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期刊信息/Journal information
金属矿山
金属矿山

刘效良

月刊

1001-1250

jsks@vip.163.com

0555-2404796 2404666 2309833

243000

安徽省马鞍山市经济开发区西塘路666号

金属矿山/Journal Metal Mine北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由中国金属学会主办国内外公开发行的矿业工程类专业技术刊物，主要报道国家矿业方针政策、冶金、有色、黄金、煤炭、化工、核工业、非金属、建材等矿山采选工艺、理论、研究成果与技术实践，介绍国内外先进技术与发展动态。《金属矿山》是美国Ei数据库Page One收录期刊，列全国中文核心期刊，矿业工程类首位，国家及省部优秀期刊。
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    矿山地质环境灾变与保护修复研究现状与展望

    于洋陈炳乾花奋奋康建荣...
    1-18页
    查看更多>>摘要：矿山开采不仅会引发地表沉降、建(构)筑物损毁等安全灾害,还会造成土壤环境破坏、生态系统退化等生态环境灾害.地质环境灾害的类型和特征与采矿方法有关,并且多种地质环境灾害的发生具有耦合性.我国常采用自由垮落、支护加固和剥离排土 3 种方法处理采区覆岩,分别形成了以长壁垮落法开采、柱式开采和露天开采为代表的 3 类采空区.综述了 3 类采区的地质灾害致灾机理、灾害链网形成机制,讨论了地质灾害监测、多灾耦合研究中存在的问题.研究表明:① 矿区地质环境灾害主要包括工程安全灾害和生态环境灾害两大类,前者表现为地物空间位置改变引起的采动附加应力损坏各类工程体,后者反映为地物属性变化引起的生态要素缺失和物质能量流动改变;② 不同地质环境灾害之间存在耦合性,一种地质环境灾害的出现可能引起一系列次生灾害,形成灾害链网,虽然变形监测、遥感等技术可用于获取地物位置、属性信息,但由于地质环境灾害成灾的复杂性以及传统单一监测预测技术手段的局限性,目前难以对地质灾害进行准确预报预测;③ 应整合已有的各类变形监测、遥感、传感器、工程检测等技术构建"空—天—建—地—井—人"监测技术体系,融合多源地质环境数据探明矿区物理环境场.在上述分析的基础上,基于多学科交叉视角对矿区地质环境灾害的未来研究方向进行了展望.认为后续研究重点在于:① 完善多源数据标准化工作,加强数据安全共享,构建地质环境保护"知识库";② 依托AI辅助和地质环境保护"知识库",研究矿区多灾耦合机理,明确致灾关键因素,构建灾害链网;③ 基于灾害链网加强跨学科研究,融合多源数据—模型形成"透明地质条件—矿山开采设计—采动损害/物理场分布特征评价—工程安全预测评价/生态过程预测评价—工程加固维修/生态环境修复"全过程工作机制.分析结果有助于进一步梳理矿区多灾耦合问题的研究思路,对于地质环境灾害综合保护和治理具有较好的参考意义.

    地质环境灾害长壁开采柱式开采露天开采生态修复绿色矿山多学科交叉

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    水砂—胶结充填隔离矿柱稳定性及宽度研究

    王作鹏金爱兵孙文斌庞如顺...
    19-28页
    查看更多>>摘要：某嗣后充填矿山前期水砂充填泌水效果不佳,充填体富水,随着水砂充填区域增大,开采过程中顶板及上盘稳定性变差,为改善开采安全状态,改用胶结充填,水砂充填区与胶结充填区之间的隔离矿柱是保证未来采矿安全的关键.构建了侧壁承压倾斜矿柱理论分析模型,并采用FLAC3D 数值模拟软件对 10～15 m宽度水砂—胶结充填隔离矿柱和不同水砂充填体静水压力梯度进行了研究.研究表明:① 开采扰动会使隔离矿柱内形成应力集中,且未凝固的水砂充填体会进一步增加矿柱内最大主应力;② 矿柱内部应力重分布及水砂充填体水平压力使得矿柱水平变形增加,逐步产生破坏形成塑性区,10～13 m的隔离矿柱不足以保障充填体含水工况下的采场稳定性;③ 考虑到爆破扰动的影响,在现有富水充填情况下,建议隔离矿柱宽度为 15 m;④ 隔离矿柱宽度 15 m时,随着静水压力梯度增加,矿柱内部最大主应力和水平变形会有所增长,但塑性区未发生明显增加,15 m宽的隔离矿柱可以保障后续开采安全.

