2022年第3期目录
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    智能矿山
  • 李凤英,季现伟
    摘要:
    数字经济的迅猛发展已经逐步在颠覆许多传统行业的运营模式,数字化转型也已成为有色金属行业在新时代取得核心竞争力和实现创新的重要方式。借助有色金属行业数字化转型背景,重点阐述了云南黄金集团在数字化转型方面所做的一些探索与实践,其在顶层架构设计和智能化工程建设实践(数据中心、无人驾驶运输系统、安全监测综合管控平台、MES、设备信息管理系统、集团私有云平台)方面取得的经验和成果,可为同行业推进数字化转型提供参考和借鉴。
  • 采矿工程
  • 张 泉,陶治臣,王 磊,陈晓青
    2022,74(3):10-15 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    针对地下空区充填后难以接顶引起顶板破坏并导致地表沉陷的问题,采用物理相似模拟和数值模拟的方法从破坏形式、应力等方面研究了地下空区顶板的破坏变形规律,并对空区顶板内部进行位移监测,降低了单一因素影响的偏离性,提高了空区顶板稳定性评价的合理性。通过物理实验发现:地下空区顶板在垂直加载下,随荷载增加,裂隙首先出现在顶板中心区域,并逐渐向侧帮发育,直至模型彻底破坏;通过数值模拟实验发现:中央区域存在拉应力集中区,该区域最容易破坏;通过监测结果发现:随载荷增加,顶板周端位移较中央部位更小,越接近顶板中心,顶板的位移量差值越小。将物理实验、数值模拟实验与监测结果进行对比,三者吻合较好。研究结果对地下空区处理、地下开采方法及矿柱的留设具有指导意义。
  • 王喜婵,郭忠林,孙 伟
    2022,74(3):16-23 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    针对充填体胶结强度低和易开裂等问题,开展纤维类型、分层数对充填体单轴抗压强度的影响规律实验研究。结果表明:未掺纤维的充填体为张拉破坏,掺纤维充填体受压膨胀呈现鼓状,整体裂而不断,保持较高的完整性。分层面在一定程度上劣化了充填体力学性能,随分层面的增多充填体单轴抗压强度逐渐减小。添加纤维充填体在达到峰值荷载后仍具有一定承载能力,呈现“裂而不碎”的特征。通过对比聚丙烯腈纤维、玻璃纤维、聚丙烯腈纤维三种纤维,添加聚丙烯腈纤维更有利于充填力学性能的改善。
  • 陈 何,万串串,彭啸鹏
    2022,74(3):24-30 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    采用小型爆破试验方法,开展不同束状孔间距、不同当量大孔间距条件下的爆破损伤试验。结果显示,单束孔或单个当量大孔爆破时,药包侧面爆破损伤范围较两端大,且损伤岩石的纵波速度较低。随离药包的距离增加,爆破损伤变量值呈指数下降,当量大孔损伤变量值较束状孔的衰减更快。在爆破近区(x<5.56 D0),当量大孔损伤变量值较束状孔的高。在爆破中远区(x>5.56D0),束状孔损伤变量值较当量大孔的高。束状孔组与当量大孔组爆破时,组间距增加,组间岩石的损伤变量值下降。相同间距条件下,束状孔间岩石的爆破损伤变量值大于或等于当量大孔损伤变量值。束状孔/当量大孔间距1.5 m(16.67D0)、2.0 m(22.22D0)时,在组间的爆破叠加破坏作用较单孔损伤变量值增加30%40%。
  • 官旭晖,项江波,曾令峰,郭文康,楼晓明
    2022,74(3):31-35 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    某地下金矿目前已经进入开采阶段,为降低开采过程中钻爆和铲装成本,有必要对爆破块度级配进行优化研究,并得到较合理的上向扇形炮孔爆破块度,从而优化爆破参数。对某地下金矿目前正在爆破回采的不同采区进行铲装时的爆堆拍照,对相应爆破参数下的钻孔数量和炸药用量、铲运环节等成本资料进行收集,并运用Split-Desktop4.0软件,得到不同采区的钻爆与铲装成本与平均块度的关系公式,建立成本模型。成本模型结果显示:基于钻爆与铲装环节的某地下金矿经济合理爆破块度区间为21~24 cm,对应的主要爆破参数为:孔底距约1.9 m,排距约1.5 m,孔深5~14 m。研究结果节约了矿山的生产成本,提高了生产效率,为相关研究补充了理论依据。创新点:将计算机爆破块度分析软件,运用在矿山生产成本优化中,并以此为出发点,探究对应的合理爆破参数,为相关研究提供新思路。
  • 岩石力学
  • 王兆寒,张晨晖,于航,匡春霖,张凤鹏,彭建宇
    2022,74(3):36-41 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    金属丝电爆炸破碎岩石是一种环保且有前景的爆破技术。为进一步认识岩石在金属丝电爆炸载荷下的破裂行为,基于高压脉冲放电实验平台,开展了直铜丝电爆炸破碎红砂岩的模型实验研究。借助超高速相机观测了试件表面裂纹的起裂和扩展过程,探讨了放电电压和爆源位置等因素对岩石破裂效果的影响,具有一定的创新性。结果表明,随着放电电压增加,岩石破裂程度变得更加严重。30 kV电压下,金属丝发生电爆炸,但并未有效破裂岩石;40 kV电压下,试件出现数条宏观裂纹,红砂岩破裂成碎块状。此外,爆源到试件表面的距离越近,试件表面的裂纹越发育,试件的破碎程度越严重。
  • 采矿工程
  • 蒋合国,余天成,刘光生,杨 烺
    2022,74(3):42-49 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    通过采用弹性力学简支梁、薄板及加拿大米切尔理论模型等分析方法,结合尾矿胶结充填体的物理力学参数,计算了下向矩形进路充填体顶板的理论强度需求。同时,通过近两年充填站取浆养护充填体的强度试验数据,统计分析了可定量表征实际充填强度工业离散性的浮动安全系数,最终得出了适用于企业现阶段充填质量控制水平的下向进路充填体实际强度需求。通过研究和试验,优化了充填配比设计参数,达到了合理降低胶结充填成本、提高矿山综合经济效益的目的。同时,为类似矿山下向进路充填体强度需求优化提供参考。
  • 黄 磊,刘玉龙,张怀峰,谢 烽,周恕辉,汪志平
    2022,74(3):50-54 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究复杂矿体大方量压渣爆破在纵深方向上的爆破质量变化和矿废混合情况,在非洲某大型露天铀矿进行了现场试验,爆破台阶高度7.5 m,炮孔18排,爆破方量35万t。结果显示,靠近渣体的爆堆(松散区)在隆起高度、块度分布以及电铲效率等方面优于远离渣体的爆堆(密实区),揭示出大方量压渣爆破效果沿纵深方向变差。爆破后,试验区块矿量总体增加14.6%,品位下降4%,废石量减少28.8%,松散区矿废互混更加明显且矿岩量增加,密实区矿岩量减少。为改善密实区爆破效果,提出采取“一个爆破区块,两套爆破参数”的策略。
  • 王利军,董旭,李耀宗,冯新奇
