2024年第2期目录
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    智能矿山
  • 李 铭,刘 伟,宋岳汶,曹 彪,王湖鑫
    2024,76(2):1-5,25 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    铲运机无人驾驶是智能矿山建设的重要组成部分,为了实现高海拔高寒地区井下无人采矿,本文通过梳理国内外铲运机无人驾驶系统发展现状,分析铲运机自主行驶系统相关理论和关键技术,从地下铲运机轨迹偏差预测技术、自主行驶多偏差控制技术和防碰撞预测与控制技术等方面进行了归纳总结。以西藏华泰龙矿为例,采用最新网络通信技术5G,建设了5G+高海拔高寒地区铲运机无人驾驶系统。对铲运机无人驾驶系统在高海拔高寒地区的发展具有重要意义。
  • 采矿工程
  • 郭鸿德,杨晓飞,刘国栋,张晓蕾,万串串,刘立顺
    摘要:
    爆破成井是中深孔或深孔采矿方法中关键的一个工艺,主要包括分次或一次爆破成井方式。在中深孔采矿工艺中,切割天井是重要的切割采切工程,通常采用普通法、吊罐法或爬罐法进行施工,存在较大的安全隐患,并且掘进效率较低,严重影响中深孔矿山生产安全高效采矿。为解决上述难题,自上个世纪以来,学者就开始从事爆破成井方面的研究工作,取得了丰富的理论成果及实践经验。 近年来,三山岛金矿开展了下向中深孔分段采矿试验工作,面临充填体下中深孔采场切割天井的施工难题,本文以此为例,介绍了该类型切割天井的一次爆破成井技术及应用效果。通过直孔掏槽法与爆破漏斗法的特征对比,研究了直孔掏槽法切割天井的一次爆破成井技术及应用效果选用直孔掏槽法进行爆破成井。通过爆破参数计算,选用装药孔直径Φ65mm、补偿空孔直径Φ110mm的钻孔孔径,综合考虑确定了装药孔与空孔之间的距离为0.3m,能够满足爆破补偿空间及自由面的要求。结合矿岩稳固条件,选用九9孔掏槽方式,进而制定了炮孔布置方案,即掏槽孔设计1个中心装药孔,12个空孔作为补偿孔,辅助孔4个,周边孔12个,共计29个孔。在确定炮孔堵塞长度、炸药选择、装药结构、微差时间、起爆顺序等工艺参数之后,开展了切割天井的现场工业试验。试验表明:切割天井一次爆破成井方案是可行的,爆破块度均匀,无大块和过粉现象,爆破扰动小,爆破成形规格满足设计要求,爆破效果良好,为其它类似条件的切割天井一次爆破技术应用提供了参考依据。
  • 丰章哲,刘金辉,阳奕汉,邢拥国,胡鹏飞,王如意,梁大业,何 挺
    2024,76(2):14-25 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    地浸采铀是砂岩型铀矿的主要开采方法,酸性溶浸液与矿石反应后不仅铀被溶解,而且大量杂质离子也随之转入溶浸液中。本文以巴彦乌拉铀矿C12采区北部某抽注单元为研究对象,通过对其抽液孔浸出液化学成分监测,对溶浸液化学成分演化特征进行了系统研究。研究结果表明,溶浸液离子浓度增高是高酸溶浸液与含矿层矿物相互作用的结果,离子浓度演化经历上升、快速上升及相对稳定3个阶段,且酸度越高,浓度增高速率越快,矿物与硫酸反应的顺序大致为碳酸盐、黄铁矿(铁氧化物)、硅铝酸盐、钠长石、钾长石;相关阳离子浓度增长速率与SO42-浓度增长速率演化特征具有同步性,SO42-浓度超过12g/L时Ca2+浓度出现降低,表明CaSO4发生了沉淀。这些研究成果对于指示矿物溶解迁移的演化规律具有重要的理论意义与较高学术价值。
  • 陈 剑,李 聪,王 俊,杨天雨
    2024,76(2):26-34,44 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    膏体管输沿程阻力是影响管道设计与采场充填质量的关键因素之一,本文采用fluent建立与实际环管实验系统一样的管道输送的几何模型,分析得到不同管线沿程阻力损失之间的关系以及膏体配比参数对沿程阻力损失的影响规律。 研究表明:膏体在管道中弯管处的速度和压力都发生急剧的变化,弯管外侧压力和速度明显大于弯管内侧,有着明显的梯度。在水平管段速度和压力在管道径向上存在明显的梯度,呈结构流的特点,分为柱塞流动区和边界层区域。在膏体管道输送中管道内膏体的速度和压力均存在着边界效应,随着流速的增大管输阻力增大;随着膏体质量浓度增加,沿程管道阻力损失变大;随着屈服应力与塑性粘度的增加沿程阻力损失也增大,获得了不同物料组成、管道内径、管流流速下水平段膏体压力损失,为大屯锡矿最终输送泵、充填管道选型提供了依据。
  • 贾皓琦,黄永辉,张智宇
    2024,76(2):35-44 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为了研究某云南金属地下矿山断层对爆破振动波传播的影响,选用含有断层区域3736北部中段区域、无断层区域3736南部中段区域布置测点。以云南某金属地下矿山真实采集爆破振动数据为研究对象,基于小波包变换、HHT算法、STFT算法开展爆破振动波衰减规律的研究。结果表明:云南某地下金属矿山振动波经过断层前瞬时能量幅值达到10×10-4dB,经过断层后瞬时能量幅值达到1.5×10-4dB,瞬时能量幅值衰减85%;断层在一定程度上会扰乱振动波能量分布情况,延缓振动能量迅速上升;振动波经过断层后低频能量衰减60%,高频能量衰减71%,总体能量功率衰减77%,无断层区域高频能量衰减18%,低频能量衰减17%,总体能量功率衰减15%;爆破振动波经过断层后,过滤大量高频能量,能量总体分布呈现向低频域方向发展的趋势。
  • 魏可心,徐振洋,叶图强,任碧琦,闫祎然
    2024,76(2):45-52 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究在爆破过程中填塞长度对圆柱岩样爆破效果的影响,通过数值模拟方法建立了分区域圆柱岩样单孔装药的三维模型。通过改变填塞长度,对爆破过程中填塞物及圆柱岩样的损伤情况、位移变化和裂纹扩展进行了对比分析。结果表明:模拟结果与圆柱岩样实验室爆破裂纹扩展与损伤情况相一致,验证爆破模型可有效模拟岩石爆破过程。在填塞长度为炮孔长度的23.7%内,填塞长度的增加可显著抑制填塞物冲出炮孔程度,而超过此区间后,单位抑制效应微弱。填塞长度从炮孔长度的7.9%到39.5%,岩柱表面裂纹网络复杂程度逐渐降低,但裂隙宽度显著增加。在炸药引爆后岩柱中部区域的损伤值最高,在填塞长度为炮孔长度的23.7%时取得最高值为0.75。在岩柱上部区域,损伤随填塞长度呈现凹形变化,差值在0.0543;而五种填塞长度在岩柱中部区域的损伤差值最大,为0.0679;对岩柱下部区域的损伤影响较小,变动幅度为0.0099。填塞长度的合理选取为实现精确区域爆破和提高爆破效果提供了新的途径。
  • 付 俊,蔡 君,周 罕,郁华嘉,郭国祥,余 璨
    2024,76(2):53-59 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    拉拉铜矿位于川滇应力区中部,浅部资源接近开采结束,逐步由露天开采全面转为地下开采,由于其深部开采地质条件复杂,落凼深部矿区将面对开采过程中的地应力问题。以拉拉铜矿落凼矿区深部地应力场特征为研究对象,开展了10个钻孔的应力解除法地应力测试、22组围岩室内物理力学测试,结合国标法、Barton法及陶振宇法3种应力判据完成了深部开采区域的岩爆预测分析。结果表明:地应力值浅部离散分布,深部线性增长;最大主应力方向整体离散;岩爆程度随深度逐渐增大,浅部离散分布,深部逐渐集中,东区1780m标高可能出现强烈岩爆的现象;结合矿区断层及测试点分布特征,指出矿区断层及地层对地应力测试结果的影响,为该类金属矿山深部灾害预防及安全开采提供有益的参考。
  • 安全工程
  • 卢欣奇,郭利杰,张传亮,苏 军,李 欣,金凯明
    2024,76(2):60-69 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    非煤矿山的开采是我国的基础产业,同时也是经济发展的重要支柱,在许多新兴产业发展中扮演着越来越重要的角色。随着矿产资源开发强度的不断加大,非煤矿山行业也产生了较多典型的安全生产事故,为探讨我国非煤矿山安全存在的主要问题,本文搜集了我国“十三五”期间(2016—2020年)非煤矿山安全生产数据,分别从事故发生区域、事故类型、事故发生时间、开采方式、矿种类型、所属行业等方面进行了分析,得出以下结论:(1)我国非煤矿山中小型矿山以40%左右的产能、酿成了超过90%的事故,安全生产基础总体薄弱;(2)如内蒙古、湖南、广西等重点区域安全成产形势仍严峻;(3)地下矿山的事故起数和死亡人数均占非煤矿山事故总量的50%以上,以冒顶坍塌为主的10类事故死亡人数较大。导致这种情况的主要原因是我国非煤矿山企业安全管理能力仍然较弱、非煤矿山安全生产监管监察能力仍需提升、我国非煤矿山智能化建设仍处于初级阶段,事故重灾区机械化、自动化、智能化建设程度总体较低。只有进一步推进非煤矿山企业及监管监察部门装备设备的智能化水平的提升,从矿山全生命周期中的各个生产流程及环节进行改造升级,才能实现“十四五”时期安全生产质量的进一步提升。
  • 何锋,刘春学
