留矿法开采,安全性差且损失贫化率较高, 为保证采场生产安全和提高生产能力,提出采用削壁充填采 矿法开采.对矿岩体开展岩石力学参数测试、岩体工程地质 条件分析与质量评价,并结合 Mathews图解方法对采场、采场 顶板、采场上盘围岩稳定性进行分析研究,研究结果表明:大 洞金矿石英岩和粉砂质板岩均属于差岩体,采用浅孔留矿法 开采矿体无法保证采场上盘围岩的稳定性,而选取削壁充填 采矿法作为采矿方案较为合理,该方法安全可靠且预期技术 经济效果良好,矿石贫化率下降３５％,矿石损失率降低１６％.

• 缓倾斜矿体下盘回采新型工艺研究与应用

  鲁道嵩,赵野,庞进士

  在金属矿山地下开采过程中,无底柱分段崩落法回采 缓倾斜矿体时,矿体下盘会产生大量损失与贫化,增加开采 难度的同时也浪费了矿产资源,降低了企业的经济效益.为 解决这一问题,以某矿山为例,提出一种无底柱分段崩落法 开采缓倾斜矿体时,提高矿体下盘回采率的新型工艺.现场 应用结果表明,该新型工艺较原采矿方法在矿块贫化率基本 保持不变的情况下,增加少量工程,矿块回采率提高了６．２４ 个百分点,降低了矿体下盘回采的难度,矿山经济效益提高 了２．９５个百分点.

• 基于爆破漏斗试验的采场凿岩爆破参数优化研究

  文兴,,赵亮,,朱青凌,,栗盼平

  阿舍勒铜矿深部采用大直径深孔爆破落矿,为了提高 采场爆破质量,确定适用于深部大直径深孔爆破崩矿的爆破 参数.在井下现场开展了单孔系列爆破、宽孔距同段爆破和 斜面台阶爆破试验,得出了当前矿岩条件下的药包最佳埋深 为０．６６m,最佳爆破漏斗体积为０．４２m３,最佳炸药单耗为 ０．３７kg/t,最小抵抗线合理范围为３．１９~３．６０m.根据相似 理论,对深部采场大直径深孔爆破的参数进行了分析和优 化,按照优化后的采场爆破参数进行了工业试验.工业试验 取得了良好的爆破效果,采场边界较完整,矿石块度均匀,贫 化率仅为５．９４％,损失率为３．９９％.

• 真三轴应力下岩体预刻槽定向致裂试验研究

  王一帆,张东峰,张小强

  针对煤矿坚硬顶板难以垮落的问题,提出预刻槽定向 压裂方案并进行试验研究,采用自行研制的大尺寸真三轴压 裂渗流模拟装置进行物理模拟试验,研究不同预刻槽角度 (α)及不同压裂介质对裂缝的起裂与扩展规律的影响,结果 表明:(１)预刻槽角度从３０°到９０°增大的过程中,裂隙从刻 槽尖端起裂逐步向最大水平应力方向偏转,且起裂压力逐渐 降低,裂隙的长度缩短;(２)CO２ 作为压裂介质时,试件表面 产生波折的裂隙,起裂压力低且压力升高时间长,以清水作 为压裂介质时,试件表面产生平滑的裂隙,起裂压力高且压 力升高时间短;(３)根据试验数据拟合得到压力裂隙长度曲 线和压力偏转角曲线,在α 从３０°到９０°的变化过程中,起裂 压力降低,裂隙长度与偏转角均在减小.当预刻槽角度改变 时,可以通过拟合曲线近似计算出试件的起裂压力、裂隙长 度及偏转角度,对定向致裂顶板具有一定的参考价值.

