矿业研究与开发杂志

矿业研究与开发杂志2022年第01期

• 铝土矿综合机械化开采及应用研究

  展明鹏;马军强;姚强岭;

  针对传统地下铝土矿开采方法回采率低、机械化程度不高、矿石贫化严重等问题,瓦厂坪铝土矿借鉴煤矿综合机械化开采方法进行了地下铝土矿综合机械化开采工业试验.结果表明:试采初期由于工作面“三机”设备选型和生产组织不合理,出现了工作面设备损坏和零部件严重磨损等现象,优化“三机”配套和生产组织管理后,铝土矿综采工作面能实现日均产量近２１００t,达到综采试验的预期目标,为传统铝土矿改变采矿方法树立了典范.

• 坚硬覆岩煤层开采空间结构演化特征模拟研究

  赵向阳;张向阳;韩宗会;韩刚

  针对工作面坚硬顶板破断及其动态演化易导致强矿压显现等问题,以门克庆煤矿为背景,通过相似模拟试验,深入了解和分析坚硬覆岩煤层开采空间结构演化特征.结果表明:低位坚硬覆岩初次来压步距为 ６０ m,周期来压步距为２０~３０m,覆岩结构由短砌体梁结构逐渐演化为采空区两侧形成的F型悬臂梁结构;中高位坚硬覆岩初次来压步距为１３０m,周期来压步距为５０~８０m,覆岩结构由长砌体梁结构逐渐演化为与低位坚硬覆岩共同在采空区两侧形成 F型悬臂梁结构;坚硬覆岩纵向位移变化区域逐渐增大,采空区中部位移增量大于两端,顶板最大下沉量为５．６９m,位于采空区中部;中高位坚硬覆岩“大周期来压”与低位坚硬覆岩“小周期来压”协同作用,导致工作面出现强矿压显现,严重影响工作面安全回采.研究结果对类似条件下的工作面安全开采具有一定的理论指导意义.

• 某金矿全尾砂充填材料影响因素及配比优化研究

  王灵;闫刚;付建新;刘建博;曹定洋

  为了探究充填材料各影响因素对充填体抗压强度的影响规律,选择山东某金矿尾矿库的４种尾砂作为试验材料,设计了影响因素为尾砂粒级、灰砂比、料浆质量浓度,响应指标为充填体抗压强度的 L１６(４３)正交试验,通过极差分析、方差分析以及回归分析确定各影响因素对充填体抗压强度影响规律以及确定最优级配尾砂和最优配比.结果表明:经过对化学成分以及粒径分布的分析,确定４种尾砂均可作为充填材料,但理论分析和试验结果均表明,３＃ 尾砂最适合作为充填材料用于井下充填;抗压强度试验结果、极差分析以及方差分析均证明各因素对充填体强度抗压性能影响敏感性顺序为料浆质量浓度＞灰砂比＞尾砂粒级;３＃ 尾砂３d、７d、２８d的线性回归方程的复相关系数Z２ 均大于０．９５,平均误差０．７６％＜２％,预测准确度高,推荐３＃ 尾砂、灰砂比为１∶６、料浆质量浓度为７０％的充填配比,满足该金矿的充填要求.

• 混合骨料胶结充填体的力学性能及其配比优化设计

  高承;尹升华;李德贤;寇永渊;张涛;

  针对质量浓度、水泥掺量、粗骨料含量及减水剂掺量４种因素对废石与尾砂混合骨料胶结充填体力学性能的影响,进行正交试验设计.通过对充填体抗压强度、坍落度进行极差分析和方差分析,得到了４种因素的影响程度和显著性影响因素.研究结果表明:质量浓度、粗骨料含量及减水剂掺量为充填料浆坍落度的显著性影响因素,而水泥掺量对充填料浆坍落度无显著影响;粗骨料含量及质量浓度为充填体早 期强度的显著性影响因素,而质量浓度及水泥掺量为充填体中后期强度的显著性影响因素;充填体后期抗压强度随粗骨料含量的增加呈先增加后减小的趋势,最佳粗骨料含量为６０％;最后就４种因素对混合骨料胶结充填体力学性能的影响进行了机理分析,建立了混合骨料充填体坍落度及抗压强度的回归模型,该模型能够准确预测混合骨料充填体的坍落度和抗压强度的变化规律.由试验结果得出该金属矿山充填料浆配比参数的最佳组合.