    2024,76(2):70-75,87 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究含断层露天边坡在渗流作用下的稳定性问题,本文采用 FLAC3D 数值模拟技术构建断层作用下的滑体力学模型,获得顺倾层状边坡分条稳定系数表达式,进而对渗流作用下含断层边坡稳定性的数值模拟分析。所得研究结果明确:岩体强度的弹性模量、内聚力、内摩擦角和岩体抗拉强度等4种影响因素进行敏感性分析,通过分析这4种因素在不同工况下边坡的位移、应力、应变和安全系数,得出了各参数的敏感性分析曲线。从敏感性分析曲线可知,岩体的内聚力对边坡稳定性的影响最大,弹性模量对边坡稳定性的影响最小。开挖不同阶段边坡稳定性的主要影响因素存在差别,其中,前期以断层为主,后期则逐渐转化为渗流作用。该研究为今后露天矿边坡稳定性分析提供了科学依据,对于边坡稳定性分析具有重大的工程实际意义。
  • 刘 泉,王 晨
    2024,76(2):76-79 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    地震引起的边坡动力响应是诱发排土场失稳的主要诱因之一,本文以某矿山排土场边坡为背景,采用Geostudio软件模拟分析了Ⅷ级地震作用下某排土场边坡质点位移时程曲线、质点应变时程曲线以及安全系数时程变化曲线。研究结果表明:在地震力作用时间段内,该矿山排土场边坡最大质点位移、最大质点应变仅为8cm与0.0025,安全系数最小值为1.65大于规定的许用安全系数1.10,表明该排土场边坡处于稳定状态。
  • 严 体,孙进辉,田 敏
    2024,76(2):80-87 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    巷道支护参数选择的合理性是保障巷道稳定的关键。针对高海拔破碎围岩巷道变形严重的问题,以某矿山的运输平巷为工程背景,采取现场岩体结构调查,调查巷道的变形破坏状态,采用巷道松动圈声波测试,松动圈厚度在1.2m~1.4m之间,巷道支护松动圈分类为中松动圈II类。基于上述研究,初步确定支护参数,最后用数值模拟软件对支护参数进行优化,采用喷锚网联合支护能满足要求,锚杆网度1.2m×1.2m,锚杆长度1.5m,喷射混凝土厚度10mm联合支护能满足安全要求。研究成果为该矿区巷道的支护设计提供了理论依据,也为类似工程的设计及施工提供借鉴思路。
  • 原新宇,李 敏,苏凤波,许宏图,王奕仁
    2024,76(2):88-92,101 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    微震监测技术已经成为深部地压研究和管理的一个基本手段。基于IMS微震监测系统,对中色白音诺尔铅锌矿地下采区采掘过程引起的岩体微破裂进行监测,可有效反映目标区域内采空区及生产作业采场的稳定性。数据分析表明:(1)通过微震事件时空分布分析、b值法和能量指数EI、施密特数Scs与累计视体积CAV关系法,结合现场施工情况可更加准确地分析微震数据,有效评价地下采场的整体稳定性得出合理结论;(2)在EI降低的前提下,CAV曲线在拐点处斜率降低对应微震事件发生的概率或事件数较近前值降低,反之亦然;在Scs降低的前提下,无论CAV曲线在拐点处斜率增减,微震事件发生的概率或事件数较近前值均减小;(3)该有色金属矿山地下采区大爆破余震事件发生频率显著降低,该生产采场稳定性较好。该系统的应用对中色白矿地下矿床开采中的防震减灾和安全生产将起到积极的作用。
  • 唐飞
    2024,76(2):93-101 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为了对露天矿山边坡稳定性进行可靠分析,从采矿地质、水文特征和工程施工3个层面选取14项评价指标建立稳定性评价体系,并基于博弈论构建露天矿边坡岩体稳定性综合评价云模型。以云南某露天矿边坡为工程案例,通过数学计算并评估其稳定性等级。结果表明:优化后的层次分析法能够明显改善主观权重的计算精度;选取的模型评价指标符合工程实际需要,且具有良好的独立性与代表性;博弈论可以较好地求出评价指标的综合权重,云模型能够逐级分析出各层指标与稳定性等级的相关程度,并根据最大隶属度原则,得出露天矿边坡岩体稳定性等级;结合现场实测,相较于传统评价模型,基于博弈论综合评价云模型适用性较好,分析结果准确可靠,能够为类似采矿地质条件矿山边坡岩体稳定性分析提供一定的理论参考。
  • 王 旭,杨志一,马 增,徐志强,张忠光
    2024,76(2):102-107,119 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    受不良工程地质条件、下部采矿活动及雨雪入渗等影响,曙光金铜矿露天边坡存在较为明显的蠕滑现象,导致多处台阶出现严重变形、开裂、下沉。通过边坡灾害体分析、边坡稳定性计算,并结合矿山实际情况,提出了5种边坡治理方案,分别为:①预应力长锚索+钢板方案;②喷锚网方案;③浆砌石挡墙+素喷方案;④预注浆固结方案;⑤微型桩+浆砌石挡墙方案。经多角度方案对比,最终选取了方案①与方案⑤相结合的综合治理方案。通过方案实施,取得了良好的边坡治理效果,保障了矿山安全生产,该矿山边坡治理的研究与分析可为类似条件软破岩质高陡边坡治理提供可借鉴的经验和依据。
  • 矿山环境
  • 杜晓阳,袁文婷,夏文则,王俊德,刘书亚,孙乐飞
    2024,76(2):108-114 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    洛阳市龙门山生态修复区位于风景秀丽的龙门石窟景区东,近年来矿山开采活动,对龙门山造成了一系列的矿山地质环境问题。洛阳市坚决贯彻习近平总书记生态文明思想,牢固树立“绿水青山就是金山银山”的理念,开展废弃露天矿山地质环境修复。本文通过对研究区开展矿山地质灾害、含水层破坏、地形地貌景观破坏及土地损毁等矿山地质环境影响评价,划分了矿山地质环境恢复治理分区,讨论了矿山地质环境修复措施。结果表明:研究区矿山地质灾害危害程度小,对含水层影响小,地形地貌景观和土地资源破坏严重;矿山地质环境恢复治理区域划分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区,其中重点防治区面积6.47hm2,次重点防治区9.73hm2,一般防治区面积20.15hm2,针对评价成果研究区采用“坡面危岩清理+地形地貌重塑+土壤重构+挡土墙+截排水渠+植被重建”等修复治理措施。研究成果对同类型露天矿山的地质环境影响评价及修复研究具有一定的借鉴意义。
  • 鲜 杨,周芙蓉,唐鹤溪,尤 青
    2024,76(2):115-119 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为探究某废弃铅锌矿山及周边区域土壤和地下水的环境风险。以矿山历史开采区内及周边土壤、矿山上下游地下水中的砷、汞、镍、镉、铬、铜、铅、锌重金属为研究对象,采用单因子污染指数法及潜在生态风险评价等方法对重金属含量进行评价。结果表明,土壤受到明显污染,砷、镉、铅、锌污染较严重,主要超标原因可能为矿山开采过程中历史上环境措施不到位,且区域本底值较高。地下水含量未超标。废弃矿山生态风险存在,建议废弃矿山应尽快进行治理修复,地下水应做好长期监测。为废弃矿山后续的治理修复提供理论依据。
  • 马 豫,杨汝兰,晁 志,肖庆丰,盛建军,荆春燕*
    2024,76(2):120-128 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    随着社会各界对环境的重视程度加强,绿色可持续发展成为了当今时代发展主题之一,排污权交易和碳排放权交易是绿色交易市场建设的重要手段,是健全现代环境治理体系市场化机制的必然要求,是推动建立健全生态产品价值实现机制的关键路径。排污权和碳排放权的交易制度具有管理相似、减排协同、范围交叉等方面的特点,二者的协同,将会极大地提高环境管理效能、降低实施成本、减少污染物排放。本文总结了碳排放权与排污权交易体系进行的可行性研究现状,并指出了两体系在建设过程中所遇到的问题,提出排污权和碳排放权交易机制协同的路径设计,在此基础上提出完善相关法规体系、推进监测机制协同、提出开展碳排放权交易和排污权交易环境协同效益评估的建议,为全球绿色可持续发展和污染控制提出了一条可行路径。
  • 岩石力学
  • 胡芸菡,李 斌
    2024,76(2):129-133,140 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    本文研究了岩石抗剪强度参数的优化估计方法,针对岩石抗剪强度数据中存在的异方差问题,引入了加权线性回归方法。在岩石抗剪强度的线性回归分析中,一般假定因变量观测值的观测误差都服从同一正态分布,但忽略了三轴强度数据中所存在的异方差问题。本文利用以位于四川省西南地区的露天砂岩为研究对象,获取砂岩在不同围压下的三轴强度数据并应用加权线性回归方法进行分析并解决了数据的异方差问题。本文首先介绍了岩石抗剪强度的理论基础和相关的统计方法,然后详细阐述了加权线性回归的概念及应用范围。提出了加权线性回归的理论公式和检验方法,并解释了加权回归中的权重定义和计算方法。最后通过位于四川省西南地区的露天砂岩的试验数据进行验证,研究结果证明了加权最小二乘法在岩石抗剪强度参数的估计中的有效性,研究成果可为抗剪强度参数的选取提供相关的理论依据。
