矿业研究与开发杂志

矿业研究与开发杂志2022年第09期

• 复合岩层诱导冒落发展过程及破坏特征研究

  钟敏;杨鹏;胡颖鹏

  无底柱分段崩落法在正常回采之前必须先形成覆盖层.以某大型有色金属矿山由下向分层胶结充填法转无底柱分段崩落法为工程背景,采用 PFC(ParticleFlowCode)离散元数值模拟方法研究了由胶结充填体、片麻岩和第四系表土构成的复合顶板岩层诱导冒落发展过程和破坏特征.研究结果表明,在工程诱导条件下复合岩层将发生“胶结充填体拱形散体冒落＋片麻岩整体岩柱滑落＋第四系表土拱形散体冒落”的特殊复合冒落模式.崩落法首采分段回采结束后可形成厚度不小于３０m 的散体覆盖层,同时在崩落法回采过程中,可通过调控回采顺序来延缓断层破坏时间,从而避免因断层破坏带来的地质灾害.在过渡期崩落法采场和充填法采场均应采取整体由东向西的顺序推进,二者在推进顺序和回采进度上保持时空协同,使两种采矿法的采场始终在平面上保持较大的距离,避免不同采场之间采动应力的不利影响,确保充填法与崩落法的安全高效协同开采.

• 大直径高位钻孔代替高抽巷治理采空区瓦斯研究

  陈凯;王飞;高亚斌;贺志宏;刘振明;焦治平;王俊虎

  为了解决高抽巷采掘交替紧张、回采成本高、施工周期长的难题,提出了用大直径高位钻孔代替高抽巷来抽采采空区瓦斯,并对 钻 孔 合 理 布 置 层 位 进 行 了 研 究,以 山 西 某 矿 ６８３１０工作面为工程背景,采用 FLAC３D数值模拟和现场工业试验的方法进行分析研究.结果表明:模拟得到裂隙带高度为３４．２ m,垮落带高度为１２．５ m,与理论计算值基本一致;通过比较不同钻孔直径的应力集中系数和卸压范围,得到钻孔的最佳直径为０．４m,最佳布孔间距为１m.现场实测数据显示,大直径高位钻孔作用后上隅角瓦斯体积浓度降到约０．３７％,回风巷瓦斯体积浓度降到约０．２８％,抽采纯量与抽采浓度和高抽巷相当,有效解决了上隅角瓦斯超限的问题,同时证实了大直径高位钻孔代替高抽巷的可行性.

• 露天矿山边坡预裂爆破导向空孔技术研究及应用

  李杰;赵明生;杜炼

  针对露天矿山边坡预裂爆破,建立导向空孔爆破计算模型,分析导向空孔孔径、装药炮孔不耦合系数、装药炮孔与导向空孔孔距对预裂爆破效果的影响.针对别斯库都克露天煤矿的边坡预裂爆破,根据现场已有设备型号,确定预裂孔和导向空孔孔径为１２０mm,最佳不耦合系数为１．５,开展装药炮孔与导向空孔不同孔距下预裂爆破试验,对保留岩体预裂成缝、半孔率及平整度进行综合评价,得到孔距为２．２m 时,预裂缝成型好,保留岩体的损伤程度最小,边坡半孔平均成型率达到８７．６％,边坡壁面光滑,根底情况良好,无浮石、碎石,取得了较好的边坡成型效果,提高了边坡保留岩体的稳定性,可供类似工程参考借鉴.

• 基于速度势的多抽采钻孔干扰理论

  张士岭;宋志强

  为得到多抽采钻孔干扰下瓦斯流场的基本特征,基于速度势理论及其叠加原理,对多钻孔共同抽采时的速度场确定方法进行了研究.推导得出等流量双钻孔互扰时的等势线族方程、流线族方程以及速度场分布函数,进而得到双钻孔干扰下的流线、等势线分布特征以及主流线和分流线上的速度变化规律,为钻孔抽采空白带位置计算提供了理论依据,并利用 COMSOL Multiphysics进行了模拟验证.结果表明:两钻孔同时抽采时,从钻孔附近到远离钻孔的煤体深部,其等势线形状先是椭圆形,再为伯努利双纽线,最后逐渐趋近于圆形;其瓦斯流线或运动轨迹呈双曲线形式,与单一抽采钻孔流场特征有很大的不同.主流线上的流速最高,分流线上的速度先增大后减小,并在距平衡点１/２个钻孔间距位置达到最大值,钻孔外侧流速比内侧高.抽采空白区一般形成在平衡点位置附近,平衡点到两钻孔的距离之比与其流量成正比.