• 不同种类引气剂对充填料浆流变特性及力学性能的影响

  甘德清;杜双成;张友志;刘志义;常英杰;

  为探究不同种类引气剂对尾砂充填体力学性能的影响,用矿渣硅酸盐水泥(P．S．A４２．５)、某矿全尾砂、城市自来水及３种主流引气剂制备全尾砂充填胶凝料浆,探究不同引气剂对充填料浆的流变特性和充填体早期强度特性的影响,并用SEM 探究引入不同引气剂的充填体的孔隙结构.结果表明:十二烷基硫酸钠(K１２)的引入使料浆塑性黏度和屈服应力下降,但可改善料浆的流动性;加入引气剂使充填体早期强度下降,加入 K１２时下降幅度最小.SEM 微观结构显示,引气剂引入的气泡使充填体内部产生更多的孔隙结构,孔隙结构增多是充填体强度下降的主要原因;气泡越小越均匀,强度下降幅度越小.综合考虑料浆流变特性和充填体的７d单轴抗压强度,结合对充填体微观结构的探究,针对市面上的３种主 流 引 气 剂,在 料 浆 质 量 浓 度 为 ６０％、灰 砂 比 为１∶４的条件下,认为 K１２最适合用作充填料浆的引气剂.

• 充填料浆不同倾角弯管输送特性分析

  王忠昶;孙剑;陈阳;夏洪春

  为研究煤矸石充填料浆在不同倾角弯管内自流输送的特性,以某实际充填管路为背景进行建模,使用 FLUENT 软件模拟料浆在管道内的输送过程,分析不同入口流速条件下不同质量浓度料浆在不同倾角弯管内流动时的速度、压力特性及阻力损失.结果表明:各弯管出口截面处流速梯度随入口流速增大而扩大,入口速度大于１．４m/s时,梯度差大幅度增加;当料浆质量浓度大于７８％时,沿程管道阻力损失与弯管段局部阻力损失增长速率加快;弯管段局部阻力损失随弯管的倾角变小而增加,建议料浆管道输送时弯管段倾角大于６０°.

• 基于SSA-BP神经网络爆破参数优选试验研究

  何茂林;解明聪;徐振洋

  为实现矿山快速准确地选取爆破参数,提出了一种基于麻雀搜索算法(SSA)来优化 BP神经网络的数学模型,以抗拉强度、弹性模量、内摩擦角等６项影响矿岩可爆性因素为输入因子,以炮孔间距和炸药单耗为输出因子,基于训练样本建立参数优选模型.以辽阳宏盛镁矿为例,通过优选得到了该矿的爆破参数孔底距为１．５m,排距为１．２３７７m,炸药单耗为０．１６０３kg/t.实践证明,此模型有效改善了传统 BP神经网络收敛速度慢、精度相对较低等缺陷,相比经验公式得到的炸药单耗降低了２７．２％,大块率控制在５％以内,优选的爆破参数能够取得良好的爆破效果.

• 微细粒锡石的选择性絮凝浮选

  魏宗武;高玚;杨梅金;魏雪艳;梁华发;

  针对南丹某微细粒级锡尾矿中锡石品位低、泥化程度高、矿物种类较多、矿物嵌布较细、方解石类碳酸盐矿物含量高等特点,采用选择性絮凝浮选锡石的工艺流程进行回收微细粒锡石的试验研究.在pH 为６．５的条件下,使用组合调整剂羧甲基纤维素钠(CMC)＋水玻璃、选择性絮凝剂磺化聚丙烯酰胺(PAMS)、组合捕收剂水杨 羟 肟 酸 ＋ 氧 肟 酸 ＋P８６对锡品位为０．５３％的锡尾矿进行选择性絮凝浮选,获得了锡精矿品位为９．３５％、回收率为８１．８０％、富集比为１７．６４的良好指标.