  • 薛田喜,颜景暄
    2024,76(2):134-140 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为探究岩石损伤破坏过程中的能量演化及分配规律,以焦家矿区花岗岩为研究对象,利用ZTR-276三轴应力试验系统进行三轴循环加卸载试验,。研究结果表明:循环加卸载试验过程中,花岗岩的应力峰值和轴向应变量随着围压增加逐渐增大,表现出明显的围压效应;循环加卸载试验下,总能量密度,弹性能密度和耗散能密度在峰前阶段均与轴向应变呈正相关关系;随着围压增大,岩石储能效率增加,最大弹性能占比增大,最大耗散能占比却随着围压的增大而降低。研究结果可为循环扰动条件下深部巷道围岩损伤破坏失稳提供理论指导意义。
  • 矿山地质
  • 潘世语,曾庆友*,鲁诗阳,胡 波,俞寒飞,彭蜀涛
    2024,76(2):141-148 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    通天庙花岗岩体位于南岭成矿带的香花岭锡多金属矿田西南部,通过对其开展地球化学分析研究表明,主量元素具有高硅、富铝、富碱、贫铁、贫镁、贫钛,高铝饱和指数的特点,稀土元素总量高,轻重稀土无明显分馏,Eu具极强的负异常,微量元素具有富高场强元素,大离子亲石元素,高10 000×Ga/Al,亏损Sr、Ba、Ti元素的特征,均与典型的A型花岗岩相似,说明通天庙花岗岩体应属于过铝质钙碱性-高钾钙碱性A型花岗岩,形成于造山后拉伸环境下,这一认识为了解通天庙花岗岩体成因及构造演化提供了理论依据。
  • 索朗欧珠,次仁央宗
    2024,76(2):149-154 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为了解决黄金开采过程中由于数据不足和参数偏差等不确定因素导致的地质特征分析难度大的问题,提出一种基于钻孔土层参数的黄金开采地质特征三维模拟方法,以改进资源储量估算的准确性。采用钻探设备获取钻孔土层信息,并利用距离反比加权差值法优化钻孔土层参数,建立包含地质参数的数据库。基于这些参数,可以使用Surpac软件来构建具有地下空间的三维模型,生成黄金开采区不同地质特征。实验测试结果显示:该钻孔土层参数能够构建较为理想的黄金开采区地下空间三维模型,同时还能模拟出地下空间黄金开采不同深度的地质特征,划分出研究区域的断裂带以及金矿分布、侵入岩位置,准确估算出金矿储量,误差值在2%以内。所提出的基于钻孔土层参数的黄金开采地质特征三维模拟方法具有较高的可行性和准确性。该研究方法的应用可以提高黄金开采区地质特征分析的准确性和可信度,有助于更好地理解研究区域的地质环境,为黄金开采过程中的决策制定提供准确的地质数据支持。
  • 矿山设备
  • 颜武刚,张 浩,代建龙,未 崴,尹千才,王 锋,彭 云
    2024,76(2):155-160,169 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    随着科技的进步和社会的发展,地下大直径竖向工程的施工需求越来越多,已由传统的地下矿山开采领域延伸到水力发电、公路铁路隧道、人防工程、军事工程、市政工程等各个领域。长期以来,我国地下大直径竖向工程的施工主要以人工、半机械化为主,安全风险高、劳动强度大、工作效率低,如果采用大直径天井钻机施工则由于一次性投入购置成本较高制约了大直径竖向工程施工的机械化。本文详细介绍了步进式复扩刀盘的结构组成、工作原理、施工工艺,分析了液压系统,测试了不同预充氮气压力条件下油缸复位时间,提出了地下矿山复杂条件下远程通信控制系统解决方案,并将该技术应用于矿山实际生产,结果表明步进式复扩刀盘可实现小井径天井钻机施工大井筒,对推动我国地下中小型矿山等领域大直径竖向工程施工的机械化意义重大。
  • 李松阳,战 凯,隋长江,汪彦青,郭 鑫,苑 昆,陈圣杰
    2024,76(2):161-169 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    能量流分析是一种分析车辆能量消耗的重要手段,是车辆能耗优化的基础。新能源电池地下铲运机是新型地下矿用设备,对其能量流动与各部件能耗效率研究较少。探究其井下作业的能量损耗是延长其续航时间的研究重点。本文首次将能量流分析方法应用于新能源铲运机的能耗分析,建立了能量流模型,根据电池温度与铲运机工况设计试验分组并进行工况测试,采集测试数据并基于能量流分析方法对测试结果进行研究。结果表明,新能源铲运机较大的能量损失集中于牵引系统与电池系统。其中驾驶员不适应电驱动操作造成的无效操作与牵引系统控制策略不完善,是导致牵引系统的高能耗的主要因素;电池系统快速充电造成的积温会影响铲运机的能量分配,降低其续航时间。本文通过对牵引系统与电池系统的优化,实现了新能源铲运机的能耗降低13%。研究表明对新能源铲运机进行能量流分析能够直观了解其能量流动与能耗情况,有助于发现高能耗问题并提出优化方向,从而减低能耗,改善能量利用效率,延长续航时间。
  • 矿山环境
  • 文 瑶,孙 伟,张攀科,蔡发雄,朱艾伦,丁凡煜
    2024,76(2):170-178 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为助力“双碳”目标的实现以及对废弃、再生资源的循环利用,云南省利用矿山开采遗留下来的采空区建设清洁能源发电站符合现实需要。而在实际废弃矿山改造过程中,实现多元耦合开发利用模式,更有利于再生能源的渗透和维持电网的稳定运行。根据水光互补发电特性原理,结合云南省自然资源能源禀赋特征,从废弃矿山光伏-抽水蓄能电站工作原理及结构、关键技术、经济效益估算等几个方面论述云南省建设废弃矿山光伏-抽水蓄能发电站的可行性。分析结果表明,云南省已累计超过15亿m3的采空区及丰富的自然资源、能源为光伏-抽水蓄能电站建设提供了有利条件;且云南省近几年清洁电力的比重也在不断攀升,2022年,清洁电力的占比已达到87.7%;由废弃矿山光伏-抽水蓄能电站实例计算得出,该矿山每年可产生的电量收益达1.2亿元,按照设计年限20年计算,共计产出约24亿元的收益。综上所述,云南省废弃矿山光伏-抽水蓄能发电站建设优势较为显著。
    智能矿山
  • 李 铭,刘 伟,宋岳汶,曹 彪,王湖鑫
    2024,76(2):1-5,25 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    铲运机无人驾驶是智能矿山建设的重要组成部分,为了实现高海拔高寒地区井下无人采矿,本文通过梳理国内外铲运机无人驾驶系统发展现状,分析铲运机自主行驶系统相关理论和关键技术,从地下铲运机轨迹偏差预测技术、自主行驶多偏差控制技术和防碰撞预测与控制技术等方面进行了归纳总结。以西藏华泰龙矿为例,采用最新网络通信技术5G,建设了5G+高海拔高寒地区铲运机无人驾驶系统。对铲运机无人驾驶系统在高海拔高寒地区的发展具有重要意义。
  • 采矿工程
  • 郭鸿德,杨晓飞,刘国栋,张晓蕾,万串串,刘立顺
    摘要:
    爆破成井是中深孔或深孔采矿方法中关键的一个工艺,主要包括分次或一次爆破成井方式。在中深孔采矿工艺中,切割天井是重要的切割采切工程,通常采用普通法、吊罐法或爬罐法进行施工,存在较大的安全隐患,并且掘进效率较低,严重影响中深孔矿山生产安全高效采矿。为解决上述难题,自上个世纪以来,学者就开始从事爆破成井方面的研究工作,取得了丰富的理论成果及实践经验。 近年来,三山岛金矿开展了下向中深孔分段采矿试验工作,面临充填体下中深孔采场切割天井的施工难题,本文以此为例,介绍了该类型切割天井的一次爆破成井技术及应用效果。通过直孔掏槽法与爆破漏斗法的特征对比,研究了直孔掏槽法切割天井的一次爆破成井技术及应用效果选用直孔掏槽法进行爆破成井。通过爆破参数计算,选用装药孔直径Φ65mm、补偿空孔直径Φ110mm的钻孔孔径,综合考虑确定了装药孔与空孔之间的距离为0.3m,能够满足爆破补偿空间及自由面的要求。结合矿岩稳固条件,选用九9孔掏槽方式,进而制定了炮孔布置方案,即掏槽孔设计1个中心装药孔,12个空孔作为补偿孔,辅助孔4个,周边孔12个,共计29个孔。在确定炮孔堵塞长度、炸药选择、装药结构、微差时间、起爆顺序等工艺参数之后,开展了切割天井的现场工业试验。试验表明:切割天井一次爆破成井方案是可行的,爆破块度均匀,无大块和过粉现象,爆破扰动小,爆破成形规格满足设计要求,爆破效果良好,为其它类似条件的切割天井一次爆破技术应用提供了参考依据。
  • 丰章哲,刘金辉,阳奕汉,邢拥国,胡鹏飞,王如意,梁大业,何 挺
    2024,76(2):14-25 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    地浸采铀是砂岩型铀矿的主要开采方法,酸性溶浸液与矿石反应后不仅铀被溶解,而且大量杂质离子也随之转入溶浸液中。本文以巴彦乌拉铀矿C12采区北部某抽注单元为研究对象,通过对其抽液孔浸出液化学成分监测,对溶浸液化学成分演化特征进行了系统研究。研究结果表明,溶浸液离子浓度增高是高酸溶浸液与含矿层矿物相互作用的结果,离子浓度演化经历上升、快速上升及相对稳定3个阶段,且酸度越高,浓度增高速率越快,矿物与硫酸反应的顺序大致为碳酸盐、黄铁矿(铁氧化物)、硅铝酸盐、钠长石、钾长石;相关阳离子浓度增长速率与SO42-浓度增长速率演化特征具有同步性,SO42-浓度超过12g/L时Ca2+浓度出现降低,表明CaSO4发生了沉淀。这些研究成果对于指示矿物溶解迁移的演化规律具有重要的理论意义与较高学术价值。