• “三软”煤层穿层水力冲孔增透技术研究

  牟全斌

  为提高“三软”煤层水力冲孔增透效果,分析了“三软”煤层水力冲孔增透原理及技术难点,提出了穿层水力冲孔增透技术,并对冲孔设备优选、施工流程、排渣技术、煤水分离技术、护孔及封孔技术等关键环节进行了研究.以孟津矿二１ 煤层为例,进行了穿层钻孔水力冲孔增透试验,并考察了效果.结果表明:冲孔后钻孔直径扩大了７．１４~１１．４０倍,单孔冲煤量在６．３~１４．４t之间,冲孔影响范围内煤层瓦斯压力降低了５６．２５％,瓦斯含量降低了３７．７９％,煤层透气性系数增大了５７．２９倍,与普通钻孔对比,单孔平均瓦斯抽采纯流量提高了１７．５０~４３．７５倍,瓦斯抽采体积百分数提高了１．７８~２．８３ 倍,为 “三 软”煤 层 瓦 斯 治 理 提 供 了 关 键 技 术支持.

• 贵州某金矿超细尾砂充填工艺优选与应用

  祝鑫;彭亮;仵锋锋;尹旭岩;刘杨;杨鑫

  为适应贵州某金矿充填采矿法开采的需要,进行了全尾砂胶结充填系统建设的研究.首先,对充填尾砂的密度、容重、孔隙比等物理性质、粒度分布进行了测定和分析;其次,制定了尾砂浆浓密充填连续制备工艺方案、压滤尾砂充填间断膏体制备工艺方案两种方案;最后,对这两种方案从工艺、投资及运行成本等方面进行了对比分析.结果表明:全尾砂－２００目含量为９５％,属于超细尾砂;充填能力５０~６０m３/h,每天充填７h,充填料浆质量浓度为６０％,即满足矿山生产对充填系统能力的要求;考虑到充填系统投资、充填成本、技术可靠性等方面,优选尾砂浆浓密充填连续制备工艺方案为该金矿超细尾砂充填最佳方案.实际建成的充填系统运行至今系统顺畅,充填效果良好.

• 磷矿浮选超细全尾砂胶结充填的试验研究

  张儒学;王谦源;王孟来;王海龙;黄杰

  磷矿浮选尾砂具有粒级细、含泥量高的特点,使用传统水泥胶凝材料难以固化且强度较低.结合昆明某磷矿地下充填开采实际,试验验证了采用高性能胶固料胶结浮选全尾砂充填的可行性.试验结果表明:采用高性能胶固料可以很好地解决超细浮选尾砂充填的固化强度问题,与添加碎石方案相比,直接充填成本能够降低一半.研究了灰砂比、料浆质量浓度、养护龄期等对充填体强度的影响,发现灰砂比和料浆质量浓度对强度的影响呈线性规律,养护龄期与强度的关系则可用 Logistic函数描述.

• 电解锰渣井下充填试验研究

  魏甲明;张海胜;尹升华

  电解锰渣是一种工业废弃物,其地表堆存对环境的危害性大.为了高效处置电解锰渣,开展了电解锰渣井下充填试验研究.结果表明:掺加入１０％生石灰,然后２００℃烘干１h的电解锰渣的氨氮去除率可达９９．９９％;采用经干法除氨的锰渣与水泥制备成 EMRＧCaOＧPO 充填料浆,料浆质量浓度小于６２％时,流动性能好;质量浓度为６０％、６２％,灰渣比为１∶４时,充填体５６d强度分别为２．９５MPa、３．３５MPa,可适用于井下充填;固结后的充填体毒性浸出结果满足地下水Ⅰ类排放水质标准;实际生产中可结合回转窑、吸收塔、复合破碎机等综合处理电解锰渣,使其可用作井下充填的骨料.