• 基于熵权突变理论的煤与瓦斯突出危险性评价

  杨培君,谢雄刚,韦善阳,任建军

  针对煤与瓦斯突出的不确定性和非线性的特点,为了 精细化突出的预测工作,提出了基于熵权法和突变理论相结 合的煤与瓦斯突出危险性评价方法.以贵州高山煤矿７＃ 煤 层为研究对象,通过对突出机理的研究,建立煤与瓦斯突出 危险性评价指标体系,从地质因素和非地质因素分析致灾因 素的相对重要度,并通过工程实例验证其合理性.结果表 明,在矿方实测数据的基础上,运用该评价方法得到７＃ 煤层 总突变隶属度为０．８５２,突出危险性表现为较强危险性,煤体 破坏类型、构造复杂程度、煤层有效孔隙率及最大瓦斯放散 初速度是该煤层安全性较低的主要原因,模型计算的突出总 突变隶属值与矿方实际情况及鉴定报告有良好的一致性,能 很好的给煤与瓦斯突出的安全评价提供理论指导.

• 基于 GIS的煤层瓦斯突出危险区域预测

  李偲,韦善阳,,孙威,曲日红

  以贵州某矿为研究对象,采用 GIS技术和克里金算法, 对矿井煤层进行瓦斯突出危险区域预测分析,并进行危险等 级区域划分,将现场实测结果和危险等级区域进行对比,研 究得出:采用 VS２０１２和 NET４．５．１C＃配合 ArcGISEngine １０．２的开发模式得到矿井瓦斯地质平台,实现了地质构造条 件加持下的煤层突出危险区域预测;运用克里金算法对瓦斯 地质参数数据进行了瓦斯含量和煤与瓦斯突出危险区域的 预测分析,用 EM 算法对缺失数据进行填补,并配合物元分 析法得到数据集的Ⅰ级点４个、Ⅱ级点８个、Ⅲ级点１４７个; 对煤层瓦斯突出危险区域进行的研究分析表明,采用普通克 里金算法提高了煤层瓦斯突出危险性区域的预测精度,并获 得了最佳可视化效果.

• 基于动静错位结合方式的首采工作面覆岩裂缝发育探测研究

  郭隆鑫,李希建,章杰

  为研究首采工作面回采前中后期覆岩裂缝发育状态, 以发耳煤矿５０１０５工作面为例,提出了动静错位结合的裂隙 探测方法.采用覆岩移动曲线与经验公式理论分析,用离散 元 UDEC软件仿真开挖,用网络并行电法与钻孔摄像法在 不同位置现场实测,分析覆岩裂缝发育过程与最终稳定高 度.结果表明:工作面前端未采区域超前应力裂缝开始发 育,覆岩离层阶段出现裂缝急剧位移差现象;煤层上方主覆 盖层为含碎石粉质黏土,覆岩稳定性差,裂缝发育实测高度 大于理论高度;在采空区稳定区域,含碎石粉质黏土覆盖层 重新压实,顶部裂缝发生闭合,裂缝实测高度降低.研究成 果对首采工作面粉质黏土覆岩裂缝发育有新的认识.

• 露天边坡雷达监测预警技术应用研究

  王旭,,孙海,潘懿,,祁广禄,

  结合乌拉根铅锌矿工程地质条件及采场边坡赋存状 况,建立了一套拖车式合成孔径雷达预警系统.通过预警原 理研究及预警阈值设定,建立了矿山边坡预警预报体系.通 过监测数据处理与分析,雷达系统以声光报警器、短信、邮件 的形式,成功发送了２０１９年１２月１５日矿山南边坡３号勘 探线附近＋２２８４m~＋２２６９m 区段边坡顺层滑动的黄色预 警指令,避免了矿山可能出现的安全事故,证明了以位移速 率v＝３０mm/d、连续变形体面积s＝６０ m２ 为边坡预警阈 值的可靠性.最后,基于回溯分析,研究了本次黄色预警触 发的原因,为今后的有效预警提供参考.