    2022,74(3):55-58 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    杏山铁矿为地采矿山,较高的爆破大块率,一直影响生产效率。本文结合杏山铁矿生产实际和地质条件,对布孔方式、填塞长度、起爆方式等方面在爆破落矿过程中大块产生原因进行了分析。研究结果表明:对地质条件和矿岩结构准确的分析对爆破参数的选择非常重要。三角形布孔方式、不小于400 mm的炮孔填塞和小抵抗线大孔距的参数优化能有效的降低大块率。依据现场实测将排距定为1.9 m,边孔角为57°,崩矿步距为3.8 m,采场平均大块率降低了40%,在现场实践中取得了良好的效果,解决了杏山铁矿在工程实践中大块率居高不下的难题。
  • 王如意,王 菁,李 鹏,杨 敬,郑文娟,牛 奔,徐 奇
    2022,74(3):59-64 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    在地浸采铀浸出过程中,渗透性是决定浸出效率的重要因素,保持良好的渗透性对铀的浸出具有举足轻重的作用。目前,矿层结垢堵塞溶浸通道致使矿层渗透性降低影响浸出效率,是各地浸矿山运行中存在的普遍问题。基于对纳岭沟铀矿床水文地质条件及CO2+O2地浸采铀试验过程中主要沉淀物的生成机理分析,旨在针对矿层渗透性降低的情况,通过分析浸出过程中沉淀物类型及特性,探究沉淀物生成及堵塞矿层的主要原因,提出通过采区投入运行前20~30 d内加入CO2进行微酸预酸化直至HCO3-浓度维持在1 000 mg/L,调节溶浸通道环境,保持主要沉淀物高溶解度;随后注氧氧化,控制余氧含量为20 mg/L左右;摒弃目前袋式过滤方式,采用活性炭、石英砂、阳离子树脂等集中过滤方式,有效去除溶浸液中的有害金属离子,减少回注矿层形成二次沉淀等主要技术措施,有效控制沉淀物在溶浸通道的生成与积累,实现地浸铀矿山高效浸出运行。
  • 安全工程
  • 冯小鹏,李 勇,袁于思,黄定于,张 磊
    2022,74(3):65-70 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为了准确快速地分析露天矿边坡的稳定性,本文提出 Adaboost卷积神经网络(Adaboost-CNN)建立露天矿边坡稳定性和影响因素之间的非线性关系。Adaboost-CNN是结合自适应Boosting算法(Adaboost)和卷积神经网络(CNN)的一种新的机器学习方法。其核心思想是将CNN的特征提取能力和AdaBoost处理非平衡数据的能力结合起来,具有高可靠性、高精度性、训练时间少等优点。Adaboost-CNN利用迁移学习,不仅消除了传统CNN需要大量训练样本的限制,而且解决了AdaBoost算法序列化过程中存在着的降低实际性能的问题。本文分别采用BP神经网络、支持向量机(SVM)、卷积神经网络以及Adaboost-CNN对工程实测数据进行建模与分析,通过对比均方根误差(RMSE)和相对预测误差(RPE),发现Adaboost-CNN的预测精度最高、模型泛化能力最强。结果表明,Adaboost-CNN能够较精确对边坡的稳定性进行预测,是边坡稳定性预测的可靠性工具
  • 龚兴勇,王铭明,杨双钢,胡圣明,苟 超
    2022,74(3):71-77 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    尾矿坝特殊的筑坝方式和筑坝材料,使得坝体在地震作用下容易失稳破坏,对下游居民的生命和财产造成威胁。针对尾矿坝动力响应问题,基于有限元分析方法,运用等效线性原理进行尾矿坝动力响应分析。分析计算了在地震荷载作用下某上游式尾矿坝的动位移、响应加速度、动应力以及库区液化的分布情况。计算结果表明:在静力作用下,尾矿坝处于稳定状态。顺河向加速度放大系数最大值出现在3h/4坝高节点处;堆积坝最大主应力和最小主应力均为压应力;坝体顺河向、垂直向最大动位移较小。通过Matlab语言编写后处理程序,生成不同地震时程下的坝体液化区域,结果显示液化区主要集中在浸润线以下的沉积滩浅层区域,未贯穿整个坝体。
  • 王孝东,陈书鹏,蒋梦娇,童学林,符浩南
    2022,74(3):78-84 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为解决新、老通风系统共同作业的超深井矿山所带来的通风困难问题,探究新建回风井投入使用后,全矿通风阻力变化规律以及阻力分布情况,以云南某超深井矿山通风系统为研究对象并根据其生产过程,动态研究阻力影响因素及变化规律,对通风网络进行可靠性评价,找到矿井通风系统存在的共性问题。研究表明:夏季为通风困难时期,新建回风井投入使用后全矿通风阻力降低354.24 Pa,“进风、用风、回风”三段阻力分布较为合理,通风网络可靠度为0.881,网络整体可靠度较高。进而得到新建回风井投入使用后,满足深部通风系统生产用风前提下,通风阻力降低、能耗降低,实现优化目的。该研究方法可为矿山企业提供较为科学、合理的优化改造思路。
  • 董贺伟
    2022,74(3):85-90 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    针对不同类型的露天矿山边坡,其破坏方式和计算边坡稳定性的方法也有所不同。本文旨在通过分析某铁矿的8处典型区域剖面的地质赋存条件,基于极限平衡理论,分别选用合适的计算方法对边坡稳定性进行校核。采用Geostudio软件的SLOPE/W模块进行计算,分别模拟边坡在自重+地下水、自重+地下水+爆破振动力、自重+地下水+地震力三种荷载下的安全系数,结合边坡特点,比较瑞典条分法、Bishop法、精确Janbu法和Morgenstern-Price四种方法的适用性和优缺点。可为同行业在边坡稳定性分析选用合适的计算方法方面提供更多的参考。同时,结合矿山实际,对不同类型的边坡提出了针对性的治理建议。
  • 矿山地质
  • 多晓松,付茂盛,张婉怡,张 博
    2022,74(3):91-99 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    2019年7月滦平县华兵铁矿发生采空区塌陷事件。采用遥感监测、瞬变电磁探测、微动勘探、TRT超前地质预报、工程地质钻探、三维激光扫描等“天空地深”一体化勘查技术方法对矿区进行了采空区精准探测,结合多尺度监测关键技术方法,建立数据模型,精准圈定了华兵铁矿矿区采空区位置、形态、体积等三维空间数据,为采空区充填治理提供了良好基础。创新点:该综合勘查方法开创性地整合应用了多种技术手段,具有工作高效、数据精确、成果直观等优点,对采空盲区的勘查具有极大的推广意义。
  • 张学强,刘亚静
    2022,74(3):100-107 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    三维地质建模可以对复杂的地质体进行直观的显示和表达,有利于展现地质体的内部形态特征,便于矿山的管理与地质研究。以某铁矿床为研究对象,对该地区相关地质资料进行整理和收集,对地质勘探线数据和生产勘探线的钻孔数据进行信息化处理。基于三维矿业建模软件 Surpac,建立矿区地质体数据库、地质体实体模型和巷道模型。同时建立矿体模型为圈定有效的开采边界提供依据,并根据此模型及生产勘探线数据建立局部矿体模型加以比较,更新模型。建立地质体整体模型为生产勘探过程提供技术支撑,为矿山的开采计划提供指导意见。