• 某复杂高硫低钼铜多金属矿综合回收试验研究

  林清泉;于虎;戴智飞;曾令明;周坤;朱秋飞

  针对某复杂嵌布的高硫低钼铜多金属矿石进行了综合回收 试 验 研 究. 在 原 矿 入 选 品 位 含 Cu０．５７％、含 Mo０．０１９％、含S８．４８％的条件下,采用铜钼混合浮选—粗精矿再磨精选—铜钼分离浮选—混浮尾矿选硫的工艺流程,获得了铜精矿含铜品位１８．０６％、铜回收率７８．８８％,钼精矿含钼品位４５．９８％、钼 回 收 率 ６０．２２％,以 及 硫 精 矿 含 硫 品 位４６．８６％、硫回收率８８．３５％的选别指标,实现了铜钼硫多种资源的综合回收.

• 某铜钴硫铁矿综合回收选矿工艺技术研究

  廖乾

  某铜钴硫铁矿含铜０．５６％,含钴０．０７４％,含硫９．２０％,含铁２５．９０％,以原生硫化物形式产出的铜占８８．９３％,以类质同象形式赋存在黄铁矿中的钴占９０．５４％,呈磁铁矿产出的铁占４１．５８％.为开发利用该矿石资源,在矿石性质研究的基础上,开展了铜硫钴依次优先浮选工艺技术研究和铜硫钴混合浮选—分离工艺技术研究,最终确定了铜硫钴混合浮选—分离—浮 选 尾 矿 磁 选 工 艺 技 术,可 以 获 得 铜 品 位２８．５９％,铜回收率９１．３４％的铜精矿产品;含钴０．３４％、含硫４５．４７％,钴回收率８８．３４％、硫回收率８６．９１％的硫钴精矿产品;铁品位７０．６３％,含硫０．１５％,铁回收率３３．３４％的铁精矿产品,实现了铜、钴、硫和铁的综合高效回收.

• 湖南某含砷金矿的选矿试验研究

  梁斌珺;胡海祥;唐丽群

  湖南某金矿石中有价元素金的平均品位为３．４０g/t,金均以自然金的形式存在,主要载金矿物为毒砂和黄铁矿,有害元素砷和碳含量分别为０．３６％和１．４２％.金的解离分析表明,在磨矿细度－０．０７４ mm 占６５％的条件下,矿石中的可回收金主要以硫化物包裹金和单体及裸露金的形式存在,二者合计分布率为９４．６９％.根据矿石性质的研究结果,采用重选 浮选联合工艺对金矿物的回收进行了试验研究,在磨矿细度为－０．０７４mm 占６４．１％的条件下,先经过摇床重选和淘洗得到重选精矿,再以重选和淘洗尾矿为原料,通过一粗二精三扫的闭路试验流程得到浮选精矿.将重选精矿和浮选精矿合并得到最终产品,最终产品中金的品位和回收率分别为１１３．９１g/t和９３．１４％,金的实际回收率与理论回收率仅相差１．５５个百分点.

• 基于细观角度的岩石冲击动力学研究进展及展望

  徐景龙;郭连军;王军祥;王雪松

  岩石固有属性的差异影响着其受载力学性能及细观损伤演化规律,寻找冲击荷载下岩石宏观破坏与细观结构的内在联系对于了解岩石材料爆破特性有着深远意义.将岩石的细观结构与动力学特性相关联,综合评述了岩石静力学中宏观 细观两种尺度相结合的研究进展,对岩石动力学研究中现有技术手段的不足进行了归纳,指出未来岩石动力学应从理论方面汇总了动态损伤本构模型的研究进展,从试验和模拟手段两方面总结了基于细观角度的岩石动力学损伤规律.指出未来岩石动力学应从理论、试验以及模拟手段三个方面进行更深入的研究.

• 基于Salamon模型的采空区应力响应特征及区段煤柱合理留设宽度研究

  张宏;姜泽;樊建宇;李竹

  :针对临空巷道大变形及控制难题,以陕北某矿５－２ 煤两相邻工作面开采为研究背景,提出了通过优化区段煤柱留设宽度来减小巷道变形的方法.综合采用理论分析和数值模拟,研究了不同区段煤柱宽度下采空区应力分布特征及中部应力恢复区宽度,区段煤柱载荷分布形态及演化特征,并结合区段煤柱弹塑性演化规律,确定区段煤柱合理留设宽度.结果表明:① 双面开采后,首采工作面采空区 Salamon单元垂直应力呈不对称“马鞍形”分布,且随着区段煤柱宽度的增加,应力峰值从５．８ MPa逐步减小至３．９ MPa,采空区应力恢复区宽度从１８７m 缩减至１６２m;而临空工作面采空区Salamon单元采空区垂直应力呈“尖顶拱形”分布,峰值及中部应力恢复区宽度变化不大;② 随着区段煤柱宽度的增加,其垂直应力分布形态由“拱形”逐步演化为“马鞍形”,应力峰值由３７．１９MPa逐步减小至２８．３２ MPa,垂直应力趋于均匀化,并以弹性核区占比４０％作为煤柱临界失稳判别指标,确定区段煤柱的合理宽度为２０m,与理论计算结果基本一致.