• 基于多指标的四川地区典型岩质边坡稳定性评价

  吴会军,熊永亮,姚俊伟,赵传鹏,柯波

  针对岩质边坡稳定性评价的指标权重、隶属度分级等 核心问题,提出了一种基于改进的熵权 模糊评判原理的评 价模型.构建了涵盖边坡几何形态、岩土物理力学性质、岩 层与结构面影响、水文气象条件、外界影响因素５大方面共 １２个影响指标的评价体 系,建 立 了 稳 定 性 评 价 分 级 标 准. 对四川地区９个典型岩质边坡进行了稳定性评级,结果表 明:外界扰动、年平均降雨量与内聚力在边坡稳定性评价中 占主导地位,权重达３４．８７％,容重指标的影响最小,其权重 仅为３．４５％.改进的熵权 模糊评判模型不仅可以作为最 大隶属度原则的一个补充,同时还可以对处于同一等级的边 坡进行排序,可为合理地进行边坡稳定性评价提供参考和 依据.

• 充填站下覆矿体开采地表移动规律研究

  王维,何环莎,,刘畅,

  地下开采引发的地表移动是影响地表稳定的重要因 素.为确保山东某大型地下铁矿山开采过程中地表充填站 的安全,设计了充填站位置下方４种不同尺寸的保安矿柱方 案.结合?建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开 采规范?,采用三维建模软件及有限差分法软件联合模拟计 算,优化分析研究的结果表明,４０m×７５m 保安矿柱对充填 站安全稳定性影响最大,危险性较高,建议合理的充填站保 安矿柱尺寸不小于５０m×８５m,从而既保障矿山生产安全, 又提高矿山资源回采率和经济效益.

• 石膏矿采空区地面塌陷特征的离散元模拟

  王波,蔡承刚,汤志刚,景佳俊,张丹

  邳北石膏矿区由于石膏矿大量开采引发的采空区地面 塌陷灾害日益严重,掌握石膏矿采空塌陷过程及控制因素, 对保障矿区人民生命财产安全具有重要的意义.根据希州 石膏矿典型的工程地质条件,利用 MatDEM 建立了采空区 离散元模型,研究了矿房数量、矿房尺寸、矿柱宽度以及护顶 层厚度对采空区塌陷特征的影响,同时研究了塌落拱稳定的 影响因素,揭示了采空塌陷特征和机理,模拟所得的塌陷深 度与影响范围与实际调查结果相近,验证了离散元用于石膏 矿采空区地面塌陷研究的可行性,为邳北石膏矿采空区塌陷 的监测设计、预测预报以及灾害防治提供了理论参考.

• 深井厚煤层沿空工作面合理区段煤柱宽度研究

  王超,颜峰,张修峰,周涛,谢华东,孙希奎,李攀,朱斯陶,,马玉镇

  为保证深井条件下厚煤层沿空工作面巷道及煤柱的稳 定性,以赵楼煤矿３３０４工作面为背景,采用理论分析、应力监 测等方法,对工作面合理区段煤柱宽度进行研究.得到如下 结论:(１)赵楼煤矿３３０４工作面超前支承压力影响范围平均 为１２５．４m,采空区低应力影响范围为１５m;(２)采空区侧向 岩层向上逐层发生破断回转,高位岩层(第二岩梁)断裂位置 约为３０~４０m;(３)综合考虑沿空巷道稳定性、锚固支护有效性、 防治冲击地压有效性等方面,合理区段煤柱宽度为４~６m.

• 煤粒尺寸对气体扩散过程影响的数值模拟研究

  张哲,魏晨慧,刘书源,刘泽源,张淼

  为了研究煤粒尺寸对气体解吸扩散过程的影响,采用 单孔模型和扩散因子模型对柳塔煤矿不同吸附平衡压力下 ０．０７４~３mm 之间的多种粒度煤的解吸过程进行模拟.通 过对比不同扩散因子下模拟数据与试验结果的拟合程度,分 析扩散因子随粒径变化的规律.研究结果表明:扩散系数并 不是恒定的,其与解吸扩散过程中温度、压力的变化有关. 随着煤粒粒径的增大,气体解吸率降低,单孔模型的扩散系 数 D 存在着增大的趋势,扩散因子值单调增加,扩散因子模 型在解吸过程的中期阶段比单孔模型的拟合效果好,且由于 煤粒球心处压力不断降低,扩散系数值会不断增大.可以根 据扩散因子随粒径变化的规律得到同种煤试验粒径区间内 任一粒径下的扩散因子,进而得到完整的解吸曲线,对实际 工程具有一定的指导作用.