• 芳香烃与磷化物协同分选低品位铜钼矿

  苏拓宇;姜效军;张琦;崔波

  针对内蒙古某大型低品位铜钼矿存在品位低、嵌布粒度细、铜钼矿石难选、金属量流失严重等问题,提出采用特殊的高沸点芳香烃与含磷化物协同作用提高低品位铜钼矿精矿回收率.利用激光粒度分析、XRD 测定了低品位铜钼矿的矿物特点;利用气质联用技术和IR 技术分析捕收剂结构和药剂在硫化矿表面的吸附特征,对原矿铜品位为０．２４１％、钼品位为０．０３６２％的低品位铜钼矿进行一粗三精三扫浮选试验,得到混合粗精矿铜品位为１７．２４％、钼品位为２．４４％,铜回收率从８８．３５％提高到９１．５７％,钼回收率从７５．７９％提高到８６．２８％.试验证明芳香烃与含磷化物的协同作用在黄铁矿存在下对铜钼具有高选择性,为低品位铜钼矿浮选提供了参考.

• 某金矿磨矿产品粒级优化试验研究

  杨晓峰;毕真胜;石宝宝;翟存楼;刘瑶瑶

  山东某金矿选厂磨矿作业存在介耗高、磨矿产品质量不达标、精矿回收率偏低等问题.在对矿石进行力学性质检测、球磨机给矿、排矿、分级机溢流、沉砂粒度分析的基础上,开展不同钢球球径配比的试验研究.研究发现矿石间力学性质差异性较大,存在高硬度且掺杂脆性矿石的现象,属难磨矿石.磨矿介质配比试验确定 Φ１００∶Φ８０∶Φ６０∶Φ４０＝１５∶２０∶３０∶３５为球磨机磨矿的最佳配比方案.最佳配比方案下磨矿产品,－０．０７４mm 级别产率增加了９．６５个百分点,＋０．２８mm 不合格级别产率降低了８．２２个百分点,磨矿技术 效 率 提 升 了 １２．３４ 个 百 分 点,球 磨 机 磨 矿 效 率 显 著提升.

• 胶磷矿脱镁试验的响应曲面法优化研究

  刘树永;吴中贤;赵通林;韩百岁;姜庆波;边春峰

  云南某中低品位硅镁质胶磷矿嵌布粒度较细,属于微细粒胶磷矿.其有用矿物主要为氟磷灰石,与白云石连生,连生体含量为２６．２３％.开展单因素试验分析了 pH 值、六偏磷酸钠用量和皂化脂肪酸用量对脱镁的影响,并利用响应曲面法优化脱镁条件.单因素试验结果表明,六偏磷酸钠和pH 值对磷精矿 P２O５ 品位和回收率的影响较为显著,而皂化脂肪酸在试验用量范围内对磷精矿的指标影响较小.响应曲面法得到的最佳条件为 pH 值 ５．８４,六偏磷酸钠用量２．７１kg/t,皂化脂肪酸用量０．８７kg/t.在该条件下,试验获得磷精 矿 P２O５ 品 位 为 ２６．４７％,回 收 率 为 ８７．９５％,杂 质MgO 含量为０．５４％的良好指标,与优化预测结果基本一致,证明了响应曲面法预测模型的可靠性和准确性.

• 西露天矿边坡失稳影响因素分析

  王瑞鹏;王金安

  针对西露天矿长年开采、矿震影响造成的边坡滑坡失稳现象,引入安全系统工程中的事故树分析方法,通过现场踏勘和资料调研,构建西露天矿边坡失稳的事故树模型.研究表明:能够引起边坡失稳的最小割集有１３２个、不发生失稳的最小径集有２个,边坡失稳的概率极大.在２０个基本事件中,雨水、循环冻融和软弱夹层的存在是边坡失稳的关键因素,结合数值分析发现软弱夹层在强度软化过程中,边坡可能出现沿上、下不同软弱夹层产生失稳,其边坡稳定性尤其对上软弱夹层的内摩擦角十分敏感.雨水入渗边坡的过程中,边坡表面的基质吸力、体积含水率不断增大,导致表面容重增大,同时水对岩石的软化作用均不利于边坡稳定,相关结论可供露天边坡灾害治理参考.