  • 陈 剑,李 聪,王 俊,杨天雨
    2024,76(2):26-34,44 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    膏体管输沿程阻力是影响管道设计与采场充填质量的关键因素之一,本文采用fluent建立与实际环管实验系统一样的管道输送的几何模型,分析得到不同管线沿程阻力损失之间的关系以及膏体配比参数对沿程阻力损失的影响规律。 研究表明:膏体在管道中弯管处的速度和压力都发生急剧的变化,弯管外侧压力和速度明显大于弯管内侧,有着明显的梯度。在水平管段速度和压力在管道径向上存在明显的梯度,呈结构流的特点,分为柱塞流动区和边界层区域。在膏体管道输送中管道内膏体的速度和压力均存在着边界效应,随着流速的增大管输阻力增大;随着膏体质量浓度增加,沿程管道阻力损失变大;随着屈服应力与塑性粘度的增加沿程阻力损失也增大,获得了不同物料组成、管道内径、管流流速下水平段膏体压力损失,为大屯锡矿最终输送泵、充填管道选型提供了依据。
  • 贾皓琦,黄永辉,张智宇
    2024,76(2):35-44 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为了研究某云南金属地下矿山断层对爆破振动波传播的影响,选用含有断层区域3736北部中段区域、无断层区域3736南部中段区域布置测点。以云南某金属地下矿山真实采集爆破振动数据为研究对象,基于小波包变换、HHT算法、STFT算法开展爆破振动波衰减规律的研究。结果表明:云南某地下金属矿山振动波经过断层前瞬时能量幅值达到10×10-4dB,经过断层后瞬时能量幅值达到1.5×10-4dB,瞬时能量幅值衰减85%;断层在一定程度上会扰乱振动波能量分布情况,延缓振动能量迅速上升;振动波经过断层后低频能量衰减60%,高频能量衰减71%,总体能量功率衰减77%,无断层区域高频能量衰减18%,低频能量衰减17%,总体能量功率衰减15%;爆破振动波经过断层后,过滤大量高频能量,能量总体分布呈现向低频域方向发展的趋势。
  • 魏可心,徐振洋,叶图强,任碧琦,闫祎然
    2024,76(2):45-52 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究在爆破过程中填塞长度对圆柱岩样爆破效果的影响,通过数值模拟方法建立了分区域圆柱岩样单孔装药的三维模型。通过改变填塞长度,对爆破过程中填塞物及圆柱岩样的损伤情况、位移变化和裂纹扩展进行了对比分析。结果表明:模拟结果与圆柱岩样实验室爆破裂纹扩展与损伤情况相一致,验证爆破模型可有效模拟岩石爆破过程。在填塞长度为炮孔长度的23.7%内,填塞长度的增加可显著抑制填塞物冲出炮孔程度,而超过此区间后,单位抑制效应微弱。填塞长度从炮孔长度的7.9%到39.5%,岩柱表面裂纹网络复杂程度逐渐降低,但裂隙宽度显著增加。在炸药引爆后岩柱中部区域的损伤值最高,在填塞长度为炮孔长度的23.7%时取得最高值为0.75。在岩柱上部区域,损伤随填塞长度呈现凹形变化,差值在0.0543;而五种填塞长度在岩柱中部区域的损伤差值最大,为0.0679;对岩柱下部区域的损伤影响较小,变动幅度为0.0099。填塞长度的合理选取为实现精确区域爆破和提高爆破效果提供了新的途径。
  • 付 俊,蔡 君,周 罕,郁华嘉,郭国祥,余 璨
    2024,76(2):53-59 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    拉拉铜矿位于川滇应力区中部,浅部资源接近开采结束,逐步由露天开采全面转为地下开采,由于其深部开采地质条件复杂,落凼深部矿区将面对开采过程中的地应力问题。以拉拉铜矿落凼矿区深部地应力场特征为研究对象,开展了10个钻孔的应力解除法地应力测试、22组围岩室内物理力学测试,结合国标法、Barton法及陶振宇法3种应力判据完成了深部开采区域的岩爆预测分析。结果表明:地应力值浅部离散分布,深部线性增长;最大主应力方向整体离散;岩爆程度随深度逐渐增大,浅部离散分布,深部逐渐集中,东区1780m标高可能出现强烈岩爆的现象;结合矿区断层及测试点分布特征,指出矿区断层及地层对地应力测试结果的影响,为该类金属矿山深部灾害预防及安全开采提供有益的参考。
  • 安全工程
  • 卢欣奇,郭利杰,张传亮,苏 军,李 欣,金凯明
    2024,76(2):60-69 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    非煤矿山的开采是我国的基础产业,同时也是经济发展的重要支柱,在许多新兴产业发展中扮演着越来越重要的角色。随着矿产资源开发强度的不断加大,非煤矿山行业也产生了较多典型的安全生产事故,为探讨我国非煤矿山安全存在的主要问题,本文搜集了我国“十三五”期间(2016—2020年)非煤矿山安全生产数据,分别从事故发生区域、事故类型、事故发生时间、开采方式、矿种类型、所属行业等方面进行了分析,得出以下结论:(1)我国非煤矿山中小型矿山以40%左右的产能、酿成了超过90%的事故,安全生产基础总体薄弱;(2)如内蒙古、湖南、广西等重点区域安全成产形势仍严峻;(3)地下矿山的事故起数和死亡人数均占非煤矿山事故总量的50%以上,以冒顶坍塌为主的10类事故死亡人数较大。导致这种情况的主要原因是我国非煤矿山企业安全管理能力仍然较弱、非煤矿山安全生产监管监察能力仍需提升、我国非煤矿山智能化建设仍处于初级阶段,事故重灾区机械化、自动化、智能化建设程度总体较低。只有进一步推进非煤矿山企业及监管监察部门装备设备的智能化水平的提升,从矿山全生命周期中的各个生产流程及环节进行改造升级,才能实现“十四五”时期安全生产质量的进一步提升。
  • 何锋,刘春学
    2024,76(2):70-75,87 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究含断层露天边坡在渗流作用下的稳定性问题,本文采用 FLAC3D 数值模拟技术构建断层作用下的滑体力学模型,获得顺倾层状边坡分条稳定系数表达式,进而对渗流作用下含断层边坡稳定性的数值模拟分析。所得研究结果明确:岩体强度的弹性模量、内聚力、内摩擦角和岩体抗拉强度等4种影响因素进行敏感性分析,通过分析这4种因素在不同工况下边坡的位移、应力、应变和安全系数,得出了各参数的敏感性分析曲线。从敏感性分析曲线可知,岩体的内聚力对边坡稳定性的影响最大,弹性模量对边坡稳定性的影响最小。开挖不同阶段边坡稳定性的主要影响因素存在差别,其中,前期以断层为主,后期则逐渐转化为渗流作用。该研究为今后露天矿边坡稳定性分析提供了科学依据,对于边坡稳定性分析具有重大的工程实际意义。
  • 刘 泉,王 晨
    2024,76(2):76-79 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    地震引起的边坡动力响应是诱发排土场失稳的主要诱因之一,本文以某矿山排土场边坡为背景,采用Geostudio软件模拟分析了Ⅷ级地震作用下某排土场边坡质点位移时程曲线、质点应变时程曲线以及安全系数时程变化曲线。研究结果表明:在地震力作用时间段内,该矿山排土场边坡最大质点位移、最大质点应变仅为8cm与0.0025,安全系数最小值为1.65大于规定的许用安全系数1.10,表明该排土场边坡处于稳定状态。
  • 严 体,孙进辉,田 敏
    2024,76(2):80-87 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    巷道支护参数选择的合理性是保障巷道稳定的关键。针对高海拔破碎围岩巷道变形严重的问题,以某矿山的运输平巷为工程背景,采取现场岩体结构调查,调查巷道的变形破坏状态,采用巷道松动圈声波测试,松动圈厚度在1.2m~1.4m之间,巷道支护松动圈分类为中松动圈II类。基于上述研究,初步确定支护参数,最后用数值模拟软件对支护参数进行优化,采用喷锚网联合支护能满足要求,锚杆网度1.2m×1.2m,锚杆长度1.5m,喷射混凝土厚度10mm联合支护能满足安全要求。研究成果为该矿区巷道的支护设计提供了理论依据,也为类似工程的设计及施工提供借鉴思路。
  • 原新宇,李 敏,苏凤波,许宏图,王奕仁
    2024,76(2):88-92,101 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    微震监测技术已经成为深部地压研究和管理的一个基本手段。基于IMS微震监测系统,对中色白音诺尔铅锌矿地下采区采掘过程引起的岩体微破裂进行监测,可有效反映目标区域内采空区及生产作业采场的稳定性。数据分析表明:(1)通过微震事件时空分布分析、b值法和能量指数EI、施密特数Scs与累计视体积CAV关系法,结合现场施工情况可更加准确地分析微震数据,有效评价地下采场的整体稳定性得出合理结论;(2)在EI降低的前提下,CAV曲线在拐点处斜率降低对应微震事件发生的概率或事件数较近前值降低,反之亦然;在Scs降低的前提下,无论CAV曲线在拐点处斜率增减,微震事件发生的概率或事件数较近前值均减小;(3)该有色金属矿山地下采区大爆破余震事件发生频率显著降低,该生产采场稳定性较好。该系统的应用对中色白矿地下矿床开采中的防震减灾和安全生产将起到积极的作用。