  • 牛聪聪,张平发,高兆全,范春宝,张清华,吴小雷,苏凤波,王展宇,李 敏,常晋阳,段志伟
    2022,74(3):108-115 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    以国产DIMINE三维矿业软件为基础,系统收集整理了白音诺尔铅锌矿南矿段1号矿脉群750~800 m中段地质勘探资料,通过建立地质数据库,系统建立矿岩三维模型、数据的分析与处理以及资源储量估算整个流程,对比矿体与围岩模型特点、普通克里克估算方法与应用特点,研究结果表明:圈定矿体5条,模型显示矿体主要赋存在闪长玢岩与结晶灰岩接触带上,属典型的矽卡岩型矿床,空间展布形态呈囊状、大脉状、透镜状,整体北东走向;依据地质统计学理论,拟合求得理论变异函数应用于普通克里格估值,分别估算控制和探明资源量合计18.66万t,Pb+Zn品位为4.04%;与传统方法相较,普通克里格估算误差均在合理的范围之内,应用效果良好,估算精度高,可为矿山采矿设计提供参考,为实现矿山的数字化提供重要的理论依据。
  • 王秋波
    2022,74(3):116-122 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为加强对胡家峪铜矿区的生态环境管理,保证矿山的可持续发展,有必要对矿区地质环境进行评价。本次评价采用层次分析—模糊综合评价法,通过构建胡家峪铜矿区地质环境评价模型确定各因素对地质环境的影响程度,并结合模糊数学确定地质环境评价得分。结果显示,胡家峪铜矿区地质环境属于良好级别,与矿山之前地质环境评估结果一致,表明该方法在胡家峪铜矿区地质环境评价方面应用结果比较理想。本次评价为矿山以后的环境恢复治理工作提供了参考依据,应重点针对固废排放、水土流失、地面坍塌、粉尘排放等因素进行治理。
  • 矿山环境
  • 吴亮亮,李 昊*,王 琼,龚雪刚,孙 伟,潘翰林
    2022,74(3):123-127 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为探究山谷型非正规垃圾堆放场地封场治理技术的可行性,针对某山谷型非正规垃圾堆放场环境风险状况,并结合场地工程地质和水文地质条件,提出基于“垂直截渗+拦挡坝+堆体加固整形+渗滤液填埋气收集与导排+封场覆盖系统+生态恢复系统+监测系统”的生态封场技术方案。结果表明:1)工程实施后场地地下水氨氮、总磷、化学需氧量和重金属锰等特征因子均不超标,对周边环境的污染风险得到了有效控制;2)垃圾堆放场生态恢复效果较好,顶部平台进行景观园林设计,坡面采用浅根性植被类型,总体覆盖度达到95%以上,区域环境有了较大的改善;3)通过对非正规垃圾堆放场生态封场、垃圾筛分资源化利用、好氧加速稳定化及异地搬迁等治理技术综合比较,在场地地质条件较好、周边无环境敏感点等情况下,建议采取生态封场技术对非正规垃圾堆放场进行治理。本项目的成功实施,为我国非正规垃圾填埋场的治理提供了借鉴。
  • 韩小宾,杨 丽,熊 超,孙金龙,王 硕,赵丙刚
    2022,74(3):128-132 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究某硫铁矿场地土壤重金属污染特征,评估场地内重金属污染对人体健康的潜在风险,采用单因子污染指数法和多因子综合污染指数法对场地污染程度进行了评价,利用主成分分析和相关性分析对污染物来源进行了解析,并对超标污染物进行健康风险评估。结果表明:场地内As、Hg、Pb和Cr6+存在不同程度的超标,表层土壤为中度污染,深层土壤为轻度污染;超标污染物As、Pb主要来源于原料硫铁矿,Hg和Cr6+为外来带入型污染;场地内As、Pb、Cr6+、Hg健康风险均超出了可接受风险水平,对场地内企业职工的健康可产生一定威胁。
  • 矿山设备
  • 黎忠炎,龙国强,沈盛强
    2022,74(3):133-138 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为解决现有天井钻机尺寸大、转场难、自动化程度低、控制精度差等问题,通过采用中心铰接式底盘结构、浮动车架设计、PLC程序控制和远程智能遥控操作等系统集成与控制技术,对天井钻机的整机结构、动力匹配、智能行走、自动凿岩等核心问题进行了研究,最终开发设计出了一款适用于无轨矿山井下狭窄巷道的铰接自行式天井钻机。该钻机通过履带牵引和轮胎拖挂的方式实现设备的行走和转向,行走、定位、施工全过程无需任何拆装,简单方便。现场应用表明,相比传统天井钻机,本文设计的铰接自行式天井钻机整机尺寸小、巷道通过性好、凿岩速度快、成孔精度高、施工成本低,无论是在施工效率上、还是在智能化程度上都有了很大的提升,很好满足了矿山机械化换人、智能化减人的发展需求,更加高效、智能。
    智能矿山
  • 李凤英,季现伟
    摘要:
    数字经济的迅猛发展已经逐步在颠覆许多传统行业的运营模式,数字化转型也已成为有色金属行业在新时代取得核心竞争力和实现创新的重要方式。借助有色金属行业数字化转型背景,重点阐述了云南黄金集团在数字化转型方面所做的一些探索与实践,其在顶层架构设计和智能化工程建设实践(数据中心、无人驾驶运输系统、安全监测综合管控平台、MES、设备信息管理系统、集团私有云平台)方面取得的经验和成果,可为同行业推进数字化转型提供参考和借鉴。
  • 采矿工程
  • 张 泉,陶治臣,王 磊,陈晓青
    2022,74(3):10-15 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    针对地下空区充填后难以接顶引起顶板破坏并导致地表沉陷的问题,采用物理相似模拟和数值模拟的方法从破坏形式、应力等方面研究了地下空区顶板的破坏变形规律,并对空区顶板内部进行位移监测,降低了单一因素影响的偏离性,提高了空区顶板稳定性评价的合理性。通过物理实验发现:地下空区顶板在垂直加载下,随荷载增加,裂隙首先出现在顶板中心区域,并逐渐向侧帮发育,直至模型彻底破坏;通过数值模拟实验发现:中央区域存在拉应力集中区,该区域最容易破坏;通过监测结果发现:随载荷增加,顶板周端位移较中央部位更小,越接近顶板中心,顶板的位移量差值越小。将物理实验、数值模拟实验与监测结果进行对比,三者吻合较好。研究结果对地下空区处理、地下开采方法及矿柱的留设具有指导意义。
  • 王喜婵,郭忠林,孙 伟
    2022,74(3):16-23 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    针对充填体胶结强度低和易开裂等问题,开展纤维类型、分层数对充填体单轴抗压强度的影响规律实验研究。结果表明:未掺纤维的充填体为张拉破坏,掺纤维充填体受压膨胀呈现鼓状,整体裂而不断,保持较高的完整性。分层面在一定程度上劣化了充填体力学性能,随分层面的增多充填体单轴抗压强度逐渐减小。添加纤维充填体在达到峰值荷载后仍具有一定承载能力,呈现“裂而不碎”的特征。通过对比聚丙烯腈纤维、玻璃纤维、聚丙烯腈纤维三种纤维,添加聚丙烯腈纤维更有利于充填力学性能的改善。
  • 陈 何,万串串,彭啸鹏