• 粒子群算法优化BP神经网络在边坡稳定性中的应用

  张晓宸;陈学军;宋宇;马佩鑫

  影响边坡稳定的因素繁杂多变,给边坡的稳定性评价与预测带来了困难,神经网络能够通过自学功能从样本数据中获取复杂的非线性关系,适用于解决边坡稳定性评价问题.因此,通过 Python语言建立了 BP神经网络模型,在此基础上借助粒子群算法提高模型的收敛速度与预测精度,建立了基于粒子群算法优化 BP神经网络实现边坡形变数据的分析预测模型,选取边坡土体的容重、黏聚力和内摩擦角等６个主要影响因素作为评判边坡稳定性的指标,将神经网络模型得到的预测结果与实际数据进行对比,结果表明利用粒子群算法优化后得到的预测值误差更小,验证了该模型的合理性和有效性.

• 多采区顺序连续开采对地面建构筑物的影响

  孙世国;于云鹤;杨文涛;宋志飞;肖剑

  近几十年来,抚顺老虎台矿区多次重复开采,为保证老虎台矿－２８０m 采区的安全开采,研究了－２８０m 采区与前期多采区按时间顺序连续开采对上覆岩体破坏区域的影响,运用数值模拟结合经验公式确定导水裂隙带高度,并对其进行分析,绘制不同采区连续开采的上覆岩体破坏区域,以此为依据判断随着煤层开采,会诱发顶板突水事故的发生,应将采区上方地表约１０万 m３ 的蓄水池移动到矿区西侧,考虑到后续煤层开采的安全性,应设置保护煤柱,确定煤柱的留设高度.

• 基于振幅比的危岩体稳定性分析方法

  路光;谢谟文;刘卫南;高世崇;郭登上

  节理面的黏结面积对危岩体的稳定性起决定作用,同时也影响岩石的动力响应.分析节理面黏结面积与节理面刚度之间的关系,可以建立危岩体和基岩的振动幅值之比与节理面黏结面积之间的关系;再结合极限平衡理论,可以建立基于振幅比指标的危岩体稳定性计算方法.提出了共振黏结长度的概念:当岩体节理面的黏结长度达到共振黏结长度时,危岩体对基岩振动响应最大;而在共振黏结长度两侧,岩体的振幅比会随着黏结长度的改变产生相反的变化.通过对典型危岩体进行的数值模拟,分析了岩体振幅比模拟结果与理论计算结果之间的差异,证实了基于振幅比的危岩体稳定性分析方法的有效性.

• 回撤通道末采围岩稳定性分析与控制技术研究

  陶雷;魏聪聪;尉瑞

  针对工作面末采期间回撤通道矿压显现剧烈的问题,通过现场监测、数值模拟,研究了塔拉壕煤矿３１０１工作面回撤通道区域应力演化规律及围岩塑性破坏特征,结果表明:(１)在末采期间,工作面超前回撤通道２０ m 范围内影响剧烈,围岩失稳严重;(２)在工作面距主回撤通道２０m 到贯通期间,主回撤通道区域应力分布从“非对称双峰值”状态逐步加强,最终演化为“对称单峰”状态,辅回撤通道区域应力场数值增加,状态基本不变;(３)末采期间,主回撤通道围岩塑性区逐步扩展,辅回撤通道围岩塑性区变化不明显.因此,基于顶帮协同控制的原则,提出预防性的主回撤通道补强支护方案,并配合 末 采 期 间 围 岩 稳 定 性 控 制 措 施,现 场 应 用 效 果良好.

• 埋深对浅埋大断面水工隧道围岩及初次支护变形影响研究

  甘飞飞;祁长青;张文涛;韩辉;李青鹏;郭伟超;

  以某排涝隧道为研究对象,利用 FLAC３D 建立模型,分析初次支护条件下隧道埋深对浅埋隧道的开挖变形影响,并与现场监测数据进行对比.研究结果表明:(１)沿着开挖方向,围岩的变形分为３个阶段,３个阶段的变形量随着隧道埋深的增加而增加;(２)拱顶沉降的变化速率比水平收敛要大,隧道埋深对拱顶沉降和水平收敛的影响范围保持不变,隧道的横向变形不受隧道埋深的影响;(３)锚杆的受力以洞轴线对称分布,在拱顶的受力最大;衬砌的受力在边墙和墙角处较大,衬砌最大变形发生在拱顶处,随着隧道埋深的增加,衬砌的受力和变形均有所增加.掌握浅埋隧道在不同埋深下的围岩变形规律,可以为类似的工程提供理论依据.