  • 唐飞
    2024,76(2):93-101 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为了对露天矿山边坡稳定性进行可靠分析,从采矿地质、水文特征和工程施工3个层面选取14项评价指标建立稳定性评价体系,并基于博弈论构建露天矿边坡岩体稳定性综合评价云模型。以云南某露天矿边坡为工程案例,通过数学计算并评估其稳定性等级。结果表明:优化后的层次分析法能够明显改善主观权重的计算精度;选取的模型评价指标符合工程实际需要,且具有良好的独立性与代表性;博弈论可以较好地求出评价指标的综合权重,云模型能够逐级分析出各层指标与稳定性等级的相关程度,并根据最大隶属度原则,得出露天矿边坡岩体稳定性等级;结合现场实测,相较于传统评价模型,基于博弈论综合评价云模型适用性较好,分析结果准确可靠,能够为类似采矿地质条件矿山边坡岩体稳定性分析提供一定的理论参考。
  • 王 旭,杨志一,马 增,徐志强,张忠光
    2024,76(2):102-107,119 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    受不良工程地质条件、下部采矿活动及雨雪入渗等影响,曙光金铜矿露天边坡存在较为明显的蠕滑现象,导致多处台阶出现严重变形、开裂、下沉。通过边坡灾害体分析、边坡稳定性计算,并结合矿山实际情况,提出了5种边坡治理方案,分别为:①预应力长锚索+钢板方案;②喷锚网方案;③浆砌石挡墙+素喷方案;④预注浆固结方案;⑤微型桩+浆砌石挡墙方案。经多角度方案对比,最终选取了方案①与方案⑤相结合的综合治理方案。通过方案实施,取得了良好的边坡治理效果,保障了矿山安全生产,该矿山边坡治理的研究与分析可为类似条件软破岩质高陡边坡治理提供可借鉴的经验和依据。
  • 矿山环境
  • 杜晓阳,袁文婷,夏文则,王俊德,刘书亚,孙乐飞
    2024,76(2):108-114 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    洛阳市龙门山生态修复区位于风景秀丽的龙门石窟景区东,近年来矿山开采活动,对龙门山造成了一系列的矿山地质环境问题。洛阳市坚决贯彻习近平总书记生态文明思想,牢固树立“绿水青山就是金山银山”的理念,开展废弃露天矿山地质环境修复。本文通过对研究区开展矿山地质灾害、含水层破坏、地形地貌景观破坏及土地损毁等矿山地质环境影响评价,划分了矿山地质环境恢复治理分区,讨论了矿山地质环境修复措施。结果表明:研究区矿山地质灾害危害程度小,对含水层影响小,地形地貌景观和土地资源破坏严重;矿山地质环境恢复治理区域划分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区,其中重点防治区面积6.47hm2,次重点防治区9.73hm2,一般防治区面积20.15hm2,针对评价成果研究区采用“坡面危岩清理+地形地貌重塑+土壤重构+挡土墙+截排水渠+植被重建”等修复治理措施。研究成果对同类型露天矿山的地质环境影响评价及修复研究具有一定的借鉴意义。
  • 鲜 杨,周芙蓉,唐鹤溪,尤 青
    2024,76(2):115-119 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为探究某废弃铅锌矿山及周边区域土壤和地下水的环境风险。以矿山历史开采区内及周边土壤、矿山上下游地下水中的砷、汞、镍、镉、铬、铜、铅、锌重金属为研究对象,采用单因子污染指数法及潜在生态风险评价等方法对重金属含量进行评价。结果表明,土壤受到明显污染,砷、镉、铅、锌污染较严重,主要超标原因可能为矿山开采过程中历史上环境措施不到位,且区域本底值较高。地下水含量未超标。废弃矿山生态风险存在,建议废弃矿山应尽快进行治理修复,地下水应做好长期监测。为废弃矿山后续的治理修复提供理论依据。
  • 马 豫,杨汝兰,晁 志,肖庆丰,盛建军,荆春燕*
    2024,76(2):120-128 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    随着社会各界对环境的重视程度加强,绿色可持续发展成为了当今时代发展主题之一,排污权交易和碳排放权交易是绿色交易市场建设的重要手段,是健全现代环境治理体系市场化机制的必然要求,是推动建立健全生态产品价值实现机制的关键路径。排污权和碳排放权的交易制度具有管理相似、减排协同、范围交叉等方面的特点,二者的协同,将会极大地提高环境管理效能、降低实施成本、减少污染物排放。本文总结了碳排放权与排污权交易体系进行的可行性研究现状,并指出了两体系在建设过程中所遇到的问题,提出排污权和碳排放权交易机制协同的路径设计,在此基础上提出完善相关法规体系、推进监测机制协同、提出开展碳排放权交易和排污权交易环境协同效益评估的建议,为全球绿色可持续发展和污染控制提出了一条可行路径。
  • 岩石力学
  • 胡芸菡,李 斌
    2024,76(2):129-133,140 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    本文研究了岩石抗剪强度参数的优化估计方法,针对岩石抗剪强度数据中存在的异方差问题,引入了加权线性回归方法。在岩石抗剪强度的线性回归分析中,一般假定因变量观测值的观测误差都服从同一正态分布,但忽略了三轴强度数据中所存在的异方差问题。本文利用以位于四川省西南地区的露天砂岩为研究对象,获取砂岩在不同围压下的三轴强度数据并应用加权线性回归方法进行分析并解决了数据的异方差问题。本文首先介绍了岩石抗剪强度的理论基础和相关的统计方法,然后详细阐述了加权线性回归的概念及应用范围。提出了加权线性回归的理论公式和检验方法,并解释了加权回归中的权重定义和计算方法。最后通过位于四川省西南地区的露天砂岩的试验数据进行验证,研究结果证明了加权最小二乘法在岩石抗剪强度参数的估计中的有效性,研究成果可为抗剪强度参数的选取提供相关的理论依据。
  • 薛田喜,颜景暄
    2024,76(2):134-140 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为探究岩石损伤破坏过程中的能量演化及分配规律,以焦家矿区花岗岩为研究对象,利用ZTR-276三轴应力试验系统进行三轴循环加卸载试验,。研究结果表明:循环加卸载试验过程中,花岗岩的应力峰值和轴向应变量随着围压增加逐渐增大,表现出明显的围压效应;循环加卸载试验下,总能量密度,弹性能密度和耗散能密度在峰前阶段均与轴向应变呈正相关关系;随着围压增大,岩石储能效率增加,最大弹性能占比增大,最大耗散能占比却随着围压的增大而降低。研究结果可为循环扰动条件下深部巷道围岩损伤破坏失稳提供理论指导意义。
  • 矿山地质
  • 潘世语,曾庆友*,鲁诗阳,胡 波,俞寒飞,彭蜀涛
    2024,76(2):141-148 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    通天庙花岗岩体位于南岭成矿带的香花岭锡多金属矿田西南部,通过对其开展地球化学分析研究表明,主量元素具有高硅、富铝、富碱、贫铁、贫镁、贫钛,高铝饱和指数的特点,稀土元素总量高,轻重稀土无明显分馏,Eu具极强的负异常,微量元素具有富高场强元素,大离子亲石元素,高10 000×Ga/Al,亏损Sr、Ba、Ti元素的特征,均与典型的A型花岗岩相似,说明通天庙花岗岩体应属于过铝质钙碱性-高钾钙碱性A型花岗岩,形成于造山后拉伸环境下,这一认识为了解通天庙花岗岩体成因及构造演化提供了理论依据。
  • 索朗欧珠,次仁央宗
    2024,76(2):149-154 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为了解决黄金开采过程中由于数据不足和参数偏差等不确定因素导致的地质特征分析难度大的问题,提出一种基于钻孔土层参数的黄金开采地质特征三维模拟方法,以改进资源储量估算的准确性。采用钻探设备获取钻孔土层信息,并利用距离反比加权差值法优化钻孔土层参数,建立包含地质参数的数据库。基于这些参数,可以使用Surpac软件来构建具有地下空间的三维模型,生成黄金开采区不同地质特征。实验测试结果显示:该钻孔土层参数能够构建较为理想的黄金开采区地下空间三维模型,同时还能模拟出地下空间黄金开采不同深度的地质特征,划分出研究区域的断裂带以及金矿分布、侵入岩位置,准确估算出金矿储量,误差值在2%以内。所提出的基于钻孔土层参数的黄金开采地质特征三维模拟方法具有较高的可行性和准确性。该研究方法的应用可以提高黄金开采区地质特征分析的准确性和可信度,有助于更好地理解研究区域的地质环境,为黄金开采过程中的决策制定提供准确的地质数据支持。
  • 矿山设备
  • 颜武刚,张 浩,代建龙,未 崴,尹千才,王 锋,彭 云