    2022,74(3):24-30 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    采用小型爆破试验方法,开展不同束状孔间距、不同当量大孔间距条件下的爆破损伤试验。结果显示,单束孔或单个当量大孔爆破时,药包侧面爆破损伤范围较两端大,且损伤岩石的纵波速度较低。随离药包的距离增加,爆破损伤变量值呈指数下降,当量大孔损伤变量值较束状孔的衰减更快。在爆破近区(x<5.56 D0),当量大孔损伤变量值较束状孔的高。在爆破中远区(x>5.56D0),束状孔损伤变量值较当量大孔的高。束状孔组与当量大孔组爆破时,组间距增加,组间岩石的损伤变量值下降。相同间距条件下,束状孔间岩石的爆破损伤变量值大于或等于当量大孔损伤变量值。束状孔/当量大孔间距1.5 m(16.67D0)、2.0 m(22.22D0)时,在组间的爆破叠加破坏作用较单孔损伤变量值增加30%40%。
  • 官旭晖,项江波,曾令峰,郭文康,楼晓明
    2022,74(3):31-35 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    某地下金矿目前已经进入开采阶段,为降低开采过程中钻爆和铲装成本,有必要对爆破块度级配进行优化研究,并得到较合理的上向扇形炮孔爆破块度,从而优化爆破参数。对某地下金矿目前正在爆破回采的不同采区进行铲装时的爆堆拍照,对相应爆破参数下的钻孔数量和炸药用量、铲运环节等成本资料进行收集,并运用Split-Desktop4.0软件,得到不同采区的钻爆与铲装成本与平均块度的关系公式,建立成本模型。成本模型结果显示:基于钻爆与铲装环节的某地下金矿经济合理爆破块度区间为21~24 cm,对应的主要爆破参数为:孔底距约1.9 m,排距约1.5 m,孔深5~14 m。研究结果节约了矿山的生产成本,提高了生产效率,为相关研究补充了理论依据。创新点:将计算机爆破块度分析软件,运用在矿山生产成本优化中,并以此为出发点,探究对应的合理爆破参数,为相关研究提供新思路。
  • 岩石力学
  • 王兆寒,张晨晖,于航,匡春霖,张凤鹏,彭建宇
    2022,74(3):36-41 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    金属丝电爆炸破碎岩石是一种环保且有前景的爆破技术。为进一步认识岩石在金属丝电爆炸载荷下的破裂行为,基于高压脉冲放电实验平台,开展了直铜丝电爆炸破碎红砂岩的模型实验研究。借助超高速相机观测了试件表面裂纹的起裂和扩展过程,探讨了放电电压和爆源位置等因素对岩石破裂效果的影响,具有一定的创新性。结果表明,随着放电电压增加,岩石破裂程度变得更加严重。30 kV电压下,金属丝发生电爆炸,但并未有效破裂岩石;40 kV电压下,试件出现数条宏观裂纹,红砂岩破裂成碎块状。此外,爆源到试件表面的距离越近,试件表面的裂纹越发育,试件的破碎程度越严重。
  • 采矿工程
  • 蒋合国,余天成,刘光生,杨 烺
    2022,74(3):42-49 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    通过采用弹性力学简支梁、薄板及加拿大米切尔理论模型等分析方法,结合尾矿胶结充填体的物理力学参数,计算了下向矩形进路充填体顶板的理论强度需求。同时,通过近两年充填站取浆养护充填体的强度试验数据,统计分析了可定量表征实际充填强度工业离散性的浮动安全系数,最终得出了适用于企业现阶段充填质量控制水平的下向进路充填体实际强度需求。通过研究和试验,优化了充填配比设计参数,达到了合理降低胶结充填成本、提高矿山综合经济效益的目的。同时,为类似矿山下向进路充填体强度需求优化提供参考。
  • 黄 磊,刘玉龙,张怀峰,谢 烽,周恕辉,汪志平
    2022,74(3):50-54 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究复杂矿体大方量压渣爆破在纵深方向上的爆破质量变化和矿废混合情况,在非洲某大型露天铀矿进行了现场试验,爆破台阶高度7.5 m,炮孔18排,爆破方量35万t。结果显示,靠近渣体的爆堆(松散区)在隆起高度、块度分布以及电铲效率等方面优于远离渣体的爆堆(密实区),揭示出大方量压渣爆破效果沿纵深方向变差。爆破后,试验区块矿量总体增加14.6%,品位下降4%,废石量减少28.8%,松散区矿废互混更加明显且矿岩量增加,密实区矿岩量减少。为改善密实区爆破效果,提出采取“一个爆破区块,两套爆破参数”的策略。
  • 王利军,董旭,李耀宗,冯新奇
    2022,74(3):55-58 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    杏山铁矿为地采矿山,较高的爆破大块率,一直影响生产效率。本文结合杏山铁矿生产实际和地质条件,对布孔方式、填塞长度、起爆方式等方面在爆破落矿过程中大块产生原因进行了分析。研究结果表明:对地质条件和矿岩结构准确的分析对爆破参数的选择非常重要。三角形布孔方式、不小于400 mm的炮孔填塞和小抵抗线大孔距的参数优化能有效的降低大块率。依据现场实测将排距定为1.9 m,边孔角为57°,崩矿步距为3.8 m,采场平均大块率降低了40%,在现场实践中取得了良好的效果,解决了杏山铁矿在工程实践中大块率居高不下的难题。
  • 王如意,王 菁,李 鹏,杨 敬,郑文娟,牛 奔,徐 奇
    2022,74(3):59-64 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    在地浸采铀浸出过程中,渗透性是决定浸出效率的重要因素,保持良好的渗透性对铀的浸出具有举足轻重的作用。目前,矿层结垢堵塞溶浸通道致使矿层渗透性降低影响浸出效率,是各地浸矿山运行中存在的普遍问题。基于对纳岭沟铀矿床水文地质条件及CO2+O2地浸采铀试验过程中主要沉淀物的生成机理分析,旨在针对矿层渗透性降低的情况,通过分析浸出过程中沉淀物类型及特性,探究沉淀物生成及堵塞矿层的主要原因,提出通过采区投入运行前20~30 d内加入CO2进行微酸预酸化直至HCO3-浓度维持在1 000 mg/L,调节溶浸通道环境,保持主要沉淀物高溶解度;随后注氧氧化,控制余氧含量为20 mg/L左右;摒弃目前袋式过滤方式,采用活性炭、石英砂、阳离子树脂等集中过滤方式,有效去除溶浸液中的有害金属离子,减少回注矿层形成二次沉淀等主要技术措施,有效控制沉淀物在溶浸通道的生成与积累,实现地浸铀矿山高效浸出运行。
  • 安全工程
  • 冯小鹏,李 勇,袁于思,黄定于,张 磊
    2022,74(3):65-70 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为了准确快速地分析露天矿边坡的稳定性,本文提出 Adaboost卷积神经网络(Adaboost-CNN)建立露天矿边坡稳定性和影响因素之间的非线性关系。Adaboost-CNN是结合自适应Boosting算法(Adaboost)和卷积神经网络(CNN)的一种新的机器学习方法。其核心思想是将CNN的特征提取能力和AdaBoost处理非平衡数据的能力结合起来,具有高可靠性、高精度性、训练时间少等优点。Adaboost-CNN利用迁移学习,不仅消除了传统CNN需要大量训练样本的限制,而且解决了AdaBoost算法序列化过程中存在着的降低实际性能的问题。本文分别采用BP神经网络、支持向量机(SVM)、卷积神经网络以及Adaboost-CNN对工程实测数据进行建模与分析,通过对比均方根误差(RMSE)和相对预测误差(RPE),发现Adaboost-CNN的预测精度最高、模型泛化能力最强。结果表明,Adaboost-CNN能够较精确对边坡的稳定性进行预测,是边坡稳定性预测的可靠性工具