    水砂充填胶结充填隔离矿柱FLAC3D静水压力梯度

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    基于多源信息融合的海底矿山开采及治理稳定性评价

    李杨夏文浩宋卫东康明超...
    29-36页
    查看更多>>摘要：地下开采是金属矿山开采的主要方式,在长期开采过程中,所形成的采空区以及不稳定区域需要进行充填注浆处理.针对三山岛金矿新立矿区在治理后的稳定性评价问题,首先通过数值模拟对该矿区开采及治理后全过程稳定性进行分析,其次采用层次分析法对影响岩体稳定性的各种因素进行权重计算,将影响较大的因素作为D-S证据理论的评判指标,进行治理后的岩体稳定性评价.结果表明:治理后整体的变形量增长缓慢,塑性区变形处于稳定状态,充填治理效果良好,达到预期效果;治理情况、治理后围岩力学状态对岩体稳定性影响最大,治理前稳定性次之,地质因素影响最小.因子层中,采空区治理率影响最大.通过D-S证据理论证明所有水平在治理后处于稳定状态,其中-165 m水平稳定性相对较差,-240 m水平次之.

    地下开采层次分析法D-S证据理论稳定性评价

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    露天地下楔形转接过渡诱导冒落控制边坡岩移危害技术研究

    胡颖鹏谭宝会丁航行张洪昌...
    37-43页
    查看更多>>摘要：露天地下楔形转接过渡模式的安全管控是利用崩落法开采挂帮矿形成的塌陷坑阻止边坡岩移威胁露天采场,但地采扰动下的高陡边坡破坏过程不易控制,因而制约了楔形转接过渡模式在大型深凹露天矿山中的应用.针对上述问题,结合极限平衡分析方法,揭示出崩落法开采扰动下的高陡边坡渐进破坏规律,提出了边坡滑移体体积计算方法,以及通过调控回采顺序控制边坡滑移进程以实现塌陷坑完全承接边坡滑移体的边坡岩移危害控制技术.研究表明:边坡岩体不会随挂帮矿向下开采而发生持续破坏,只有当挂帮矿开采至关键分段时,边坡岩体受力状态超过极限平衡状态才发生滑移破坏,可通过滞后回采关键分段上盘三角矿延缓边坡滑移,以及通过滞后回采关键分段下盘矿体和采用下向阶梯状回采工作面增大塌陷坑容积,最终实现塌陷坑有序承接边坡滑移体.研究成果完善了大型深凹露天矿楔形转接过渡的安全管控方法,提高了楔形转接过渡模式的适用性.

    露天转地下开采挂帮矿诱导冒落边坡滑移灾害控制

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    铁矿老采空区空间分布精细探测方法与应用

    韩琳李洪涛安成龙孔媛政...
    44-52页
    查看更多>>摘要：准确探明铁矿老采空区的空间分布特征对采空区地表塌陷灾害防控至关重要,针对现有探测精度难以满足采空区治理需求的问题,提出了一种高精度磁测法定平面、天然源面波法和可控源音频大地电磁法定层位、钻孔钻探法做修正的铁矿采空区精细探测方法.以顿丘铁矿老采空区为工程背景,采用高精度磁测法进行磁场特征探测,推断老采空区平面分布范围,在此基础上,融合天然源面波法和可控源音频大地电磁法的技术优势,获得采空区不同位置、深度上地层电阻率和波速变化规律,进而推断采空区垂向分布范围及深度,最后利用钻孔钻探法对物探结果进行对比修正,实现了铁矿老采空区空间分布的精细探测.顿丘铁矿 2#矿体群开采形成的采空区平面形态近似于歪葫芦形,面积为 4 992.5 m2;采空区分为采空纯空区和采空回填区 2 种形式,采用平均厚度法计算的 2#矿体群采空区体积为 112 281.33 m3.探测结果与采掘基础资料有较高的契合度,研究方法和结果对铁矿老采空区探测和治理具有一定的指导意义.

    老采空区空间分布高精度磁测法精细探测采空区体积

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    基于路权优先的井下无轨运输车辆调度研究

    朱俊阁于宏宇王浩东马强英...
    53-59页
    查看更多>>摘要：制定有效的井下无轨运输车辆调度策略,是提高地下矿山生产效率和保障生产安全的重要手段.针对地下矿山无轨运输路况复杂、车辆避让困难等特点,分析了井下巷道结构对运输能力产生的影响.在获取井下车辆实时位置与载重信息的基础上,确定了井下无轨运输车辆在不同线路结构下的路权优先原则;以总运输功最小和车辆等待时间最短为目标,构建了基于GA算法和逻辑关系的井下无轨运输车辆调度目标优化模型.采用某矿山井下无轨车辆的实际运行数据,对建立的目标优化模型进行了求解.结果表明:① 建立的路权优先原则能够有效降低车辆在非错车段相遇和由此引发安全事故发生的概率,提高了车辆运行效率;② 以案例矿山实际运行数据为基本参数,采用GA算法对所建立的总运输功目标函数进行求解,获得了总运输量为 4 730 t/d时,最小总运输功为 2 399.21 t·km的最佳路径方案;③ 在当日运输功最小的基础上,通过逻辑关系对不同出矿方案的车辆等待时间进行求解,得到了不同方案下的车辆具体运输路线及运行时刻,为矿山生产调度提供了最佳车辆调度方案,有利于降低运输成本和提高车辆运行效率.