• 金川二矿大体积充填体下玻璃钢锚杆合理支护参数研究

  金川二矿大体积充填体下玻璃钢锚杆合理支护参数研究

  针对金川二矿区大体积充填体下玻璃钢锚杆合理支护参数问题,基于正交试验设计方法,选取锚杆的长度、锚杆直径、锚杆间距、锚杆排距和喷射混凝土厚度５个主要参数,对不同参数组合方案下的支护效果进行数值计算,以巷道变形、塑性区体积和经济成本作为评价指标,采用极差分析法和矩阵分析法分析了各参数对支护效果的影响.结果表明:锚杆长度为２．２m,锚杆直径为２０mm,锚杆间距为１．２m,锚杆排距为０．８m,喷射混凝土厚度为１００mm 时,支护效果最好;各参数对支护效果影响的主次顺序为喷射混凝土厚度、锚杆排距、锚杆间距、锚杆直径、锚杆长度.研究结论为金川二矿区大体积充填体下玻璃钢锚杆支护参数的合理选取提供理论依据.

• 深部高应力巷道卸压控制及支护技术研究

  谭香;伍伟敏;卢耀晖

  通过理论推导、数值模拟、现场试验等方法,研究了深部冲击高应力巷道卸压及支护问题,卸压钻孔应力分布规律和高应力巷道卸压控制区域的解析结果表明,破碎软化区半径主要受卸压钻孔半径、高地应力等影响,卸压钻孔周围煤岩体的破碎软化起到弱化高应力、转移高应力的作用,有利于保持巷道稳定.通过数值模拟研究并考虑钻孔效率和巷道支护,卸压钻孔直径宜为１１０~１３０ mm.针对高应力巷道提出的“卸压控制＋让压支护”技术与卸压孔保护技术,提高了巷道支护体的完整性,新支护方式现场试验应用后,巷道帮部最大变形为３００mm,顶板最大变形为１７１mm,巷道围岩裂隙范围明显减小,与原支护相比巷道未出现整体失稳现象,有效控制了高应力巷道的变形,维护了高应力巷道煤岩体的稳定性.研究成果为高应力巷道卸压控制和让压支护提供了理论指导.

• 循环加卸载下饱和类岩石材料能量演化和损伤特性分析

  经来旺;李学帅;严悦;彭绍驰;李树文;经纬

  为了研究循环荷载作用下饱水岩石的能量演化和损伤特性,利用水泥砂浆材料开展分等级循环加卸载试验和等荷载幅值循环加卸载试验,对比分析饱和类岩石材料在不同循环加卸载方式下的弹塑性应变、弹性模量、能量密度、损伤变量随循环次数的变化规律.结果表明:两种循环加卸载作用下,饱和类岩石材料的初始循环残余塑性应变均较大,分别占总残余塑性应变的６１％和７６％;分等级循环加卸载作用下,弹性模量随循环等级的升高先增大后逐渐减小,输入能密度和弹性能密度随循环等级的增加不断增大,耗散能密度先减小后逐渐增大,耗能比曲线呈现出“勺”形演化特征;等荷载幅值循环荷载作用下,弹性模量随循环次数先增大后缓慢降低,３种能量密度在损伤稳定发展阶段基本保持定值,材料破坏阶段耗能比迅速增大;基于耗散能定义的损伤变量,分等级循环荷载作用下,随循环等级的增加损伤变量变化曲线呈“上凹”形上升;等荷载幅值循环荷载作用下,损伤变量随循环次数的增加呈线性增长,且累积总应变能是分等级循环加卸载的３４．５倍,损伤破坏程度更大.