  • 龚兴勇,王铭明,杨双钢,胡圣明,苟 超
    2022,74(3):71-77 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    尾矿坝特殊的筑坝方式和筑坝材料,使得坝体在地震作用下容易失稳破坏,对下游居民的生命和财产造成威胁。针对尾矿坝动力响应问题,基于有限元分析方法,运用等效线性原理进行尾矿坝动力响应分析。分析计算了在地震荷载作用下某上游式尾矿坝的动位移、响应加速度、动应力以及库区液化的分布情况。计算结果表明:在静力作用下,尾矿坝处于稳定状态。顺河向加速度放大系数最大值出现在3h/4坝高节点处;堆积坝最大主应力和最小主应力均为压应力;坝体顺河向、垂直向最大动位移较小。通过Matlab语言编写后处理程序,生成不同地震时程下的坝体液化区域,结果显示液化区主要集中在浸润线以下的沉积滩浅层区域,未贯穿整个坝体。
  • 王孝东,陈书鹏,蒋梦娇,童学林,符浩南
    2022,74(3):78-84 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为解决新、老通风系统共同作业的超深井矿山所带来的通风困难问题,探究新建回风井投入使用后,全矿通风阻力变化规律以及阻力分布情况,以云南某超深井矿山通风系统为研究对象并根据其生产过程,动态研究阻力影响因素及变化规律,对通风网络进行可靠性评价,找到矿井通风系统存在的共性问题。研究表明:夏季为通风困难时期,新建回风井投入使用后全矿通风阻力降低354.24 Pa,“进风、用风、回风”三段阻力分布较为合理,通风网络可靠度为0.881,网络整体可靠度较高。进而得到新建回风井投入使用后,满足深部通风系统生产用风前提下,通风阻力降低、能耗降低,实现优化目的。该研究方法可为矿山企业提供较为科学、合理的优化改造思路。
  • 董贺伟
    2022,74(3):85-90 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    针对不同类型的露天矿山边坡,其破坏方式和计算边坡稳定性的方法也有所不同。本文旨在通过分析某铁矿的8处典型区域剖面的地质赋存条件,基于极限平衡理论,分别选用合适的计算方法对边坡稳定性进行校核。采用Geostudio软件的SLOPE/W模块进行计算,分别模拟边坡在自重+地下水、自重+地下水+爆破振动力、自重+地下水+地震力三种荷载下的安全系数,结合边坡特点,比较瑞典条分法、Bishop法、精确Janbu法和Morgenstern-Price四种方法的适用性和优缺点。可为同行业在边坡稳定性分析选用合适的计算方法方面提供更多的参考。同时,结合矿山实际,对不同类型的边坡提出了针对性的治理建议。
  • 矿山地质
  • 多晓松,付茂盛,张婉怡,张 博
    2022,74(3):91-99 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    2019年7月滦平县华兵铁矿发生采空区塌陷事件。采用遥感监测、瞬变电磁探测、微动勘探、TRT超前地质预报、工程地质钻探、三维激光扫描等“天空地深”一体化勘查技术方法对矿区进行了采空区精准探测,结合多尺度监测关键技术方法,建立数据模型,精准圈定了华兵铁矿矿区采空区位置、形态、体积等三维空间数据,为采空区充填治理提供了良好基础。创新点:该综合勘查方法开创性地整合应用了多种技术手段,具有工作高效、数据精确、成果直观等优点,对采空盲区的勘查具有极大的推广意义。
  • 张学强,刘亚静
    2022,74(3):100-107 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    三维地质建模可以对复杂的地质体进行直观的显示和表达,有利于展现地质体的内部形态特征,便于矿山的管理与地质研究。以某铁矿床为研究对象,对该地区相关地质资料进行整理和收集,对地质勘探线数据和生产勘探线的钻孔数据进行信息化处理。基于三维矿业建模软件 Surpac,建立矿区地质体数据库、地质体实体模型和巷道模型。同时建立矿体模型为圈定有效的开采边界提供依据,并根据此模型及生产勘探线数据建立局部矿体模型加以比较,更新模型。建立地质体整体模型为生产勘探过程提供技术支撑,为矿山的开采计划提供指导意见。
  • 牛聪聪,张平发,高兆全,范春宝,张清华,吴小雷,苏凤波,王展宇,李 敏,常晋阳,段志伟
    2022,74(3):108-115 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    以国产DIMINE三维矿业软件为基础,系统收集整理了白音诺尔铅锌矿南矿段1号矿脉群750~800 m中段地质勘探资料,通过建立地质数据库,系统建立矿岩三维模型、数据的分析与处理以及资源储量估算整个流程,对比矿体与围岩模型特点、普通克里克估算方法与应用特点,研究结果表明:圈定矿体5条,模型显示矿体主要赋存在闪长玢岩与结晶灰岩接触带上,属典型的矽卡岩型矿床,空间展布形态呈囊状、大脉状、透镜状,整体北东走向;依据地质统计学理论,拟合求得理论变异函数应用于普通克里格估值,分别估算控制和探明资源量合计18.66万t,Pb+Zn品位为4.04%;与传统方法相较,普通克里格估算误差均在合理的范围之内,应用效果良好,估算精度高,可为矿山采矿设计提供参考,为实现矿山的数字化提供重要的理论依据。
  • 王秋波
    2022,74(3):116-122 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为加强对胡家峪铜矿区的生态环境管理,保证矿山的可持续发展,有必要对矿区地质环境进行评价。本次评价采用层次分析—模糊综合评价法,通过构建胡家峪铜矿区地质环境评价模型确定各因素对地质环境的影响程度,并结合模糊数学确定地质环境评价得分。结果显示,胡家峪铜矿区地质环境属于良好级别,与矿山之前地质环境评估结果一致,表明该方法在胡家峪铜矿区地质环境评价方面应用结果比较理想。本次评价为矿山以后的环境恢复治理工作提供了参考依据,应重点针对固废排放、水土流失、地面坍塌、粉尘排放等因素进行治理。
  • 矿山环境
  • 吴亮亮,李 昊*,王 琼,龚雪刚,孙 伟,潘翰林