• 近距离煤层回采扰动下巷道分区段底鼓控制方法研究

  董崇泽;翟志伟

  针对近距离煤层开采过程中下伏煤层巷道底鼓问题,采用数值模拟与现场监测相结合的方法,对某矿近距离煤层巷道底鼓控制方法进行了研究.结果表明:随着上伏煤层工作面推进,下伏煤层巷道所受应力表现为先增加后减小特征,应力峰值出现在工作面距巷道１５m 时,此时巷道最大垂直应 力 达 ２８．５ MPa,巷 道 顶 底 板 及 两 帮 位 移 分 别 达 １９５mm、７７３mm 与１３５mm,巷道底板变形最为严重.根据研究结论提出了巷道底板切槽卸压与“U 型钢＋反底拱”加强支护相结合的分区段底鼓控制方法,给出了合理的切槽卸压参数.现场实践表明,巷道底板切槽卸压段与加强支护段的底板最大垂直位移分别降低６２．１％和５８．１％,实现了近距离煤层巷道底鼓的有效控制.

• 深厚表土综放采场孤岛煤柱整体失稳型冲击机理研究

  周涛;夏彪;李欢;孔震;袁腾飞;周广飞;朱斯陶

  以赵楼煤矿７３０３工作面为背景,采用理论分析、数值模拟等方法,对深厚表土综放采场孤岛煤柱整体失稳型冲击机理进行了研究.通过研究发现了深厚表土综放采场孤岛煤柱的覆岩空间结构演化规律,以此建立深厚表土综放采场基岩断裂前后的支承压力估算模型,通过计算得到基于防冲的赵楼煤矿７３０３采空区孤岛煤柱临界宽度为１１３m,并采用数值模拟进行验证.结果表明,留设１２０m 隔离煤柱不会发生整体失稳型地压.

• 不同围压下粗糙裂隙渗流规律试验研究

  王家华;郭恒

  了解应力耦合条件下裂隙岩体中的流体流动特性对于指导岩土工程设计具有重要意义.为了研究粗糙度和围压对裂隙岩体渗流的影响,首先通过三维形貌扫描仪获得了预制裂隙面的形貌数据;之后在围压为１．０~５．０ MPa的条件下,对不同粗糙度的砂岩裂隙试样开展了不匹配渗流试验.试验研究结果表明:在围压恒定时,不匹配砂岩裂隙中流量均随着压力梯度的增加而增大,而且,福希海默方程可以很好地描述压力梯度和流量之间的非线性关系.围压和压力梯度不变时,岩石裂隙中的流量随粗糙度的增加而减小.进一步研究发现,福希海默方程中的线性系数a 和非线性系数b均随着表面粗糙度和围压的增加而增大.表观导水系数并非恒定不变的常数,其数值随着雷诺数的增大而减小,水力开度eh随着围压的增大而减小.

• 高温三轴应力下寒武系鲕状灰岩单裂隙渗流特性研究

  董文强;冯子军;杜赓;徐晓鹏;赵阳升;王冲

  :裂隙渗流特性对中深层地热开发至关重要.为研究高温三轴应力下寒武系鲕状灰岩单裂隙渗流特性,采用高温三轴渗流试验系统,进行不同温度(室温至４００℃)、不同三轴应力(２０~３５MPa)的渗流试验.结果表明:在恒温条件下,随着轴向应力增加,裂隙岩样的渗透率逐渐升高;在恒温条件下,随着侧向应力增加,裂隙岩样的渗透率逐渐降低;在渗透压力不变的情况下,在室温至４００℃的升温过程中,裂隙岩样的渗透率随温度的升高而降低.在升温初期,单裂隙面岩样渗透率降低速率很大,在４００℃的温度条件下,渗透率接近于０.研究结果可为中深层地热开发提供一定的指导.