• 司家营铁矿露天运输道路粉尘发生机理及控制

  刘子亮,,谭卓英,,李华,巩瑞杰

  为了解决司家营铁矿露天运输道路的大量扬尘问题, 采用理论分析和现场试验的手段对碎石路面扬尘的发生机 理和不同抑尘剂浓度水溶液的抑尘效果开展了研究.研究 表明:岩屑和粉尘是由运输车辆对路面碎石碾压、碎石与碎 石之间相互作用产生的;扬尘是由汽车轮胎碾压和摩擦、碎 石之间挤压及摩擦、汽车行驶产生的空气动力、车辆荷载与 诱导气流相互作用产生的;矿山扬尘影响因素包括路面积 尘、天气、洒水量、车辆尾气扰动、行车载荷与行车密度.通 过工业试验,研究了不同浓度抑尘剂水溶液的抑尘效果,试 验结果表明,抑尘剂添加量为５％时,抑尘效果最好,使路面 平均粉尘浓度降为１．１６mg/m３.研究结果对司家营矿山运 输道路的粉尘控制具有重要意义.

• 基于层次分析和未确知测度的冲击地压风险评价

  温建敏,张西寨,丁剑锋,彭阳,周喻

  煤矿的冲击地压影响因素多且较为复杂,其中大部分 因素具有模糊性和不确定性.因此,传统的评价模型难以对 煤矿冲击地压进行合理评价.针对煤矿冲击地压难以判定 的问题,提出了基于层次分析法和未确知测度理论的冲击地 压风险评价模型,该模型借助层次分析法对冲击地压的影响 因素进行合理的权重分配,通过未确知测度理论对不确定的 信息进行合理的定量化分析,构建未确知测度函数,得到评 价模型的指标测度矩阵.该评价模型采用最小未确知测度 距离判别法对待测对象所属等级进行最终判定.根据下沟 煤矿的实际开采情况对其 ZF３０３工作面的冲击地压危险性 进行评价,基于该风险评价模型,设置了冲击地压风险弱、中 等、较强、极强４个等级的评判集合.通过计算,下沟煤矿 ZF３０３工作面的冲击地压风险性被评判为“中等”等级,该评 价模型的评判结果与下沟煤矿ZF３０３工作面的实际工程相符 合.结果表明,评价结果较为准确,基于该评价模型可对冲击 地进行预测预报,可为防冲工作提供一定的指导与建议.

• 基于数据决策的充填胶凝材料优选方法

  赖伟,刘婉莹,吴英杰

  胶凝材料是影响胶结充填体强度性能和控制充填成本 的关键因素.为选择最优的充填用胶凝材料,以充填材料试 验数据为基础,进行技术比较;以试验成果建立不同龄期对 应下的强度和胶凝材料耗材关联模型,进行充填经济性比 较;通过建立模糊数学和层次分析法相结合的胶凝材料优选 综合评判模型,综合优选胶凝材料.构建的胶凝材料优选综 合评判模型考虑了胶凝材料的技术、经济和保障能力等多因 素的影响,综合考虑定性和定量指标,为矿用胶凝材料的选 择提供了技术思路.

• 连续开采对覆岩移动与变形的影响

  孙世国,杨文涛,于云鹤,方晓楠

  为研究老虎台矿－２８０m 水平与前期多采区按时间顺 序连续开采对覆岩移动与变形的影响,运用 Midas、FLAC３D 等数值模拟方法模拟－２８０ m 水平与前期多采区按时间顺 序连续开采,分别得出地表沉降和位移,并通过倾斜变形、水 平变形、曲率等指标求出危险边界、移动边界、边界角与移动 角.研究表明,随着采区开采数量增大,上覆岩体受到多次 破坏扰动,导致移动与破坏范围增大,地表蓄水池存在很大 的安全隐患,但对煤都路的安全没有影响.