    2022,74(3):123-127 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为探究山谷型非正规垃圾堆放场地封场治理技术的可行性,针对某山谷型非正规垃圾堆放场环境风险状况,并结合场地工程地质和水文地质条件,提出基于“垂直截渗+拦挡坝+堆体加固整形+渗滤液填埋气收集与导排+封场覆盖系统+生态恢复系统+监测系统”的生态封场技术方案。结果表明:1)工程实施后场地地下水氨氮、总磷、化学需氧量和重金属锰等特征因子均不超标,对周边环境的污染风险得到了有效控制;2)垃圾堆放场生态恢复效果较好,顶部平台进行景观园林设计,坡面采用浅根性植被类型,总体覆盖度达到95%以上,区域环境有了较大的改善;3)通过对非正规垃圾堆放场生态封场、垃圾筛分资源化利用、好氧加速稳定化及异地搬迁等治理技术综合比较,在场地地质条件较好、周边无环境敏感点等情况下,建议采取生态封场技术对非正规垃圾堆放场进行治理。本项目的成功实施,为我国非正规垃圾填埋场的治理提供了借鉴。
  • 韩小宾,杨 丽,熊 超,孙金龙,王 硕,赵丙刚
    2022,74(3):128-132 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究某硫铁矿场地土壤重金属污染特征,评估场地内重金属污染对人体健康的潜在风险,采用单因子污染指数法和多因子综合污染指数法对场地污染程度进行了评价,利用主成分分析和相关性分析对污染物来源进行了解析,并对超标污染物进行健康风险评估。结果表明:场地内As、Hg、Pb和Cr6+存在不同程度的超标,表层土壤为中度污染,深层土壤为轻度污染;超标污染物As、Pb主要来源于原料硫铁矿,Hg和Cr6+为外来带入型污染;场地内As、Pb、Cr6+、Hg健康风险均超出了可接受风险水平,对场地内企业职工的健康可产生一定威胁。
  • 矿山设备
  • 黎忠炎,龙国强,沈盛强
    2022,74(3):133-138 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为解决现有天井钻机尺寸大、转场难、自动化程度低、控制精度差等问题,通过采用中心铰接式底盘结构、浮动车架设计、PLC程序控制和远程智能遥控操作等系统集成与控制技术,对天井钻机的整机结构、动力匹配、智能行走、自动凿岩等核心问题进行了研究,最终开发设计出了一款适用于无轨矿山井下狭窄巷道的铰接自行式天井钻机。该钻机通过履带牵引和轮胎拖挂的方式实现设备的行走和转向,行走、定位、施工全过程无需任何拆装,简单方便。现场应用表明,相比传统天井钻机,本文设计的铰接自行式天井钻机整机尺寸小、巷道通过性好、凿岩速度快、成孔精度高、施工成本低,无论是在施工效率上、还是在智能化程度上都有了很大的提升,很好满足了矿山机械化换人、智能化减人的发展需求,更加高效、智能。
    智能矿山
  • 李凤英,季现伟
    摘要:
    数字经济的迅猛发展已经逐步在颠覆许多传统行业的运营模式,数字化转型也已成为有色金属行业在新时代取得核心竞争力和实现创新的重要方式。借助有色金属行业数字化转型背景,重点阐述了云南黄金集团在数字化转型方面所做的一些探索与实践,其在顶层架构设计和智能化工程建设实践(数据中心、无人驾驶运输系统、安全监测综合管控平台、MES、设备信息管理系统、集团私有云平台)方面取得的经验和成果,可为同行业推进数字化转型提供参考和借鉴。
  • 采矿工程
  • 张 泉,陶治臣,王 磊,陈晓青
    2022,74(3):10-15 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    针对地下空区充填后难以接顶引起顶板破坏并导致地表沉陷的问题,采用物理相似模拟和数值模拟的方法从破坏形式、应力等方面研究了地下空区顶板的破坏变形规律,并对空区顶板内部进行位移监测,降低了单一因素影响的偏离性,提高了空区顶板稳定性评价的合理性。通过物理实验发现:地下空区顶板在垂直加载下,随荷载增加,裂隙首先出现在顶板中心区域,并逐渐向侧帮发育,直至模型彻底破坏;通过数值模拟实验发现:中央区域存在拉应力集中区,该区域最容易破坏;通过监测结果发现:随载荷增加,顶板周端位移较中央部位更小,越接近顶板中心,顶板的位移量差值越小。将物理实验、数值模拟实验与监测结果进行对比,三者吻合较好。研究结果对地下空区处理、地下开采方法及矿柱的留设具有指导意义。
  • 王喜婵,郭忠林,孙 伟
    2022,74(3):16-23 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    针对充填体胶结强度低和易开裂等问题,开展纤维类型、分层数对充填体单轴抗压强度的影响规律实验研究。结果表明:未掺纤维的充填体为张拉破坏,掺纤维充填体受压膨胀呈现鼓状,整体裂而不断,保持较高的完整性。分层面在一定程度上劣化了充填体力学性能,随分层面的增多充填体单轴抗压强度逐渐减小。添加纤维充填体在达到峰值荷载后仍具有一定承载能力,呈现“裂而不碎”的特征。通过对比聚丙烯腈纤维、玻璃纤维、聚丙烯腈纤维三种纤维,添加聚丙烯腈纤维更有利于充填力学性能的改善。
  • 陈 何,万串串,彭啸鹏
    2022,74(3):24-30 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    采用小型爆破试验方法,开展不同束状孔间距、不同当量大孔间距条件下的爆破损伤试验。结果显示,单束孔或单个当量大孔爆破时,药包侧面爆破损伤范围较两端大,且损伤岩石的纵波速度较低。随离药包的距离增加,爆破损伤变量值呈指数下降,当量大孔损伤变量值较束状孔的衰减更快。在爆破近区(x<5.56 D0),当量大孔损伤变量值较束状孔的高。在爆破中远区(x>5.56D0),束状孔损伤变量值较当量大孔的高。束状孔组与当量大孔组爆破时,组间距增加,组间岩石的损伤变量值下降。相同间距条件下,束状孔间岩石的爆破损伤变量值大于或等于当量大孔损伤变量值。束状孔/当量大孔间距1.5 m(16.67D0)、2.0 m(22.22D0)时,在组间的爆破叠加破坏作用较单孔损伤变量值增加30%40%。
  • 官旭晖,项江波,曾令峰,郭文康,楼晓明
    2022,74(3):31-35 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    某地下金矿目前已经进入开采阶段,为降低开采过程中钻爆和铲装成本,有必要对爆破块度级配进行优化研究,并得到较合理的上向扇形炮孔爆破块度,从而优化爆破参数。对某地下金矿目前正在爆破回采的不同采区进行铲装时的爆堆拍照,对相应爆破参数下的钻孔数量和炸药用量、铲运环节等成本资料进行收集,并运用Split-Desktop4.0软件,得到不同采区的钻爆与铲装成本与平均块度的关系公式,建立成本模型。成本模型结果显示:基于钻爆与铲装环节的某地下金矿经济合理爆破块度区间为21~24 cm,对应的主要爆破参数为:孔底距约1.9 m,排距约1.5 m,孔深5~14 m。研究结果节约了矿山的生产成本,提高了生产效率,为相关研究补充了理论依据。创新点:将计算机爆破块度分析软件,运用在矿山生产成本优化中,并以此为出发点,探究对应的合理爆破参数,为相关研究提供新思路。
  • 岩石力学
  • 王兆寒,张晨晖,于航,匡春霖,张凤鹏,彭建宇