• 三氯化铁对细粒铁尾矿絮凝沉降的影响研究

  龙国兵;张红梅;石肖;马健

  基于细粒尾矿的粒度组成及化学成分分析,探索了三氯化铁絮凝剂的药剂用量、矿浆pH、分散时间和矿浆温度对细粒尾矿絮凝沉降效果的影响.研究结果表明:当絮凝剂用量为３０mg/L、矿浆pH 为９、分散时间为２min、矿浆温度为６０℃时,澄清层高度为１５９．７mm,沉降速度为１５．９７mm/min,浊度为１６．２５NTU,细粒尾矿沉降效果最好.建立了细粒尾矿沉降速度模型,模型的相关系数 R２＝０．９５６８,该模型拟合结果较好,具有较高的精度,对细粒尾矿沉降过程的研究具有一定的指导意义.

• 基于灰色关联分析的全尾砂静态絮凝沉降参数优化研究

  武鹏杰;吴爱祥;王少勇;阮竹恩;曹玉坤

  针对某铅锌矿低质量分数全尾砂料浆通过高效絮凝沉降实现固液分离,最终生成高质量分数底流料浆的过程,选择絮凝剂类型(分子量)、絮凝剂单耗、进料稀释质量分数作为试验影响因素,选择絮凝沉降过程中的相对絮凝率、２４h极限底流质量分数和固体通量为表征参数,采用单因素试验设计和灰色关联分析(GRA)对全尾砂料浆的静态絮凝沉降参数进行了优化.单因素试验发现:在试验设计水平范围内,相对絮凝率随絮凝剂分子量的增加先线性增长随后趋于稳定,随絮凝剂单耗的增加线性增大,随稀释质量分数的增大线性减小;底流质量分数随絮凝剂分子量、单耗的增加线性减小,随稀释质量分数的增大线性增加;固体通量随３个表征参数的变化均呈抛物线变化.对试验结果进行灰色关联分析,得出进料稀释质量分数为絮凝沉降试验的最优影响因素,底流质量分数和固体通量为絮凝沉降的准优特征.最终确定该铅锌矿最佳絮凝条件为:絮凝剂分子量１８００万,絮凝剂单耗１５％,进料稀释质量分数１８％.

• 不同纤维调控水泥基胶结充填体强度性能研究

  陶博识;刘卫星

  为了提高充填体稳定性和采空区充填质量,采用聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维和玻璃纤维作为增强剂,探讨了３种纤维不同掺量对尾砂胶结充填体力学性能的影响规律,比较了掺纤维和无纤维作用下胶结充填体的破坏模式,采用扫描电子显微镜揭示了掺纤维尾砂胶结充填体水化机理.试验结果表明,胶结充填体抗压强度随着纤维掺量的增加呈先上升后降低的趋势,当纤维掺量为０．６％时,充填体抗压强度达最大值,从强度增益效果来看,聚丙烯纤维最好,聚丙烯腈纤维次之,玻璃纤维最差.纤维对充填体抗折强度增益效果优于抗压强度的增益效果,当聚丙烯纤维掺量为０．９％,聚丙烯腈纤维掺量为１．２％,玻璃纤维掺量为１．２％时,胶结充填体抗折强度达最大值,掺纤维胶结充填体３d、７d、１４d和２８d最 大 抗 折 强 度 增 幅 为 １５７．８９％、２１６．００％、２１７．８６％、１４３．４０％.在单轴荷载破坏作用下,无纤维充填体试块出现多条长且宽的贯穿性裂纹,边角部位伴有较多碎块脱落,而掺纤维充填体试块仅出现细短微裂纹,试块保持较高的完整性.掺纤 维 充 填 体 水 化 产 物 以 钙 矾 石、C—S—H 凝 胶 和Ca(OH)２为主,纤维与充填体基体交界处被大量水化产物包裹,能够有效抑制裂缝扩展,增强充填体结构的黏结力和抵抗外界变形的能力,使充填体保持较高的力学性能.