• 小净距隧道中岩墙稳定性分析

  严石生,傅鹤林,宋中华,艾国平

  基于围岩强度判据,建立中岩墙受力模型,提出了非对 称小净距隧道中岩墙稳定性判别式,并分析了不同因素对中 岩墙极限承载力的影响.结果表明:中岩墙极限承载力随隧 道埋深和锚杆预应力的增大呈线性增加;对中岩墙布设锚杆 时,应控制锚杆密集度,以提高承载力的作用;注浆加固对中 岩墙极限承载力的提高程度与其自身内聚力的大小有关,能 显著减小塑性区;采用锚杆和注浆联合加固,能降低塑性区 贯通的风险,加固时,应将联合加固的范围扩大至隧道拱顶 至拱底.

• 不同强度动载叠加下巷道围岩力学特征数值模拟研究

  熊藤根,常聚才,史文豹,贺凯,李传明

  为研究不同强度叠加动载作用下底板巷道围岩力学特 性,以朱仙庄煤矿Ⅱ５采区８７９瓦斯抽采巷道为工程背景, 运用数值模拟软件 FLAC３D对不同强度叠加动载作用下,巷 道围岩应力、位移及塑性区分布规律进行研究.结果表明: 巷道应力集中系数随扰动强度增加以不规则简谐运动波形 形式增加,巷道顶底板及两帮应力集中程度加剧,峰值位置 朝围岩深部转移;巷道顶板及两帮变形量随着扰动强度增加 呈增加—下降—增加的变化趋势,其中右帮变化速率最大, 顶板次之,左帮最小;巷道在剪切破坏的主导作用下产生破 坏,且当扰动强度小于４０ MPa时,巷道围岩塑性屈服网格 数增量每兆帕０．２个,强度超过４０MPa时,塑性屈服网格数 平均增量为每兆帕０．６个.

• 循环荷载模式下砂岩的力学特性及能量演化研究

  徐敏,张向阳,,,罗磊,赵向阳

  基于循环加卸载试验结果,分析砂岩的应力 应变曲线 特征、变形特征以及声发射能量特征,结果表明:砂岩循环加 卸载曲线形成尖状滞回环,滞回环不断向后迁移;加卸载循 环下砂岩峰值强度较单轴压缩降低,且与循环应力呈负相 关;根据砂岩循环加卸载过程中残余应变数据,得到累计残 余应变差与循环次数的变化规律;探究加卸载阶段弹性模量 特征,得到卸载阶段弹性模量始终比加载阶段大,弹性模量 值与循环应力呈正相关;循环加卸载下声发射能量变化呈现 规律性,分析 能 量 变 化 情 况,得 到 破 坏 各 阶 段 的 能 量 释 放 特征.

• 过断层巷道围岩破坏机制及支护优化

  赵伟,傅航,宋彦琦,马宏发,李向上

  针对某深井煤矿采区泵房及变电所过断层巷道出现的 顶板剧烈下沉、两帮内挤严重、底板鼓量大的现象,通过现场 调研、数值模拟及现场监测,分析了原有支护方案下过断层 巷道围岩变形破坏机制,提出采用高强锚杆＋注浆锚索联合 支护方案.结果表明:深部高地应力、断层局部应力集中及 剪切滑移破坏、支护强度不足等是过断层巷道围岩变形破坏 的主因;注浆锚索能够有效控制围岩破碎区范围,联合高强 锚杆调动深部围岩形成稳定支撑结构.现场位移监测结果 表明,优化支护方案后巷道过断层位置处不连续变形得到了 较好的控制,整体变形量大幅度降低,改善了围岩应力水平.