    2022,74(3):36-41 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    金属丝电爆炸破碎岩石是一种环保且有前景的爆破技术。为进一步认识岩石在金属丝电爆炸载荷下的破裂行为,基于高压脉冲放电实验平台,开展了直铜丝电爆炸破碎红砂岩的模型实验研究。借助超高速相机观测了试件表面裂纹的起裂和扩展过程,探讨了放电电压和爆源位置等因素对岩石破裂效果的影响,具有一定的创新性。结果表明,随着放电电压增加,岩石破裂程度变得更加严重。30 kV电压下,金属丝发生电爆炸,但并未有效破裂岩石;40 kV电压下,试件出现数条宏观裂纹,红砂岩破裂成碎块状。此外,爆源到试件表面的距离越近,试件表面的裂纹越发育,试件的破碎程度越严重。
  • 采矿工程
  • 蒋合国,余天成,刘光生,杨 烺
    2022,74(3):42-49 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    通过采用弹性力学简支梁、薄板及加拿大米切尔理论模型等分析方法,结合尾矿胶结充填体的物理力学参数,计算了下向矩形进路充填体顶板的理论强度需求。同时,通过近两年充填站取浆养护充填体的强度试验数据,统计分析了可定量表征实际充填强度工业离散性的浮动安全系数,最终得出了适用于企业现阶段充填质量控制水平的下向进路充填体实际强度需求。通过研究和试验,优化了充填配比设计参数,达到了合理降低胶结充填成本、提高矿山综合经济效益的目的。同时,为类似矿山下向进路充填体强度需求优化提供参考。
  • 黄 磊,刘玉龙,张怀峰,谢 烽,周恕辉,汪志平
    2022,74(3):50-54 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究复杂矿体大方量压渣爆破在纵深方向上的爆破质量变化和矿废混合情况,在非洲某大型露天铀矿进行了现场试验,爆破台阶高度7.5 m,炮孔18排,爆破方量35万t。结果显示,靠近渣体的爆堆(松散区)在隆起高度、块度分布以及电铲效率等方面优于远离渣体的爆堆(密实区),揭示出大方量压渣爆破效果沿纵深方向变差。爆破后,试验区块矿量总体增加14.6%,品位下降4%,废石量减少28.8%,松散区矿废互混更加明显且矿岩量增加,密实区矿岩量减少。为改善密实区爆破效果,提出采取“一个爆破区块,两套爆破参数”的策略。
  • 王利军,董旭,李耀宗,冯新奇
    2022,74(3):55-58 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    杏山铁矿为地采矿山,较高的爆破大块率,一直影响生产效率。本文结合杏山铁矿生产实际和地质条件,对布孔方式、填塞长度、起爆方式等方面在爆破落矿过程中大块产生原因进行了分析。研究结果表明:对地质条件和矿岩结构准确的分析对爆破参数的选择非常重要。三角形布孔方式、不小于400 mm的炮孔填塞和小抵抗线大孔距的参数优化能有效的降低大块率。依据现场实测将排距定为1.9 m,边孔角为57°,崩矿步距为3.8 m,采场平均大块率降低了40%,在现场实践中取得了良好的效果,解决了杏山铁矿在工程实践中大块率居高不下的难题。
  • 王如意,王 菁,李 鹏,杨 敬,郑文娟,牛 奔,徐 奇
    2022,74(3):59-64 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    在地浸采铀浸出过程中,渗透性是决定浸出效率的重要因素,保持良好的渗透性对铀的浸出具有举足轻重的作用。目前,矿层结垢堵塞溶浸通道致使矿层渗透性降低影响浸出效率,是各地浸矿山运行中存在的普遍问题。基于对纳岭沟铀矿床水文地质条件及CO2+O2地浸采铀试验过程中主要沉淀物的生成机理分析,旨在针对矿层渗透性降低的情况,通过分析浸出过程中沉淀物类型及特性,探究沉淀物生成及堵塞矿层的主要原因,提出通过采区投入运行前20~30 d内加入CO2进行微酸预酸化直至HCO3-浓度维持在1 000 mg/L,调节溶浸通道环境,保持主要沉淀物高溶解度;随后注氧氧化,控制余氧含量为20 mg/L左右;摒弃目前袋式过滤方式,采用活性炭、石英砂、阳离子树脂等集中过滤方式,有效去除溶浸液中的有害金属离子,减少回注矿层形成二次沉淀等主要技术措施,有效控制沉淀物在溶浸通道的生成与积累,实现地浸铀矿山高效浸出运行。
  • 安全工程
  • 冯小鹏,李 勇,袁于思,黄定于,张 磊
    2022,74(3):65-70 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为了准确快速地分析露天矿边坡的稳定性,本文提出 Adaboost卷积神经网络(Adaboost-CNN)建立露天矿边坡稳定性和影响因素之间的非线性关系。Adaboost-CNN是结合自适应Boosting算法(Adaboost)和卷积神经网络(CNN)的一种新的机器学习方法。其核心思想是将CNN的特征提取能力和AdaBoost处理非平衡数据的能力结合起来,具有高可靠性、高精度性、训练时间少等优点。Adaboost-CNN利用迁移学习,不仅消除了传统CNN需要大量训练样本的限制,而且解决了AdaBoost算法序列化过程中存在着的降低实际性能的问题。本文分别采用BP神经网络、支持向量机(SVM)、卷积神经网络以及Adaboost-CNN对工程实测数据进行建模与分析,通过对比均方根误差(RMSE)和相对预测误差(RPE),发现Adaboost-CNN的预测精度最高、模型泛化能力最强。结果表明,Adaboost-CNN能够较精确对边坡的稳定性进行预测,是边坡稳定性预测的可靠性工具
  • 龚兴勇,王铭明,杨双钢,胡圣明,苟 超
    2022,74(3):71-77 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    尾矿坝特殊的筑坝方式和筑坝材料,使得坝体在地震作用下容易失稳破坏,对下游居民的生命和财产造成威胁。针对尾矿坝动力响应问题,基于有限元分析方法,运用等效线性原理进行尾矿坝动力响应分析。分析计算了在地震荷载作用下某上游式尾矿坝的动位移、响应加速度、动应力以及库区液化的分布情况。计算结果表明:在静力作用下,尾矿坝处于稳定状态。顺河向加速度放大系数最大值出现在3h/4坝高节点处;堆积坝最大主应力和最小主应力均为压应力;坝体顺河向、垂直向最大动位移较小。通过Matlab语言编写后处理程序,生成不同地震时程下的坝体液化区域,结果显示液化区主要集中在浸润线以下的沉积滩浅层区域,未贯穿整个坝体。
  • 王孝东,陈书鹏,蒋梦娇,童学林,符浩南
    2022,74(3):78-84 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为解决新、老通风系统共同作业的超深井矿山所带来的通风困难问题,探究新建回风井投入使用后,全矿通风阻力变化规律以及阻力分布情况,以云南某超深井矿山通风系统为研究对象并根据其生产过程,动态研究阻力影响因素及变化规律,对通风网络进行可靠性评价,找到矿井通风系统存在的共性问题。研究表明:夏季为通风困难时期,新建回风井投入使用后全矿通风阻力降低354.24 Pa,“进风、用风、回风”三段阻力分布较为合理,通风网络可靠度为0.881,网络整体可靠度较高。进而得到新建回风井投入使用后,满足深部通风系统生产用风前提下,通风阻力降低、能耗降低,实现优化目的。该研究方法可为矿山企业提供较为科学、合理的优化改造思路。
  • 董贺伟