• 基于相似理论的尾矿库溃坝模型试验研究

  孙少华

  为了定量掌握尾矿库坝体的溃决过程及其对下游的影响,采用相似理论建立尾矿坝物理模型,对某高程尾矿库溃坝进行了详细过程记录和研究,分析溃坝过程中坝址流量、水位过程线以及尾砂向下游演进规律.试验结果表明:尾矿坝在４０min左右发生漫顶、垮塌泄流现象,同时坝址出现洪峰,其最大流量达４０４０m３/s,洪峰沿程传播衰减,其下游断面洪峰逐步平坦且形态呈锯齿状;堆积坝最大溃口宽度约１１０m,深度约５０m;溃口下游断面水流宽度有所缩窄,随着水流的逐步 下 移,溃 口 宽 度 先 增 大 后 逐 步 减 缓 趋 于 平 衡.研究表明,尾矿堆积坝顶在溃坝时为尾砂下泄的重点破坏区域,特征断面越靠近堆积坝,冲刷深度越大,离堆积坝越远冲刷深度越 小,且 冲 刷 宽 度 越 来 越 窄,泥 沙 淤 积 现 象 越明显.

• 废弃玄武岩纤维改性后对选矿废水中重金属离子吸附研究

  张谌虎;马毅;朱山;陈鹏;王成勇;李子文

  连续玄武岩纤维是一种新型的高性能纤维.生产中受到原料所含杂质组分影响,频繁出现大量断丝、飞丝的现象,从而废弃了大量的玄武岩纤维.以废弃玄武岩纤维为载体,通过表面改性,制得玄武岩纤维吸附剂,实现对选矿废水中重金 属 离 子 吸 附 处 理. 为 了 探 究 纤 维 改 性 方 式,采 用FTＧIR,SEM 对其进行表征.考查了添加量、pH 值、吸附时间等因素对吸附铜、铅离子的影响.结果表明:改性纤维投加量为０．８g??L－１,pH＝７,吸附时间为４h条件下,对两种金属离子的最佳去除率能达到８３．３８％和８３．８７％,吸附符合准二级动力学模型.若改性玄武岩纤维应用于选矿废水处理中,废水所含 Cu２＋ 、Pb２＋ 离子满足国家相关排放标准,完全实现以废治废.

• 关于两种微生物协同加固铀尾砂及防止铀元素迁移的试验研究

  李揽月;伍玲玲;胡林;田亚坤;章求才;张志军

  加固铀尾矿坝时防止铀元素的扩散和迁移至关重要.将微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP,microbialinducedcarbonateprecipitation)技术与放射性污染防治相结合,同时使用巴氏芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌两种微生物,通过微生物矿化作用产生的碳酸钙加固铀尾砂,研究该过程对铀尾砂中铀元素的固化作用.结果表明:经过１４d的注浆加固,巴氏芽孢杆菌与地衣芽孢杆菌的协同试验组和巴氏芽孢杆菌的单独试验组渗透系数分别降低至初始值的１２．５％与１３．９％,铀尾砂渗滤液 中 铀 的 质 量 浓 度 分 别 降 低 至 ０．０５６ mg/L 与０．０７１mg/L,在不同围压的三轴剪切试验中,应力 应变曲线的峰值比原尾砂提高两倍以上.证实地衣芽孢杆菌对铀尾砂中铀元素的迁移及对砂土的加固均有明显的改善作用,为铀尾矿库的砂土加固与污染防治提供了技术支撑和参考依据.

• 高地温深部矿井巷道通风联合喷雾降温控制技术研究

  刘会景

  :为解决矿井巷道高温环境危害,采用理论分析、数值模拟及现场应用效果分析等方法,研究高地温矿井温度场分布,同时模拟分析不同通风风速和通风温度对矿井环境温度的影响,并对喷雾降温效果进行分析,研究结果表明:提高通风风速能有效降低矿井环境温度,风筒出 口 速 度 为 ４ m/s时,通风降温效果最好,通风速度v 与巷道内温度T 变化存在关系为T＝３００．７９v－０．００４(R２ ＝０．９９);降低通风温度能够在增加通风风速的基础上进一步起到降低环境温度的效果,通风温度设置为２８８K 时,可以满足现场巷道掘进面处通风降温的要求;按照模拟确定出的最佳通风参数进行现场通风调整,监测发现巷道开挖面处的最大降温值可以达到１０．１６K,最高降温率为３．３８％,采取通风及喷雾降温方式,可以确保距巷道掘进面５m 内的降温效果,有效缓解了高地温环境对作业人员的影响.