• 凡口铅锌矿高浓度尾砂充填材料特性试验研究

  吴军辉,熊有为,刘晓静

  针对凡口铅锌矿目前充填浓度低,生产成本高,尾砂利 用率不足等问题,研究了不同充填材料的配比参数,分析了 不同条件下料浆流动性变化规律和管道输送阻力特性.结 果表明,为满足采场机械化开采需要,采场浇面充填宜选择 分级尾砂作为骨料,灰砂比为１∶４,质量分数为７６％,充填 体强度 R３≥３．０ MPa;非浇面充填可选择混合尾砂作为骨 料,灰砂比为１∶４,质量分数为７０％,充填体强度 R２８≥３．０ MPa.充填料浆采用内径１３０mm 管道输送,流量为６０m３/h 时,分级尾砂料浆和混合尾砂料浆管道输送阻力分别为１．７７ MPa/km 和１．９７MPa/km.基于矿山现有充填管网系统及 管道参数,采用高质量分数充填时,管网系统充填倍线均小 于料浆自流充填倍线,均可实现自流输送.

• 基于锚固复合承载体理论的软岩巷道围岩控制

  高林生,,邓广哲,张明磊,赵启峰,丁映月,张尔辉

  深部软岩巷道一直是煤矿巷道围岩控制的难题.针对 贵州盘江恒普煤业２１１２６运输巷掘进期间围岩变形剧烈、多 次维修但效果有限、严重影响施工安全和掘进进度的难题, 采用锚固复合承载体理论计算了锚固复合承载体的承载能 力,分析了巷道破坏的原因,提出了巷道支护参数优化方案. 数值模拟和现场应用验证结果表明,巷道变形较优化前有了 显著降低,巷道掘进约２２d左右,围岩变形速度大幅降低; ３２d内巷道顶板下沉量为１２７ mm,底鼓量为７３ mm,两帮 移近量为２５６mm,围岩变形基本稳定.满足了巷道围岩稳 定性控制的需要,为软岩巷道围岩的控制和支护技术提供了 借鉴和指导.

• 深部矿井围岩导热系数热变特性试验研究

  辛嵩,朱晓镇,刘尚校,张逍,骆伟

  围岩放热是深部矿井热环境恶化的诱因之一,而围岩 的导热系数是描述围岩热传输能力的关键参数.在对招远 某金矿岩样的试验研究中,通过激光导热仪对花岗岩试样在 ２５℃至２００℃之间的导热系数进行了测量,并利用扫描电镜 进一步分析了花岗岩试样随着温度变化的微观损伤状况. 试验结果表明,当温度升高时,花岗岩试样的导热系数会降 低,温度从２５℃升到２００℃时,花岗岩试样的平均导热系数 从３．６５８ W/(m??K)下降至２．８１１ W/(m??K),研究结果为 井下热害防治提供了试验基础.

• 某微细粒嵌布铜锌铁多金属矿选矿试验研究

  李明明,林爽

  某多金属矿含铜０．３８％、锌４．９６％和铁２３．３４％,其 中主要矿物黄铜矿和闪锌矿嵌布粒度较细,呈稠密浸染分 布.为了高效回收矿石中的有用矿物,开展了系统的选矿试 验研究.结合矿石性质和硫化矿物的自然可浮性,确定了铜 优先浮选 锌硫混合浮选再分离 浮选尾矿磁选回收磁铁矿 的原则工艺流程.闭路试验可获得品位 ２１．９２％ 和回收率 ６２．６６％的铜精矿,以及品位４７．３６％和回收率６３．２８％的锌 精矿;浮选尾矿经磁选 浮选脱硫后,可获得品位６０．０５％和 硫含量０．５２％的铁精矿;同时矿石中的银和铟有价元素也在 铜锌精矿中获得了较好的富集,为该矿石的工业开发提供了 技术支持.

• 高岭土影响气泡几何特征的试验研究

  彭德强,,樊玉萍,董宪姝,谭之海

  为了研究高岭土对气泡尺寸的影响,以高岭土和吐 温８０作为改变液相环境的参数考察液相环境变化时对气泡 几何特征的影响,通过高速摄像技术获得气泡图像并利用图 形与图像识别技术(simplePCI)对气泡基本特征进行提取和 计算,最终获得气泡直径、气泡直径概率分布、气泡直径的累 计概率分布,并以此分析高岭土对气泡特征影响的规律.试 验中高岭土浓度分别为０．５g/L,１．０g/L,２．０g/L,４．０g/L, 吐温８０体积浓度为０．０６％,结果表明,高岭土、吐温８０改变 了液相环境的表面张力;在无离子环境中,气泡直径概率分 布呈单峰分布状态,峰中线在７ mm;高岭土对气泡直径大 小产生了影响,气泡直径概率分布呈双峰分布且峰中线分别 为６mm 和３mm.