    无轨运输调度策略地下矿山路权优先目标优化

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    基于声发射b值演化的脆性岩石裂纹起裂应力评价方法

    陈东升纪洪广付桢
    60-67页
    查看更多>>摘要：岩石裂纹起裂应力的识别和研究对认识脆性岩石受载变形及破坏过程具有重要意义.系统总结了现有的裂纹起裂应力确定方法(裂纹体积应变法、侧向应变法、移动点法、声发射振铃计数法)及存在的问题,并以单轴压缩条件下岩石破裂过程中声发射幅值及b值分析为基础,提出了一种基于声发射b值演化的脆性岩石裂纹起裂应力评价方法.采用GAW2000 单轴刚性试验机和声发射测试仪开展了一系列变辉长岩和花岗岩的单轴加载试验,根据力学及声发射测试结果,对所提方法及现有方法进行了评价.研究结果表明:声发射b值演化法具有明确的物理机制及意义,可以方便准确地确定起裂应力大小,测定应力结果与现有方法所得结果具有一致性.通过方差分析可知,所提方法与现有方法不存在统计差异,验证了该方法测定裂纹起裂应力的可靠性.2 类岩样的起裂应力均与单轴抗压强度呈正线性相关,使用所提方法确定的变辉长岩起裂应力约为单轴抗压强度的 0.51 倍,花岗岩起裂应力约为单轴抗压强度的 0.48 倍.所提方法及研究成果对于丰富岩石裂纹起裂应力测试手段和探究岩石脆性破坏机制具有一定的价值.

    岩石力学起裂应力单轴压缩试验声发射b值演化应力—应变曲线

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    冰岩组合体动态力学特性及裂纹演化特征研究

    黄明健黄贵臣李论潘大伟...
    68-73页
    查看更多>>摘要：人工冻结法的富水基岩凿井掘进施工时,人工地下冰与岩体黏结面常受动态冲击作用影响,其稳定性决定了地下工程施工安全.为研究冰—岩复合结构的动态力学性能,采取PFC-FLAC耦合方法构建了SHPB加载系统,分析了冰岩组合体的动态特性与破坏特征,研究了试件微裂纹演化规律.结果表明:组合体试件的动弹性模量受冰岩交界面倾角θ影响较小;动载作用下组合体试件岩石中裂纹从入射端逐渐向冰岩交界面扩展,最终形成与加载方向平行的贯通主裂纹,微裂纹扩展"引导"了组合体的损伤过程;组合体试件的最终破坏形式表现为张拉与剪切复合破坏,其中岩石部分的破坏特征主要受θ影响;θ为0°～45°时,峰值应力相差不大;θ为45°～90°时,峰值应力随着θ升高呈增大趋势.

    冰岩组合体SHPBPFC交界面倾角数值模拟

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    基于多变量自优化动态神经网络的"阶跃型"滑坡变形预测

    徐志华杨旭孙钱程何钰铭...
    74-82页
    查看更多>>摘要：传统累计变形预测方法在曲线结构分解和表征模型选择上具有多样性,由此引起了工作量大、预测精度低以及预测方法适用对象较局限等问题,为此考虑降雨量、库水位、库水位变化对滑坡累计变形的影响,基于非线性自回归模型建立了多变量自优化动态神经网络,并将其应用在三峡库区典型的"阶跃型"滑坡——白家包滑坡累计位移预测中.通过对滑坡变形累计曲线时间序列的分析,采用神经网络方法对全曲线模型进行求解,形成了非线性自回归神经网络模型,利用多种群遗传算法对神经网络的参数和结构进行优化训练,并将适应度函数均方误差作为预测模型误差偏离标准.结果表明:所提出的自优化动态神经网络对滑坡多个测点的累计位移拟合精度高,误差可控制在 1%左右,预测过程减少了主观因素引起的误差,考虑了滑坡发展过程的动态性,可为"阶跃型"滑坡累计位移的实时预测提供参考.

    累计位移预测"阶跃型"滑坡多因素影响多变量自优化动态神经网络

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    淀粉及其改性产品对东鞍山细粒赤铁矿聚团—磁选的影响

    张爽李文博程绍凯周立波...
    83-88页
    查看更多>>摘要：针对东鞍山强磁选抛尾存在粒度小于 20 μm的微细粒铁矿物流失的问题,研究了不同种类淀粉及其改性产品对微细粒赤铁矿的选择性聚团效果,通过团聚—磁选试验确定了适宜的团聚药剂和用量,借助偏光显微镜和红外光谱等手段检测了药剂与赤铁矿和石英作用前后的形貌特征,最后通过研究高分子药剂的作用机理,论述了药剂的选择性和团聚效果.结果表明:在药剂用量为200 g/t时,交联玉米淀粉的选矿指标优于其他几种药剂,团聚药剂的加入能实现微细粒赤铁矿的选择性聚团,使铁精矿回收率提高 2.13～3.94 个百分点,选矿效率提高 2.77～3.46 个百分点,但由于赤铁矿被团聚后呈不规则絮状,在较大的聚团中会夹杂少量石英,导致磁选精矿铁品位略微降低.

    微细粒赤铁矿淀粉及其改性产品选择性团聚强磁选FTIR

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