• 基于三维数字化模型的金川二矿区通风系统优化研究

  邹龙

  随着开采深度的增加,井下通风系统变得越来越复杂,矿井通风的管控成为难题.为建立金川二矿区的通风仿真与优化系统,在采用基点法对大量测点进行通风阻力测定的基础上,对矿井通风的难易度和不同季节空区空气密度与自然风压对通风系统的影响进行比较分析.运用iVent三维软件建立了二矿区通风系统三维数字化模型,对三种通风方案进行仿真模拟,解算结果表明,三种通风方案的总风量分别增加了１５０m３/s、１３０m３/s和２０m３/s,从改善上盘运输巷道排尘效果、提高通风能力的角度推荐方案一为最佳方案,这一先仿真验证后实施的工作流程大大降低了实施成本,并提高了通风系统的可靠性和安全性,可供矿山通风系统优化和调控借鉴参考.

• 高海拔矿井局部增压通风系统设计与效果分析

  姚尚辉;张国梁;杨向东;刘福明

  为改善高海拔矿井作业场所低压低氧的环境,对高海拔矿井局部增压通风系统进行设计.基于增阻、增能和堵漏３种作业场所局部增压方式的数学模型,采用 Ventsim 对高海拔矿井局部增压通风系统进行构建和模拟.结果表明,增阻通风、增能通风和堵漏３种局部增压方式均能实现工作面的增压效果;但增能与增阻结合的增压方式较单一的增压方式效果更好.当风机为３７kW 的矿用轴流通风机,风窗的风阻值为４．０００N??s２/m８ 时,工作面压力上升７３０Pa,相当于海拔下降１５０m.因此,高海拔矿井局部增压通风方案可有效改善工作面低压低氧的现场环境.采用该优化方案对西藏某矿井进行通风网络解算,使风流得以最大限度地流入采场,实现了按需通风,为解决高海拔矿井作业场所缺氧问题提供了参考方案.

• 基于ZigBee的RSSI矿山人员定位改进算法研究

  孙金海;明建;胡东东;夏岩

  为提高矿山井下空间定位的准确性,应用物理模拟和计算机模拟等研究方法对基于接收信号强度指示(RSSI)测距的定位算法进行了研究.针对井下工程布置和生产环境特点,基于物联网理论和技术,设计了试验流程和试验装置.进行了基于ZigBee的硬件平台的井下 RSSI测距试验、三边测量定位试验和实验室 BP神经网络定位试验,并根据试验数据的均方误差确定了组合权值,进行了定位精度调整.试验结果表明,运用组合定位精度调整模型对定位数据进行处理后,有效地降低了异常数据对定位结果的影响,提高了定位结果的准确性和稳定性.

• 刚柔叶片组合搅拌机的数值模拟与工业试验

  周贺彬;林顺才;刘伟;邓高岭;姚维

  为解决矿山采用压滤尾砂作为充填骨料时,传统立式搅拌桶存在物料分散性差,稳定可靠输送难,硬化后充填体存在强度弱面等问题,设计研发了刚柔叶片组合搅拌机,并通过 FLUENT数值模拟软件和工业试验进行了研究分析.研究结果表明,与刚性叶片相比,刚柔组合叶片具有更好的混合性能,混合均匀程度及混合速度均有一定的优势.刚柔叶片组合搅拌机在山东某铁矿的工业试验应用结果表明,充填料浆输送质量浓度提高了约１０个百分点、充填运营成本节省１０．１４元/m３,解决了因充填料浆制备均质性差造成的堵管事故频发问题.

• 条件模拟法在矿体品位估算中的应用研究

  黄树巍;马朝阳;金枫;张元生

  针对传统储量计算方法无法充分利用原始钻孔数据和再现空间变量数据分布,难以准确指导后续生产的问题,提出基于序贯高斯模拟的矿体储量估算方法.以国内某地下黄金矿山为工程实例,基于序贯高斯模拟方法对矿体进行了１００次随机模拟实现,取其中＃１０、＃５０、＃９０分别作为条件模拟的１０％、５０％、９０％分位结果.对比分析了普通克里格估值和条件模拟方法在构建矿体资源模型中的区别和适用性.两种估值方法的结果与实测数据的对比表明,条件模拟法在矿体品位估算中,能够更好地再现地质变量的空间分布规律和波动性,为矿体属性指标的不确定性评价和风险分析提供了更为丰富的地质信息.