• 基于瓦斯监控数据源的突出预警系统在下峪口煤矿的应用

  程晓阳,,蒲阳,,宋志强,

  为实现下峪口煤矿掘进工作面煤与瓦斯突出危险性的 非接触式连续预警,以瓦斯监控数据源为基础,建立了一套 集数据库、服务端、客户端和信息发布平台为一体的突出预 警系统,并通过统计学分析,确定了符合下峪口煤矿瓦斯涌 出特征的预警敏感指标及临界值.应用结果表明:预警系统 实现了下峪口煤矿掘进工作面突出危险性的实时在线监测、 超前预警和预警结果的及时发布,多次超前捕捉到煤与瓦斯 突出危险,总体预警准确率达到８４％.同时,预警系统实现 了突出危险多源信息的集约化、信息化管理.预警系统的应 用不仅显著提高了突出预测的准确性和实效性,也为煤矿智 能化建设奠定了基础.

• 基于视频图像的储煤场煤堆自燃检测方法

  卢才武,,白宝军,阮顺领,

  在储煤场长期储煤的过程中,煤堆自燃会造成巨大的 经济损失.根据煤炭自燃初期会产生烟雾的特点,提出一种 基于视频图像的煤堆自燃检测方法.对储煤场视频图像进 行预处理,以改善图像质量;结合差分图像和滤色规则提出 一种疑似烟雾区域检测算法,进一步提取疑似区域的 LBP 纹理特征和 HOG梯度特征;使用支持向量机(SVM)进行烟 雾的综合判定.试验结果表明,该方法的检测准确性可达到 ９５．０％以上,能有效检测煤堆自燃,进而提高储煤场的火灾 预警能力.

• 基于最小生成树原理的矿井通风网络监测布局优化

  李亚俊,,吴洁葵,,李印洪,,姚银佩,

  针对现有矿井通风系统中没有合理规划布局的监测节 点,监测布点不能及时反映矿山实际通风系统变化等问题, 利用最小生成树原理对矿井通风网络监测布局进行了优化, 该技术以图论理论为基础,根据矿山通风系统建立相应的数 学网络模型,利用最小生成树算法对分支赋有权值的通风网 络图求解最小生成树,得到通风网络图中权值最大的网络余 支组合,确定监测布点为最大的余支组合,并可通过监测所 得的余支风量计算得出通风系统各分支风量.通过该技术 方法可有效减少通风系统监测点数量,实时反映通风网络各 分支风量变化情况,提高监测系统的准确性和经济性,解决 通风网络监测不能反映矿山各处实际风量的难题,对矿山通 风监测系统布局具有重要指导意义.

• 改进遗传算法优化的矿车驱动系统自抗扰控制

  王鹤鹏,任园园

  针对矿山车辆行驶过程中易受冲击振荡,造成液压控 制系统剧烈波动、稳定性下降等问题,提出一种基于改进遗 传算法的自抗扰控制(ADRC)方法,首先通过分析矿车液压 驱动系统工作原理,建立变量泵控马达驱动系统的数学模 型;其次以矿车速度平稳控制为目的,设计自抗扰控制器,结 合模拟退火的思想拉伸适应度函数,改进遗传算法,并进一 步优化自抗扰控制器参数(GAＧADRC);最后在 MATLAB 中搭建矿车与液压驱动系统的联合仿真模型,采用 ADRC 和改进的 GAＧADRC两种控制方法进行速度控制性能和抗 扰能力仿真对比.仿真结果表明,改进的 GAＧADRC控制方 法速度控制精度高,抗干扰能力强,有助于大幅提升液压控 制系统的稳定性和鲁棒性.