    2024,76(2):155-160,169 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    随着科技的进步和社会的发展,地下大直径竖向工程的施工需求越来越多,已由传统的地下矿山开采领域延伸到水力发电、公路铁路隧道、人防工程、军事工程、市政工程等各个领域。长期以来,我国地下大直径竖向工程的施工主要以人工、半机械化为主,安全风险高、劳动强度大、工作效率低,如果采用大直径天井钻机施工则由于一次性投入购置成本较高制约了大直径竖向工程施工的机械化。本文详细介绍了步进式复扩刀盘的结构组成、工作原理、施工工艺,分析了液压系统,测试了不同预充氮气压力条件下油缸复位时间,提出了地下矿山复杂条件下远程通信控制系统解决方案,并将该技术应用于矿山实际生产,结果表明步进式复扩刀盘可实现小井径天井钻机施工大井筒,对推动我国地下中小型矿山等领域大直径竖向工程施工的机械化意义重大。
  • 李松阳,战 凯,隋长江,汪彦青,郭 鑫,苑 昆,陈圣杰
    2024,76(2):161-169 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    能量流分析是一种分析车辆能量消耗的重要手段,是车辆能耗优化的基础。新能源电池地下铲运机是新型地下矿用设备,对其能量流动与各部件能耗效率研究较少。探究其井下作业的能量损耗是延长其续航时间的研究重点。本文首次将能量流分析方法应用于新能源铲运机的能耗分析,建立了能量流模型,根据电池温度与铲运机工况设计试验分组并进行工况测试,采集测试数据并基于能量流分析方法对测试结果进行研究。结果表明,新能源铲运机较大的能量损失集中于牵引系统与电池系统。其中驾驶员不适应电驱动操作造成的无效操作与牵引系统控制策略不完善,是导致牵引系统的高能耗的主要因素;电池系统快速充电造成的积温会影响铲运机的能量分配,降低其续航时间。本文通过对牵引系统与电池系统的优化,实现了新能源铲运机的能耗降低13%。研究表明对新能源铲运机进行能量流分析能够直观了解其能量流动与能耗情况,有助于发现高能耗问题并提出优化方向,从而减低能耗,改善能量利用效率,延长续航时间。
  • 矿山环境
  • 文 瑶,孙 伟,张攀科,蔡发雄,朱艾伦,丁凡煜
    2024,76(2):170-178 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为助力“双碳”目标的实现以及对废弃、再生资源的循环利用,云南省利用矿山开采遗留下来的采空区建设清洁能源发电站符合现实需要。而在实际废弃矿山改造过程中,实现多元耦合开发利用模式,更有利于再生能源的渗透和维持电网的稳定运行。根据水光互补发电特性原理,结合云南省自然资源能源禀赋特征,从废弃矿山光伏-抽水蓄能电站工作原理及结构、关键技术、经济效益估算等几个方面论述云南省建设废弃矿山光伏-抽水蓄能发电站的可行性。分析结果表明,云南省已累计超过15亿m3的采空区及丰富的自然资源、能源为光伏-抽水蓄能电站建设提供了有利条件;且云南省近几年清洁电力的比重也在不断攀升,2022年,清洁电力的占比已达到87.7%;由废弃矿山光伏-抽水蓄能电站实例计算得出,该矿山每年可产生的电量收益达1.2亿元,按照设计年限20年计算,共计产出约24亿元的收益。综上所述,云南省废弃矿山光伏-抽水蓄能发电站建设优势较为显著。
    智能矿山
  • 李 铭,刘 伟,宋岳汶,曹 彪,王湖鑫
    2024,76(2):1-5,25 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    铲运机无人驾驶是智能矿山建设的重要组成部分,为了实现高海拔高寒地区井下无人采矿,本文通过梳理国内外铲运机无人驾驶系统发展现状,分析铲运机自主行驶系统相关理论和关键技术,从地下铲运机轨迹偏差预测技术、自主行驶多偏差控制技术和防碰撞预测与控制技术等方面进行了归纳总结。以西藏华泰龙矿为例,采用最新网络通信技术5G,建设了5G+高海拔高寒地区铲运机无人驾驶系统。对铲运机无人驾驶系统在高海拔高寒地区的发展具有重要意义。
  • 采矿工程
  • 郭鸿德,杨晓飞,刘国栋,张晓蕾,万串串,刘立顺
    摘要:
    爆破成井是中深孔或深孔采矿方法中关键的一个工艺,主要包括分次或一次爆破成井方式。在中深孔采矿工艺中,切割天井是重要的切割采切工程,通常采用普通法、吊罐法或爬罐法进行施工,存在较大的安全隐患,并且掘进效率较低,严重影响中深孔矿山生产安全高效采矿。为解决上述难题,自上个世纪以来,学者就开始从事爆破成井方面的研究工作,取得了丰富的理论成果及实践经验。 近年来,三山岛金矿开展了下向中深孔分段采矿试验工作,面临充填体下中深孔采场切割天井的施工难题,本文以此为例,介绍了该类型切割天井的一次爆破成井技术及应用效果。通过直孔掏槽法与爆破漏斗法的特征对比,研究了直孔掏槽法切割天井的一次爆破成井技术及应用效果选用直孔掏槽法进行爆破成井。通过爆破参数计算,选用装药孔直径Φ65mm、补偿空孔直径Φ110mm的钻孔孔径,综合考虑确定了装药孔与空孔之间的距离为0.3m,能够满足爆破补偿空间及自由面的要求。结合矿岩稳固条件,选用九9孔掏槽方式,进而制定了炮孔布置方案,即掏槽孔设计1个中心装药孔,12个空孔作为补偿孔,辅助孔4个,周边孔12个,共计29个孔。在确定炮孔堵塞长度、炸药选择、装药结构、微差时间、起爆顺序等工艺参数之后,开展了切割天井的现场工业试验。试验表明:切割天井一次爆破成井方案是可行的,爆破块度均匀,无大块和过粉现象,爆破扰动小,爆破成形规格满足设计要求,爆破效果良好,为其它类似条件的切割天井一次爆破技术应用提供了参考依据。
  • 丰章哲,刘金辉,阳奕汉,邢拥国,胡鹏飞,王如意,梁大业,何 挺
    2024,76(2):14-25 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    地浸采铀是砂岩型铀矿的主要开采方法,酸性溶浸液与矿石反应后不仅铀被溶解,而且大量杂质离子也随之转入溶浸液中。本文以巴彦乌拉铀矿C12采区北部某抽注单元为研究对象,通过对其抽液孔浸出液化学成分监测,对溶浸液化学成分演化特征进行了系统研究。研究结果表明,溶浸液离子浓度增高是高酸溶浸液与含矿层矿物相互作用的结果,离子浓度演化经历上升、快速上升及相对稳定3个阶段,且酸度越高,浓度增高速率越快,矿物与硫酸反应的顺序大致为碳酸盐、黄铁矿(铁氧化物)、硅铝酸盐、钠长石、钾长石;相关阳离子浓度增长速率与SO42-浓度增长速率演化特征具有同步性,SO42-浓度超过12g/L时Ca2+浓度出现降低,表明CaSO4发生了沉淀。这些研究成果对于指示矿物溶解迁移的演化规律具有重要的理论意义与较高学术价值。
  • 陈 剑,李 聪,王 俊,杨天雨
    2024,76(2):26-34,44 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    膏体管输沿程阻力是影响管道设计与采场充填质量的关键因素之一,本文采用fluent建立与实际环管实验系统一样的管道输送的几何模型,分析得到不同管线沿程阻力损失之间的关系以及膏体配比参数对沿程阻力损失的影响规律。 研究表明:膏体在管道中弯管处的速度和压力都发生急剧的变化,弯管外侧压力和速度明显大于弯管内侧,有着明显的梯度。在水平管段速度和压力在管道径向上存在明显的梯度,呈结构流的特点,分为柱塞流动区和边界层区域。在膏体管道输送中管道内膏体的速度和压力均存在着边界效应,随着流速的增大管输阻力增大;随着膏体质量浓度增加,沿程管道阻力损失变大;随着屈服应力与塑性粘度的增加沿程阻力损失也增大,获得了不同物料组成、管道内径、管流流速下水平段膏体压力损失,为大屯锡矿最终输送泵、充填管道选型提供了依据。
  • 贾皓琦,黄永辉,张智宇
    2024,76(2):35-44 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为了研究某云南金属地下矿山断层对爆破振动波传播的影响,选用含有断层区域3736北部中段区域、无断层区域3736南部中段区域布置测点。以云南某金属地下矿山真实采集爆破振动数据为研究对象,基于小波包变换、HHT算法、STFT算法开展爆破振动波衰减规律的研究。结果表明:云南某地下金属矿山振动波经过断层前瞬时能量幅值达到10×10-4dB,经过断层后瞬时能量幅值达到1.5×10-4dB,瞬时能量幅值衰减85%;断层在一定程度上会扰乱振动波能量分布情况,延缓振动能量迅速上升;振动波经过断层后低频能量衰减60%,高频能量衰减71%,总体能量功率衰减77%,无断层区域高频能量衰减18%,低频能量衰减17%,总体能量功率衰减15%;爆破振动波经过断层后,过滤大量高频能量,能量总体分布呈现向低频域方向发展的趋势。
  • 魏可心,徐振洋,叶图强,任碧琦,闫祎然
    2024,76(2):45-52 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究在爆破过程中填塞长度对圆柱岩样爆破效果的影响,通过数值模拟方法建立了分区域圆柱岩样单孔装药的三维模型。通过改变填塞长度,对爆破过程中填塞物及圆柱岩样的损伤情况、位移变化和裂纹扩展进行了对比分析。结果表明:模拟结果与圆柱岩样实验室爆破裂纹扩展与损伤情况相一致,验证爆破模型可有效模拟岩石爆破过程。在填塞长度为炮孔长度的23.7%内,填塞长度的增加可显著抑制填塞物冲出炮孔程度,而超过此区间后,单位抑制效应微弱。填塞长度从炮孔长度的7.9%到39.5%,岩柱表面裂纹网络复杂程度逐渐降低,但裂隙宽度显著增加。在炸药引爆后岩柱中部区域的损伤值最高,在填塞长度为炮孔长度的23.7%时取得最高值为0.75。在岩柱上部区域,损伤随填塞长度呈现凹形变化,差值在0.0543;而五种填塞长度在岩柱中部区域的损伤差值最大,为0.0679;对岩柱下部区域的损伤影响较小,变动幅度为0.0099。填塞长度的合理选取为实现精确区域爆破和提高爆破效果提供了新的途径。