• 钢带式过卷缓冲装置制动力理论分析及试验研究

  王西涛;贺江波;郭鑫

  针对钢带式过卷系统制动精确控制问题,基于硬化材料塑性变形理论,给出了长直钢带在回转直辊中产生塑性变形的一般性材料力学结论,并总结出钢带塑性各影响因素与制动力的数学关系.分析认为:当制动用的动辊与定辊按照三辊系排布,在对钢带进行弯曲挤压并竖直向上运动的过程中,钢带的制动力与钢带厚度、钢带宽度、装置动辊与定辊的相对距离等参数呈正相关关系.为精确区分不同参数对钢带实际制动力的具体影响效果,采用正交法对不同参数进行了均布化极差分析.结果表明:钢带厚度在钢带制动力的调节中占据主导作用,为矿山竖井防过卷装置的设计与选型提供了可靠的依据.

• 基于深度学习的动态絮体综合评价体系研究

  韩宜纯;樊玉萍;马晓敏;董宪姝;陈茹霞;宋书宇;武志伟

  煤炭废水处理对煤炭行业生态环保和国家“双碳目标”具有重要意义,针对煤炭废水处理过程中絮体识别评价困难导致的固液分离效果差、药耗高、调控滞后的问题,提出了基于深度学习的动态絮体综合评价体系,首先,获取大量不同类别的动态絮体样本图像,对絮体图像进行预处理,以絮体纹理参数为依据,提取有效絮体的视觉特征.然后,采用主成分分析法获取综合评价指标,构建基于机器视觉的絮体特性综合评价体系.最后,对核密度分析法拟合的絮体综合特征概率分布曲线进行动态聚类,以其获取的特征点作为分类器的输入,构建分类器模型,以此评价煤炭废水沉降效果.结果表明,所提出的方法能够获取动态絮体图像特征以实现煤炭废水沉降效果的自动识别与评价,最终不同状态下煤炭废水沉降效果检测的准确度均在９０％以上,为智能化选煤厂的建设提供了一种新方法、新思路.

• 矿业项目并购中评估方法的国内外差异分析

  胡梦蓉;李翠平;陈晨;李浩

  在国际矿业项目投资过程中,因缺少对国内外价值评估方法差异的深入研究而导致估值偏差,进而影响并购决策甚至造成了经济损失的现象时有发生.通过分析研究国内外矿业项目的评估目的、途径以及现金流量财务模型,发现国内外矿企在矿业项目交易过程中,不仅面临着矿业政策、税法制度的差异,同时还存在评估对象的界定、评估基础方法的确认以及具体评估参数的选取不一致性等现象.通过定性与定量分析与对比,探讨影响国内外矿业项目评估差异的主要因素,即评估主体的范畴认识差异、评估目的差异、各评估途径中具体方法的选择差异,以及在使用现金流量法时国内外关于评估所需内容、参数组成、参数运算的差异.最后,以非洲中南部地区某铜矿项目为例,验证了上述差异对评估结果的影响.

• 不同降雨工况下尾矿库溃坝模型试验及潜在经济损失评估研究

  黄宜超;聂闻;芦松;耿加波;周涛

  采用尾矿库降雨溃坝试验装置,以赣南某尾矿库为原型,对不同降雨工况下(５０,７０,９０,１１０mm/h)尾矿库溃坝过程、溃口发展、淹没范围和转运距离、下泄尾砂沉积规律和溃坝影响范围潜在经济损失评估进行尾矿库溃坝模型试验.结果表明:随着降雨强度增加,相同时间阶段坝体的破坏越严重,但对坝体破坏规律的影响并不显著;４组试验中坝体溃口总体呈“喇叭”状发展变化,最终溃口的宽度、深度随降雨强度的增加不断增大,在不同阶段表现出不同特点;溃坝后尾砂流淹没范围随单位时间变化大致分为３阶段,淹没范围、转运距离随不同降雨工况而改变;溃坝尾砂粒径在模型下游的沉积表现出随转运距离的增加而递减,在距模型坝址１２０cm 处粒径出现较大变化,破坏过程中坝体细颗粒流失对坝体稳定性产生不利影响;通过损失风险评估得出若发生最大降雨工况的溃坝,事故后果严重性等级为“极重度”,该地区经济损失风险β值为１．２１％,事故严重影响该地区社会经济.研究成 果 为 尾 矿 库 在 降 雨 情 况 下 的 灾 害 防 控 提 供参考.