• 基于粒径差异性的粗砂岩强度参数特征分析

  谢良甫;刘晓东;张家兵;祝清阳

  为探究粒径差异性对粗砂岩抗压强度、弹性模量、泊松比、裂纹演化的影响规律与关联程度,以室内试验为基础,采用颗粒流数值模拟软件 PFC３D进行参数标定获取岩体合理细观参数,建立不同水平粒径比模型并进行单轴压缩模拟试验,分析基于粒径差异性的粗砂岩各参数的变化规律,并通过灰色关联模型定量分析粒径比与粗砂岩力学参数的相关性.结果表明:粒径比由２．０增至５．０,岩体抗压强度降低了２９．９３％,弹性模量降低了 １７．２０％,泊松 比 增 大 了 ５．６９％.根据裂纹演化规律将其分为第一区间(２．０≤r≤３．０)、第二区间(３．０＜r≤４．０)、第三区间(４．０＜r＜５．０),张拉与剪切裂纹数均与粒径比表现为负相关,剪切裂纹变化趋势为第三区间＜第二区间＜第一区间;张拉裂纹在第一区间内浮动较大,第二、三区间变化趋势相近.破坏模式的影响分析表明,粒径比较小时模型内粒径差异性较弱,颗粒分布较为均匀,颗粒之间形成的黏结接触面积较小,其抵抗黏结作用所产生的变形较弱,颗粒粒径对裂纹在延展方向上的影响作用较弱,此时模型多发生剪切破坏.灰色关联模型数据显示,与粒径比关联度最大的为泊松比,最小的为剪切裂纹数,其值分别为０．５７５和０．５１９,在试验中充分考虑粒径比的差异性,有助于合理调控与获取粗砂岩岩体的相关力学参数.

• 中间主应力对深部硬岩三轴卸荷破坏及能量特征影响分析

  张鹿;李占金;李群;梁鹏;程豪杰

  为分析 不 同 中 间 主 应 力 对 岩 爆 的 影 响,采 用 单 面 临空 五面受力的方式对深部花岗岩试件岩爆过程进行真三轴试验,对岩爆试件破坏特征、岩爆碎块粒径分布特点和岩石能量演化特性进行研究.结果表明,随着中间主应力的增大,首次出现颗粒弹射现象的时间点后延,而岩爆过程持续时间也相应变长;在中间主应力为１０~４０ MPa时出现岩爆坑,多表现为“V”型特征.岩爆坑尺寸和碎屑质量随中间主应力的增大而增大,岩石碎屑质量微粒与细粒所占百分比呈上升趋势,粗粒呈下降趋势;在岩爆试验过程中,中间主应力的增大使得岩石在峰值前试件岩爆破坏过程释放的能量增多.岩石在峰值应力处的总能量U、弹性应变能Ue、耗散能Ud与耗散能比例Ud/U 随中间主应力的增大而增大.研究成果为进一步探讨深部三向应力环境下硬岩岩爆机理提供参考依据.

• 煤层液态CO2相变致裂增透技术试验研究

  沈玉旭;张文阳;崔凯;郭俊庆;柴肇云

  液态 CO２ 相变致裂煤层增透技术可以有效解决煤层渗透性差、瓦斯抽采率低等难题.以长治矿区３号煤层为工程背景,通过理论分析导向裂隙、初始裂隙和裂隙扩展３个阶段的裂隙区半径,利用数值模拟研究单孔、多孔以及不同钻孔间距下的液态 CO２ 相变致裂低透气煤层裂隙扩展规律,并进行 了 现 场 工 业 性 试 验.研 究 结 果 表 明:单 孔 液 态CO２ 相变致裂爆破煤层的最大破坏范围为６m,爆破孔中间设置空孔可以扩大相变爆破致裂的破坏范围;实施液态CO２相变致裂技术后,３号煤层平均瓦斯抽采率由０．５７％增加到０．９２％,单孔瓦斯抽采率提高了１．２５~２．９１倍,瓦斯抽采率明显提升.该研究为液态 CO２ 相变致裂煤层增透技术提供 了理论依据和现场指导.

• 高原高寒露天矿区氟化物与硫化物特征及污染评价

  许泰;鄂崇毅;谢丽倩;张晶;先巴吉;孙满平;张帅旗

  为了明确氟化物与硫化物对土壤重构的影响,选取青海省木里露天矿坑周边土壤作为研究对象,在聚乎更矿区、哆嗦贡玛矿区和江仓矿区采集了９个采坑周边土壤样品２９个,在矿区外围采集草甸土壤样品２５个.对土壤中氟化物与硫化物的含量进行分析,并采用单因子指数法、内梅罗综合指数法和地质累积指数法等评价方法进行氟化物和硫化物的污染评价.结果表明,矿坑周边土壤中的氟化物含量远大于沼泽草甸土壤中的氟化物含量,超标率为７２．４％,矿坑周边土壤中的硫化物含量低于沼泽草甸土壤中的硫化物含量,氟化物对采矿活动和煤矸石堆积比较敏感,存在一定程度的富集和累积效应.评价结果表明,木里矿区周围土壤中硫化物在清洁安全范围内,氟化物整体在安全范围内,部分采坑存在轻度污染迹象.在利用矿渣、煤矸石等作为原料进行土壤重构过程中,应注意改善土壤对氟化物的环境容量,防止硫化物氧化和氟化物的淋滤对土壤环境造成恶化.

