期刊,金属矿山 2024年卷4期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

金属矿山

主　　编：刘效良

出版周期：月刊

国际刊号：1001-1250

电子邮箱：jsks@vip.163.com

电　　话：0555-2404796 2404666 2309833

邮政编码：243000

地　　址：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。

正式出版

收录年代

氢氧化镁的制备及机理研究进展

王美佳白丽梅马玉新赵留成...

150-159页

查看更多>>摘要：氢氧化镁是重要的镁基矿物材料,是实现镁资源高值化利用的重要途径.然而,氢氧化镁的形貌变化受制备原料、方法及条件的影响,直接影响着氢氧化镁的应用.因此,对物理粉碎法、直接沉淀法、氧化镁水化法等制备方法的制备工艺及优缺点进行了详细分析,指出氢氧化镁具有热稳定性高、比表面积大等特点,分析了氢氧化镁形貌与其作为高分子材料阻燃、重金属废水吸附处理及染料废水降解等不同途径应用之间的关联,以期为氢氧化镁的更多潜在应用提供借鉴.提出了在氢氧化镁晶体生长过程中,可以通过添加晶面调控剂、掺杂阳离子等方式改变晶面生长习性,而且溶液过饱和度变化也会对晶体成核和生长产生促进或抑制作用,从而影响氢氧化镁的形态.指出工业化生产高纯度和特定形貌的氢氧化镁仍面临着挑战,不同条件下氢氧化镁晶体缺陷形成机制尚不明确,仍需进一步研究晶体中可能存在的位错、间隙缺陷等类型,以提高氢氧化镁的性能、扩展镁资源高值化利用领域.

关键词：

镁资源氢氧化镁形貌晶体生长

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新型绿色浮选体系中菱锰矿与碳酸盐脉石矿物的浮选行为研究

朱子正唐云邓政斌吴波...

160-169页

查看更多>>摘要：以菱锰矿与碳酸盐脉石矿物白云石、方解石和菱铁矿为研究对象,通过浮选试验和Zeta电位、FTIR和XPS分析,系统研究了在新型绿色浮选药剂体系中矿浆pH值与药剂用量对 4 种碳酸盐矿物浮选行为的影响和界面作用机理.结果表明,捕收剂ZJS与抑制剂JBS可以发挥协同作用,是菱锰矿与碳酸盐脉石矿物反浮选分离的最佳组合药剂;在ZJS用量为 60 mg/L、JBS用量为 20 mg/L时,菱锰矿的浮选回收率仅为 10%,白云石的浮选回收率大于40%,方解石和菱铁矿的浮选回收率均超过 55%.Zeta电位、FTIR和XPS分析结果表明,在ZJS捕收剂浮选体系中,抑制剂JBS均以物理吸附方式作用于 4 种碳酸盐矿物界面,且JBS在菱锰矿界面的吸附能力强于其他碳酸盐脉石矿物,使菱锰矿亲水性增强,有利用反浮选分离;该新型浮选体系有望实现中高品位碳酸锰矿石中部分钙、镁、铁碳酸盐的脱出,为碳酸锰矿石进一步提质、降杂提供依据.

关键词：

菱锰矿反浮选碳酸盐脉石矿物新型捕收剂新型抑制剂

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黄土梁峁地形大采高煤层开采地表移动规律数值模拟研究

陈红凯郭庆彪郭广礼马洪浩...