  • 付 俊,蔡 君,周 罕,郁华嘉,郭国祥,余 璨
    2024,76(2):53-59 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    拉拉铜矿位于川滇应力区中部,浅部资源接近开采结束,逐步由露天开采全面转为地下开采,由于其深部开采地质条件复杂,落凼深部矿区将面对开采过程中的地应力问题。以拉拉铜矿落凼矿区深部地应力场特征为研究对象,开展了10个钻孔的应力解除法地应力测试、22组围岩室内物理力学测试,结合国标法、Barton法及陶振宇法3种应力判据完成了深部开采区域的岩爆预测分析。结果表明:地应力值浅部离散分布,深部线性增长;最大主应力方向整体离散;岩爆程度随深度逐渐增大,浅部离散分布,深部逐渐集中,东区1780m标高可能出现强烈岩爆的现象;结合矿区断层及测试点分布特征,指出矿区断层及地层对地应力测试结果的影响,为该类金属矿山深部灾害预防及安全开采提供有益的参考。
  • 安全工程
  • 卢欣奇,郭利杰,张传亮,苏 军,李 欣,金凯明
    2024,76(2):60-69 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    非煤矿山的开采是我国的基础产业,同时也是经济发展的重要支柱,在许多新兴产业发展中扮演着越来越重要的角色。随着矿产资源开发强度的不断加大,非煤矿山行业也产生了较多典型的安全生产事故,为探讨我国非煤矿山安全存在的主要问题,本文搜集了我国“十三五”期间(2016—2020年)非煤矿山安全生产数据,分别从事故发生区域、事故类型、事故发生时间、开采方式、矿种类型、所属行业等方面进行了分析,得出以下结论:(1)我国非煤矿山中小型矿山以40%左右的产能、酿成了超过90%的事故,安全生产基础总体薄弱;(2)如内蒙古、湖南、广西等重点区域安全成产形势仍严峻;(3)地下矿山的事故起数和死亡人数均占非煤矿山事故总量的50%以上,以冒顶坍塌为主的10类事故死亡人数较大。导致这种情况的主要原因是我国非煤矿山企业安全管理能力仍然较弱、非煤矿山安全生产监管监察能力仍需提升、我国非煤矿山智能化建设仍处于初级阶段,事故重灾区机械化、自动化、智能化建设程度总体较低。只有进一步推进非煤矿山企业及监管监察部门装备设备的智能化水平的提升,从矿山全生命周期中的各个生产流程及环节进行改造升级,才能实现“十四五”时期安全生产质量的进一步提升。
  • 何锋,刘春学
    2024,76(2):70-75,87 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为研究含断层露天边坡在渗流作用下的稳定性问题,本文采用 FLAC3D 数值模拟技术构建断层作用下的滑体力学模型,获得顺倾层状边坡分条稳定系数表达式,进而对渗流作用下含断层边坡稳定性的数值模拟分析。所得研究结果明确:岩体强度的弹性模量、内聚力、内摩擦角和岩体抗拉强度等4种影响因素进行敏感性分析,通过分析这4种因素在不同工况下边坡的位移、应力、应变和安全系数,得出了各参数的敏感性分析曲线。从敏感性分析曲线可知,岩体的内聚力对边坡稳定性的影响最大,弹性模量对边坡稳定性的影响最小。开挖不同阶段边坡稳定性的主要影响因素存在差别,其中,前期以断层为主,后期则逐渐转化为渗流作用。该研究为今后露天矿边坡稳定性分析提供了科学依据,对于边坡稳定性分析具有重大的工程实际意义。
  • 刘 泉,王 晨
    2024,76(2):76-79 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    地震引起的边坡动力响应是诱发排土场失稳的主要诱因之一,本文以某矿山排土场边坡为背景,采用Geostudio软件模拟分析了Ⅷ级地震作用下某排土场边坡质点位移时程曲线、质点应变时程曲线以及安全系数时程变化曲线。研究结果表明:在地震力作用时间段内,该矿山排土场边坡最大质点位移、最大质点应变仅为8cm与0.0025,安全系数最小值为1.65大于规定的许用安全系数1.10,表明该排土场边坡处于稳定状态。
  • 严 体,孙进辉,田 敏
    2024,76(2):80-87 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    巷道支护参数选择的合理性是保障巷道稳定的关键。针对高海拔破碎围岩巷道变形严重的问题,以某矿山的运输平巷为工程背景,采取现场岩体结构调查,调查巷道的变形破坏状态,采用巷道松动圈声波测试,松动圈厚度在1.2m~1.4m之间,巷道支护松动圈分类为中松动圈II类。基于上述研究,初步确定支护参数,最后用数值模拟软件对支护参数进行优化,采用喷锚网联合支护能满足要求,锚杆网度1.2m×1.2m,锚杆长度1.5m,喷射混凝土厚度10mm联合支护能满足安全要求。研究成果为该矿区巷道的支护设计提供了理论依据,也为类似工程的设计及施工提供借鉴思路。
  • 原新宇,李 敏,苏凤波,许宏图,王奕仁
    2024,76(2):88-92,101 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    微震监测技术已经成为深部地压研究和管理的一个基本手段。基于IMS微震监测系统,对中色白音诺尔铅锌矿地下采区采掘过程引起的岩体微破裂进行监测,可有效反映目标区域内采空区及生产作业采场的稳定性。数据分析表明:(1)通过微震事件时空分布分析、b值法和能量指数EI、施密特数Scs与累计视体积CAV关系法,结合现场施工情况可更加准确地分析微震数据,有效评价地下采场的整体稳定性得出合理结论;(2)在EI降低的前提下,CAV曲线在拐点处斜率降低对应微震事件发生的概率或事件数较近前值降低,反之亦然;在Scs降低的前提下,无论CAV曲线在拐点处斜率增减,微震事件发生的概率或事件数较近前值均减小;(3)该有色金属矿山地下采区大爆破余震事件发生频率显著降低,该生产采场稳定性较好。该系统的应用对中色白矿地下矿床开采中的防震减灾和安全生产将起到积极的作用。
  • 唐飞
    2024,76(2):93-101 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为了对露天矿山边坡稳定性进行可靠分析,从采矿地质、水文特征和工程施工3个层面选取14项评价指标建立稳定性评价体系,并基于博弈论构建露天矿边坡岩体稳定性综合评价云模型。以云南某露天矿边坡为工程案例,通过数学计算并评估其稳定性等级。结果表明:优化后的层次分析法能够明显改善主观权重的计算精度;选取的模型评价指标符合工程实际需要,且具有良好的独立性与代表性;博弈论可以较好地求出评价指标的综合权重,云模型能够逐级分析出各层指标与稳定性等级的相关程度,并根据最大隶属度原则,得出露天矿边坡岩体稳定性等级;结合现场实测,相较于传统评价模型,基于博弈论综合评价云模型适用性较好,分析结果准确可靠,能够为类似采矿地质条件矿山边坡岩体稳定性分析提供一定的理论参考。
  • 王 旭,杨志一,马 增,徐志强,张忠光
    2024,76(2):102-107,119 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    受不良工程地质条件、下部采矿活动及雨雪入渗等影响,曙光金铜矿露天边坡存在较为明显的蠕滑现象,导致多处台阶出现严重变形、开裂、下沉。通过边坡灾害体分析、边坡稳定性计算,并结合矿山实际情况,提出了5种边坡治理方案,分别为:①预应力长锚索+钢板方案;②喷锚网方案;③浆砌石挡墙+素喷方案;④预注浆固结方案;⑤微型桩+浆砌石挡墙方案。经多角度方案对比,最终选取了方案①与方案⑤相结合的综合治理方案。通过方案实施,取得了良好的边坡治理效果,保障了矿山安全生产,该矿山边坡治理的研究与分析可为类似条件软破岩质高陡边坡治理提供可借鉴的经验和依据。
  • 矿山环境
  • 杜晓阳,袁文婷,夏文则,王俊德,刘书亚,孙乐飞
    2024,76(2):108-114 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    洛阳市龙门山生态修复区位于风景秀丽的龙门石窟景区东,近年来矿山开采活动,对龙门山造成了一系列的矿山地质环境问题。洛阳市坚决贯彻习近平总书记生态文明思想,牢固树立“绿水青山就是金山银山”的理念,开展废弃露天矿山地质环境修复。本文通过对研究区开展矿山地质灾害、含水层破坏、地形地貌景观破坏及土地损毁等矿山地质环境影响评价,划分了矿山地质环境恢复治理分区,讨论了矿山地质环境修复措施。结果表明:研究区矿山地质灾害危害程度小,对含水层影响小,地形地貌景观和土地资源破坏严重;矿山地质环境恢复治理区域划分为重点防治区、次重点防治区和一般防治区,其中重点防治区面积6.47hm2,次重点防治区9.73hm2,一般防治区面积20.15hm2,针对评价成果研究区采用“坡面危岩清理+地形地貌重塑+土壤重构+挡土墙+截排水渠+植被重建”等修复治理措施。研究成果对同类型露天矿山的地质环境影响评价及修复研究具有一定的借鉴意义。