• 微波辅助改性褐煤-秸秆生物炭对Cr的吸附研究

  韩世明;董梦;刘栓;丁亚玲;石开仪

  重金属 Cr(Ⅵ)污染是目前亟需解决的突出环境问题,生物炭吸附法是一种最经济有效的方法之一.针对常规生物炭吸附率低的问题,以褐煤和稻秸秆为原材料制备生物炭,利用响应面设计法研究 NH４Cl、FeCl３、CaCl２ 在微波辅助条件下对生物炭进行改性,并通过 FTIR、XRD、SEM 等对生物炭进行表征,最后利用改性秸秆生物炭对重金属 Cr(Ⅵ)进行吸附研究.结果表明,采用 FeCl３改性,吸附时间为６h、温度６０℃、pH 为７的条件下吸附效果最佳,吸附率为９５．８％.在 FeCl３改性后,Langmuir比表面积由５２．２４ m２/g增加到１２７．５４m２/g,表面出现大量微孔,有利于对重金属的吸附.

• 中国产业部门碳排放关联效应——基于假设抽取法的分析

  黎江韵

  基于２０１７年全国４２个行业投入产出表和２０１７年能源消费量为数据,运用?综合能耗计算通则?计算出１１个产业群的碳排放量、碳排放强度,运用假设抽取法分析产业群间的总碳关联度、前向碳关联和后向碳关联,并将关联效应分解为内部效应、混合效应、净后向效应、净前向效应和净转移.结果表明:石化金属制造业和电水燃气生产供应业的碳排放总量和碳排放强度最大,净输出碳排放严重;建筑业、机械设备制造业的净吸收碳排放较多.目前,我国能源消费结构失衡,煤炭、石油等能源使用率依然较高.虽然国家近年 大力发展清洁能源,但始终占比不高,利用率较低.因此,必须优化国家能源消费结构,提升一次性能源使用效率,提高清洁能源的消费占比,减缓我国二氧化碳的排放量.

• 智慧充填系统赋能矿山新发展

  王增加;齐兆军;寇云鹏;杨纪光;宋泽普;贾海波

  山东黄金集团在矿山充填方面积累了大量试验和工业数据.由于缺乏数据管理,大量的数据无法为矿山的生产经营提供有效的决策支持.随着矿山开采向深部发展,传统的自动化充填控制系统难以实现充填工艺参数的自优化.针对上述问题,首先分析了现阶段充填智能控制系统发展方向,提出了“智慧充填”概念;结合新一代人工智能、模糊推理等技术,设计包含充填智能控制和数据集成管理的智慧充填系统,最终实现了充填系统以及试验数据的数字化建模与信息化管理.实践表明:智慧充填系统可降低充填成本,提高充填效率,促进充填工艺的智能化转型升级,加快矿山的生态、智能和高效发展.

• 基于DEM-SPH耦合的高浓度充填料浆搅拌仿真

  熊有为;刘福春;刘恩彦;雷显权

  :采用基于离散元方法(DEM)和光滑粒子流体动力学方法(SPH)耦合的仿真方法,对高浓度充填料浆固液两相混合介质搅拌过程进行仿真,研究不同搅拌结构对料浆搅拌效果的影响.仿真结果表明:增加叶片直径、叶片组数和搅拌轴数量均可提升物料搅拌均匀性.在５组不同结构的搅拌机方案中,双轴搅拌机达到均匀效果的搅拌时间最短(１８０s),可在不增加搅拌机尺寸的条件下实现最大的生产能力,适用于大规模矿山大流量充填系统高效生产.

• 基于改进AHP-Fuzzy评价法的煤矿智能机械化系统可靠性研究

  罗香莹;谢雄刚;杨培君

  为了系统、定量、客观地分析评价煤矿智能机械化系统的可靠性,通过建立改进 AHPＧFuzzy评价模型,以贵州省华成煤矿为工程实例,从通风、瓦斯抽采、运输、排水、压风和供配电６个方面建立层次结构模型,选用２７个三级指标,使用改进 AHP的三标度法建立判断矩阵,计算得出权重向量并进行模糊综合评价.结果表明,华成煤矿智能机械化系统可靠性综合评价得分为７６．２９,可靠性等级为比较可靠,符合该煤矿的智能机械化体系情况.