170-176页

查看更多>>摘要：相较于平原地区,黄土梁峁地形下的煤层开采地表移动特征存在明显不同.为分析并揭示梁峁地形下煤层开采地表沉陷异常形变机理,结合现场实测与数值模拟手段,以山西某矿 1313 工作面为研究对象,对黄土梁峁地形大采高综放开采引起的地表沉陷进行了现场实测,分析了地表移动特征及相关参数取值;利用Rhino软件建立考虑地形的三维模型,导入离散单元法软件 3DEC进行数值模拟计算,分析了开采过程中的岩层移动以及梁峁内部塑性破坏演变.研究表明:1313 工作面地表移动剧烈,地表下沉起动距小于 30 m,超前影响距为 73 m,超前影响角为 68.7°,走向边界角与上山边界角为 40.3°,走向移动角与上山移动角为 37.8°,以水平拉伸变形 2 mm/m为移动边界的危险移动范围明显大于以下沉值 10 mm确定的地表移动盆地范围;利用数值模拟分析黄土梁峁采动滑移过程发现,当工作面自开切眼沿走向回采 30 m时,采空区周围岩体应力平衡被打破,顶板在自重以及上覆岩层的载荷作用下产生剪切破坏,采空区周边岩体发生塑性屈服,当工作面回采到120 m时,煤层处于非充分开采阶段,梁峁底部岩体剪切破坏带出现贯通现象,坡体在重力作用下发生向邻空侧的剪切滑移,相较于地表坡度 15°的截面,地表坡度 18°和 22°的截面X轴负方向最大水平移动提升了 107.3%与 246.5%.

关键词：

开采沉陷黄土梁峁综放开采黄土滑坡数值模拟

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基于U2-Net的广域InSAR开采沉陷区自动识别方法研究

吝涛范洪冬孙叶李向伟...

177-185页

查看更多>>摘要：我国井工煤矿量大面广,地下开采隐蔽性强,现有的人工调查、遥感探测、现场实测等方式难以满足大范围开采沉陷区自动识别实现要求,不利于实现高效监管、动态监测.为此,提出了一种基于U2-Net的广域合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)开采沉陷区自动识别方法,该方法通过各种形变梯度和噪声水平的模拟数据集训练卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN),使其能够实现由差分干涉图一步输出包含开采沉陷位置信息的二值矩阵.试验表明:U2-Net的平均像素准确率(Mean Pixel Accuracy,MPA)和平均交并比(Mean Intersection Over Union,MIoU)分别达到了 0.916 3、0.911 9,均高于试验中的其他 2 种模型,能够更好地抑制噪声,突出形变信号.在覆盖神东矿区不同时间间隔的InSAR干涉图上,U2-Net自动识别了覆盖面积超过 54 600 km2的干涉图,检测出了多处边界信息清晰平滑的沉陷区,识别的平均准确率达到 92.45%.结果表明:对比其他网络,U2-Net通过 2 级嵌套的"U"形结构能够以较小的计算量融合多尺度和多层次特征,在噪声抑制和形变区域识别方面具有显著优势.由此可见,联合深度学习可服务于精细化开采沉陷区详细调查,促进InSAR技术的应用,为广域开采沉陷区智能识别提供了一种新的技术方法.

关键词：

开采沉陷深度学习InSARU2-Net语义分割

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陕蒙矿区深部开采导水裂隙带发育特征与高度预测方法

陈延康郭广礼孟浩张连贵...

186-192页

查看更多>>摘要：导水裂隙带发育高度是矿井防治水及安全开采的重要依据.由于陕蒙矿区地层沉积环境和沉积过程的特殊性,使得该区域导水裂隙发育高度与传统认识差别较大.考虑到目前围绕陕蒙矿区导水裂隙带发育高度计算方法缺失问题,以鄂尔多斯市营盘壕煤矿 2217 工作面为工程背景,采用UDEC模拟研究了不同开采进度下导水裂隙带发育规律及演化特征,分析了大能量事件与导水裂隙带发育的关联关系,进而基于GA-SVR算法,建立了区域导水裂隙带发育高度精准预测方法.结果表明:直罗组砂岩巨厚的特性使得其在覆岩运动中表现出坚硬岩层的特点,裂隙带在其下充分发育,稳定后也形成"马鞍形";微震监测数据能精准反映区域导水裂隙带发育高度,预测相对误差仅为 3.90%;建立的导水裂隙带高度预测模型的决定系数R2 为 0.81,相对平均误差r为 14.55%,预测精度显著优于经验公式(R2<0,r=59.57%).研究成果对于陕蒙矿区保水开采与安全生产设计及矿井水防治具有重要的实践意义.

关键词：

导水裂隙带陕蒙矿区深部开采支持向量机遗传算法预测方法

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金属矿山井下采场六足机器人运动分析及步态规划

张旭飞王运森孟祥凯王瑜...