    2022,74(3):85-90 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    针对不同类型的露天矿山边坡,其破坏方式和计算边坡稳定性的方法也有所不同。本文旨在通过分析某铁矿的8处典型区域剖面的地质赋存条件,基于极限平衡理论,分别选用合适的计算方法对边坡稳定性进行校核。采用Geostudio软件的SLOPE/W模块进行计算,分别模拟边坡在自重+地下水、自重+地下水+爆破振动力、自重+地下水+地震力三种荷载下的安全系数,结合边坡特点,比较瑞典条分法、Bishop法、精确Janbu法和Morgenstern-Price四种方法的适用性和优缺点。可为同行业在边坡稳定性分析选用合适的计算方法方面提供更多的参考。同时,结合矿山实际,对不同类型的边坡提出了针对性的治理建议。
  • 矿山地质
  • 多晓松,付茂盛,张婉怡,张 博
    2022,74(3):91-99 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    2019年7月滦平县华兵铁矿发生采空区塌陷事件。采用遥感监测、瞬变电磁探测、微动勘探、TRT超前地质预报、工程地质钻探、三维激光扫描等“天空地深”一体化勘查技术方法对矿区进行了采空区精准探测,结合多尺度监测关键技术方法,建立数据模型,精准圈定了华兵铁矿矿区采空区位置、形态、体积等三维空间数据,为采空区充填治理提供了良好基础。创新点:该综合勘查方法开创性地整合应用了多种技术手段,具有工作高效、数据精确、成果直观等优点,对采空盲区的勘查具有极大的推广意义。
  • 张学强,刘亚静
    2022,74(3):100-107 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    三维地质建模可以对复杂的地质体进行直观的显示和表达,有利于展现地质体的内部形态特征,便于矿山的管理与地质研究。以某铁矿床为研究对象,对该地区相关地质资料进行整理和收集,对地质勘探线数据和生产勘探线的钻孔数据进行信息化处理。基于三维矿业建模软件 Surpac,建立矿区地质体数据库、地质体实体模型和巷道模型。同时建立矿体模型为圈定有效的开采边界提供依据,并根据此模型及生产勘探线数据建立局部矿体模型加以比较,更新模型。建立地质体整体模型为生产勘探过程提供技术支撑,为矿山的开采计划提供指导意见。
  • 牛聪聪,张平发,高兆全,范春宝,张清华,吴小雷,苏凤波,王展宇,李 敏,常晋阳,段志伟
    2022,74(3):108-115 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    以国产DIMINE三维矿业软件为基础,系统收集整理了白音诺尔铅锌矿南矿段1号矿脉群750~800 m中段地质勘探资料,通过建立地质数据库,系统建立矿岩三维模型、数据的分析与处理以及资源储量估算整个流程,对比矿体与围岩模型特点、普通克里克估算方法与应用特点,研究结果表明:圈定矿体5条,模型显示矿体主要赋存在闪长玢岩与结晶灰岩接触带上,属典型的矽卡岩型矿床,空间展布形态呈囊状、大脉状、透镜状,整体北东走向;依据地质统计学理论,拟合求得理论变异函数应用于普通克里格估值,分别估算控制和探明资源量合计18.66万t,Pb+Zn品位为4.04%;与传统方法相较,普通克里格估算误差均在合理的范围之内,应用效果良好,估算精度高,可为矿山采矿设计提供参考,为实现矿山的数字化提供重要的理论依据。
  • 王秋波
    2022,74(3):116-122 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为加强对胡家峪铜矿区的生态环境管理,保证矿山的可持续发展,有必要对矿区地质环境进行评价。本次评价采用层次分析—模糊综合评价法,通过构建胡家峪铜矿区地质环境评价模型确定各因素对地质环境的影响程度,并结合模糊数学确定地质环境评价得分。结果显示,胡家峪铜矿区地质环境属于良好级别,与矿山之前地质环境评估结果一致,表明该方法在胡家峪铜矿区地质环境评价方面应用结果比较理想。本次评价为矿山以后的环境恢复治理工作提供了参考依据,应重点针对固废排放、水土流失、地面坍塌、粉尘排放等因素进行治理。
  • 矿山环境
  • 吴亮亮,李 昊*,王 琼,龚雪刚,孙 伟,潘翰林
    2022,74(3):123-127 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为探究山谷型非正规垃圾堆放场地封场治理技术的可行性,针对某山谷型非正规垃圾堆放场环境风险状况,并结合场地工程地质和水文地质条件,提出基于“垂直截渗+拦挡坝+堆体加固整形+渗滤液填埋气收集与导排+封场覆盖系统+生态恢复系统+监测系统”的生态封场技术方案。结果表明:1)工程实施后场地地下水氨氮、总磷、化学需氧量和重金属锰等特征因子均不超标,对周边环境的污染风险得到了有效控制;2)垃圾堆放场生态恢复效果较好,顶部平台进行景观园林设计,坡面采用浅根性植被类型,总体覆盖度达到95%以上,区域环境有了较大的改善;3)通过对非正规垃圾堆放场生态封场、垃圾筛分资源化利用、好氧加速稳定化及异地搬迁等治理技术综合比较,在场地地质条件较好、周边无环境敏感点等情况下,建议采取生态封场技术对非正规垃圾堆放场进行治理。本项目的成功实施,为我国非正规垃圾填埋场的治理提供了借鉴。
  • 韩小宾,杨 丽,熊 超,孙金龙,王 硕,赵丙刚
    2022,74(3):128-132 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究某硫铁矿场地土壤重金属污染特征,评估场地内重金属污染对人体健康的潜在风险,采用单因子污染指数法和多因子综合污染指数法对场地污染程度进行了评价,利用主成分分析和相关性分析对污染物来源进行了解析,并对超标污染物进行健康风险评估。结果表明:场地内As、Hg、Pb和Cr6+存在不同程度的超标,表层土壤为中度污染,深层土壤为轻度污染;超标污染物As、Pb主要来源于原料硫铁矿,Hg和Cr6+为外来带入型污染;场地内As、Pb、Cr6+、Hg健康风险均超出了可接受风险水平,对场地内企业职工的健康可产生一定威胁。
  • 矿山设备
  • 黎忠炎,龙国强,沈盛强
    2022,74(3):133-138 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为解决现有天井钻机尺寸大、转场难、自动化程度低、控制精度差等问题,通过采用中心铰接式底盘结构、浮动车架设计、PLC程序控制和远程智能遥控操作等系统集成与控制技术,对天井钻机的整机结构、动力匹配、智能行走、自动凿岩等核心问题进行了研究,最终开发设计出了一款适用于无轨矿山井下狭窄巷道的铰接自行式天井钻机。该钻机通过履带牵引和轮胎拖挂的方式实现设备的行走和转向,行走、定位、施工全过程无需任何拆装,简单方便。现场应用表明,相比传统天井钻机,本文设计的铰接自行式天井钻机整机尺寸小、巷道通过性好、凿岩速度快、成孔精度高、施工成本低,无论是在施工效率上、还是在智能化程度上都有了很大的提升,很好满足了矿山机械化换人、智能化减人的发展需求,更加高效、智能。

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