  • 鲜 杨,周芙蓉,唐鹤溪,尤 青
    2024,76(2):115-119 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为探究某废弃铅锌矿山及周边区域土壤和地下水的环境风险。以矿山历史开采区内及周边土壤、矿山上下游地下水中的砷、汞、镍、镉、铬、铜、铅、锌重金属为研究对象,采用单因子污染指数法及潜在生态风险评价等方法对重金属含量进行评价。结果表明,土壤受到明显污染,砷、镉、铅、锌污染较严重,主要超标原因可能为矿山开采过程中历史上环境措施不到位,且区域本底值较高。地下水含量未超标。废弃矿山生态风险存在,建议废弃矿山应尽快进行治理修复,地下水应做好长期监测。为废弃矿山后续的治理修复提供理论依据。
  • 马 豫,杨汝兰,晁 志,肖庆丰,盛建军,荆春燕*
    2024,76(2):120-128 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    随着社会各界对环境的重视程度加强,绿色可持续发展成为了当今时代发展主题之一,排污权交易和碳排放权交易是绿色交易市场建设的重要手段,是健全现代环境治理体系市场化机制的必然要求,是推动建立健全生态产品价值实现机制的关键路径。排污权和碳排放权的交易制度具有管理相似、减排协同、范围交叉等方面的特点,二者的协同,将会极大地提高环境管理效能、降低实施成本、减少污染物排放。本文总结了碳排放权与排污权交易体系进行的可行性研究现状,并指出了两体系在建设过程中所遇到的问题,提出排污权和碳排放权交易机制协同的路径设计,在此基础上提出完善相关法规体系、推进监测机制协同、提出开展碳排放权交易和排污权交易环境协同效益评估的建议,为全球绿色可持续发展和污染控制提出了一条可行路径。
  • 岩石力学
  • 胡芸菡,李 斌
    2024,76(2):129-133,140 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    本文研究了岩石抗剪强度参数的优化估计方法,针对岩石抗剪强度数据中存在的异方差问题,引入了加权线性回归方法。在岩石抗剪强度的线性回归分析中,一般假定因变量观测值的观测误差都服从同一正态分布,但忽略了三轴强度数据中所存在的异方差问题。本文利用以位于四川省西南地区的露天砂岩为研究对象,获取砂岩在不同围压下的三轴强度数据并应用加权线性回归方法进行分析并解决了数据的异方差问题。本文首先介绍了岩石抗剪强度的理论基础和相关的统计方法,然后详细阐述了加权线性回归的概念及应用范围。提出了加权线性回归的理论公式和检验方法,并解释了加权回归中的权重定义和计算方法。最后通过位于四川省西南地区的露天砂岩的试验数据进行验证,研究结果证明了加权最小二乘法在岩石抗剪强度参数的估计中的有效性,研究成果可为抗剪强度参数的选取提供相关的理论依据。
  • 薛田喜,颜景暄
    2024,76(2):134-140 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为探究岩石损伤破坏过程中的能量演化及分配规律,以焦家矿区花岗岩为研究对象,利用ZTR-276三轴应力试验系统进行三轴循环加卸载试验,。研究结果表明:循环加卸载试验过程中,花岗岩的应力峰值和轴向应变量随着围压增加逐渐增大,表现出明显的围压效应;循环加卸载试验下,总能量密度,弹性能密度和耗散能密度在峰前阶段均与轴向应变呈正相关关系;随着围压增大,岩石储能效率增加,最大弹性能占比增大,最大耗散能占比却随着围压的增大而降低。研究结果可为循环扰动条件下深部巷道围岩损伤破坏失稳提供理论指导意义。
  • 矿山地质
  • 潘世语,曾庆友*,鲁诗阳,胡 波,俞寒飞,彭蜀涛
    2024,76(2):141-148 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    通天庙花岗岩体位于南岭成矿带的香花岭锡多金属矿田西南部,通过对其开展地球化学分析研究表明,主量元素具有高硅、富铝、富碱、贫铁、贫镁、贫钛,高铝饱和指数的特点,稀土元素总量高,轻重稀土无明显分馏,Eu具极强的负异常,微量元素具有富高场强元素,大离子亲石元素,高10 000×Ga/Al,亏损Sr、Ba、Ti元素的特征,均与典型的A型花岗岩相似,说明通天庙花岗岩体应属于过铝质钙碱性-高钾钙碱性A型花岗岩,形成于造山后拉伸环境下,这一认识为了解通天庙花岗岩体成因及构造演化提供了理论依据。
  • 索朗欧珠,次仁央宗
    2024,76(2):149-154 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为了解决黄金开采过程中由于数据不足和参数偏差等不确定因素导致的地质特征分析难度大的问题,提出一种基于钻孔土层参数的黄金开采地质特征三维模拟方法,以改进资源储量估算的准确性。采用钻探设备获取钻孔土层信息,并利用距离反比加权差值法优化钻孔土层参数,建立包含地质参数的数据库。基于这些参数,可以使用Surpac软件来构建具有地下空间的三维模型,生成黄金开采区不同地质特征。实验测试结果显示:该钻孔土层参数能够构建较为理想的黄金开采区地下空间三维模型,同时还能模拟出地下空间黄金开采不同深度的地质特征,划分出研究区域的断裂带以及金矿分布、侵入岩位置,准确估算出金矿储量,误差值在2%以内。所提出的基于钻孔土层参数的黄金开采地质特征三维模拟方法具有较高的可行性和准确性。该研究方法的应用可以提高黄金开采区地质特征分析的准确性和可信度,有助于更好地理解研究区域的地质环境,为黄金开采过程中的决策制定提供准确的地质数据支持。
  • 矿山设备
  • 颜武刚,张 浩,代建龙,未 崴,尹千才,王 锋,彭 云
    2024,76(2):155-160,169 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    随着科技的进步和社会的发展,地下大直径竖向工程的施工需求越来越多,已由传统的地下矿山开采领域延伸到水力发电、公路铁路隧道、人防工程、军事工程、市政工程等各个领域。长期以来,我国地下大直径竖向工程的施工主要以人工、半机械化为主,安全风险高、劳动强度大、工作效率低,如果采用大直径天井钻机施工则由于一次性投入购置成本较高制约了大直径竖向工程施工的机械化。本文详细介绍了步进式复扩刀盘的结构组成、工作原理、施工工艺,分析了液压系统,测试了不同预充氮气压力条件下油缸复位时间,提出了地下矿山复杂条件下远程通信控制系统解决方案,并将该技术应用于矿山实际生产,结果表明步进式复扩刀盘可实现小井径天井钻机施工大井筒,对推动我国地下中小型矿山等领域大直径竖向工程施工的机械化意义重大。
  • 李松阳,战 凯,隋长江,汪彦青,郭 鑫,苑 昆,陈圣杰
    2024,76(2):161-169 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    能量流分析是一种分析车辆能量消耗的重要手段,是车辆能耗优化的基础。新能源电池地下铲运机是新型地下矿用设备,对其能量流动与各部件能耗效率研究较少。探究其井下作业的能量损耗是延长其续航时间的研究重点。本文首次将能量流分析方法应用于新能源铲运机的能耗分析,建立了能量流模型,根据电池温度与铲运机工况设计试验分组并进行工况测试,采集测试数据并基于能量流分析方法对测试结果进行研究。结果表明,新能源铲运机较大的能量损失集中于牵引系统与电池系统。其中驾驶员不适应电驱动操作造成的无效操作与牵引系统控制策略不完善,是导致牵引系统的高能耗的主要因素;电池系统快速充电造成的积温会影响铲运机的能量分配,降低其续航时间。本文通过对牵引系统与电池系统的优化,实现了新能源铲运机的能耗降低13%。研究表明对新能源铲运机进行能量流分析能够直观了解其能量流动与能耗情况,有助于发现高能耗问题并提出优化方向,从而减低能耗,改善能量利用效率,延长续航时间。
  • 矿山环境
  • 文 瑶,孙 伟,张攀科,蔡发雄,朱艾伦,丁凡煜
    2024,76(2):170-178 doi: 10.16078/j.tribology.2017.06.002
    摘要:
    为助力“双碳”目标的实现以及对废弃、再生资源的循环利用,云南省利用矿山开采遗留下来的采空区建设清洁能源发电站符合现实需要。而在实际废弃矿山改造过程中,实现多元耦合开发利用模式,更有利于再生能源的渗透和维持电网的稳定运行。根据水光互补发电特性原理,结合云南省自然资源能源禀赋特征,从废弃矿山光伏-抽水蓄能电站工作原理及结构、关键技术、经济效益估算等几个方面论述云南省建设废弃矿山光伏-抽水蓄能发电站的可行性。分析结果表明,云南省已累计超过15亿m3的采空区及丰富的自然资源、能源为光伏-抽水蓄能电站建设提供了有利条件;且云南省近几年清洁电力的比重也在不断攀升,2022年,清洁电力的占比已达到87.7%;由废弃矿山光伏-抽水蓄能电站实例计算得出,该矿山每年可产生的电量收益达1.2亿元,按照设计年限20年计算,共计产出约24亿元的收益。综上所述,云南省废弃矿山光伏-抽水蓄能发电站建设优势较为显著。

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