• 螺旋输送机叶片母线DEM-FEM设计研究

  姚峰林;吕世宁;孟哲;杨浩;谢长开

  针对垂直螺旋输送机在输送矿粉时,螺旋叶片母线函数设计缺乏理论依据的问题进行了研究.以输送效率、最大变形量、应力分布作为结构是否合理的评价标准.采用单质点理论对新型螺旋叶片进行了初步的设计,并且提出了一种基于颗粒孔隙率用于评估 EDEM 周期性模型 精 确 度 的 算法.建立 EDEM 模型并对其进行了仿真计算,与单质点理论计算结果相比较,结果表明单质点理论仅能大致表现颗粒运动变化趋 势,难 以 准 确 地 反 映 实 际 运 动 变 化 状 况;并 对４５％填充率、１２００r/min工况下的垂直螺旋输送机进行了DEMＧFEM 联合仿真分析,发现在垂直螺旋输送机中倾斜直母线型螺旋叶片最大应力载荷与最大变形量显著小于传统的水平直母线型螺旋叶片,为之后的垂直螺旋输送机的叶片结构设计提供参考.

• 超深井多源信息集成与安全管控平台应用研究

  刘艳红

  针对某矿超深井安全集控的需求,为快速掌握井下生产环境和安全隐患,构建了一套多源信息集成的二维、三维一体化平台.该平台以 Unity３D为基础,以数据中心为核心,构建了井下真三维场景,同时,通过数据采集、数据库集成等技术将引起深井岩爆、围岩变形、突水等灾害的安全监测监控数据集成至数据中心,并利用虚拟现实技术进行三维可视化展示,实现了井下生产安全动态管理.应用结果表明,该平台实现了该矿超深井地质、结构、水文、微震、围岩变形、现场检查等多源信息的可视化集成管理,减少了系统维护人员,可在地表办公室实时远程监控井下生产状况,综合分析生产安全影响因素,为超深井安全管控与快速决策提供辅助技术支持.

• 基于改进RSEI模型的矿业城市生态环境质量变化研究

  黄锦;陈勇;周皓;梁雅琪;杨金凤;刘艳中;杨梅

  RSEI模型已越来越多地应用于区域生态环境质量演变研究,然而 RSEI模型也存在一些不足,不同年份间绿度、湿度、干度、热度指标,以及耦合RSEI 值并不一定具有可比性.针对这一问题,选取伪不变地物为基准对指标值进行年间修正,并将修正后的指标值进行多期数据的综合主成分分析,建立不同年份间统一的 RSEI评价模型.大冶市２０１３—２０１８年生态环境质量变化结果显示:(１)２０１３年、２０１８年大冶市RSEI 均值分别为０．５７１,０．５３６,等级均为一般且呈下降趋势;(２)生态环境质量变好的区域分布在大冶市西北部矿区、北部旧城区和交通沿线,主要得益于矿区生态修复、旧城区绿化改造及交通用地的自然恢复;生态环境质量变差的区域包括大冶市城区和各乡镇的扩张部分,主要由于建设用地的增加;(３)矿区对生态环境质量的影响范围为４km 左右,随着缓冲区半径的增加,生态环境质量逐渐变好.

• 矿业权“净矿”出让制度探索与实践研究——以山东省为例

  陈文韬;禚传源;陈莉;孙伟清;胡戈;梁太涛;程光锁;许洪芳;闫诚;韩代成

  “净矿”出让是我国矿业权出让制度的一项重大创新举措,结合国家矿产资源管理改革精神,通过总结山东省推进“净矿”出让试点工作的实践经验,分析“净矿”出让典型案例,阐述了关键环节和主要亮点,总结形成了“五个到位”,即权属调查到位、政策服务到位、部门协同到位、交易程序到位、履职监管到位,初步提出了“净矿”出让制度模式,确定了主要工作流程,明确了“净矿”出让主要含义和具体标准,进一步丰富了“净矿”出让的内涵要义.