193-201页

查看更多>>摘要：六足机器人因其结构特殊带来的良好越障能力成为仿生机器人研究的热点,然而,金属矿山井下采场矿石堆积、崎岖不平的特点,给这类机器人的行走稳定性、越障性带来更多的挑战.因此,为使六足机器人在井下具有更好的通过性,对其运动能力和步态规划进行了相关研究.首先仿照自然界六足生物,设计六足机器人结构,对其腿部进行运动学分析;然后规划了用于采场的直行步态,结合采场路面环境设计了一种直线—摆线复合轨迹提升越障性,同时分析了机器人爬坡稳定性,对爬坡步态进行了优选;最后对规划步态进行仿真和现场模拟试验.仿真和试验结果表明,所规划的足端轨迹能跨越抬腿高度 85%的障碍物,并且对矿石堆积形成的采场路面有更好的避障能力;三角步态爬坡时在坡底和坡顶过渡阶段容易打滑,而横向步态可以实现平滑的过渡,爬坡性能更佳.

关键词：

足式机器人六足机器人步态规划采矿机器人足端轨迹

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基于轻量化图注意力机制的露天矿卡车调度优化算法

黄石陈钊宇曾蕾

202-208页

查看更多>>摘要：有效地管理和调度露天矿卡车,有助于大幅提升运输效率、降低矿山运营成本.现有研究聚焦于利用深度强化学习(Deep Reinforcement Learning,DRL)构建学习模型求解路径优化问题,然而,该模型针对Transformer架构的参数训练时,会产生大量参数冗余.为此,提出了一种轻量化图注意力机制的露天矿卡车调度优化算法.将微分方程数值解法——阿当姆斯(Adams)法用于Transformer模型的权重学习中,通过Adams的残差训练方法,可提高网络后期的优化精度,进一步压缩模型的规模,高效求解露天矿卡车调度优化问题.研究表明:该方法在降低最优间隙的同时将源模型的参数量压缩 1/2,减少了对GPU设备的训练依赖.采用随机生成的露天矿卡数据集算例对该算法性能进行了验证,反映出采用Adams-Transformer模型有助于提升露天矿卡车调度效率.

关键词：

露天矿卡车调度优化阿当姆斯法图注意力机制深度强化学习

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基于SLAM技术的矿区巷道巡检机器人路径规划优化

林燕霞苏丹

209-214页

查看更多>>摘要：针对矿区巷道环境复杂、道路狭窄等特点,提出了一种基于SLAM(Simultaneous Localization and Map-ping)技术的矿区巷道巡检机器人路径规划优化方法,实现机器人的自主定位和地图构建.采用激光雷达、RGB-D相机等多种传感器相融合,获取矿区三维点云数据,并使用SLAM算法实时构建矿区三维地图.同时,通过配准当前获取的点云数据与已构建的地图,实现机器人在矿区内的自主定位.针对矿山中存在的狭窄、弯曲、分支等复杂环境,提出了一种增量式A∗优化算法用于路径规划.该算法在传统A∗算法的基础上,引入了路径平滑、走廊宽度约束等优化策略,能生成满足矿区复杂环境约束的平滑可行路径.算法采用增量式方式更新,只需对改变的局部区域重新进行路径搜索,大大减少了整体路径规划的计算耗时.通过试验验证该算法性能,结果表明:与传统路线规划方法相比,该算法能够快速、精准地完成巡检任务,为矿区巷道巡检机器人推广应用提供了参考.

关键词：

巡检机器人SLAM技术增量式A∗优化算法路径优化

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基于离散小波域深度残差学习的矿区遥感图像增强算法

李亦珂王春梅

215-220页

查看更多>>摘要：实现矿区遥感图像增强处理,有助于提升后续图像判别以及相关监测分析效率.以往矿区遥感图像增强一般采用滤波、灰度变换等方法,往往会导致图像大量细节信息丢失,在很大程度上影响了后续判读分析.近年来,深度学习方法逐步应用于图像增强处理,但该方法很大程度上依赖于模型设计和参数合理取值,需要进行大量的试验和优化方可取得理想效果.将深度学习方法(Deep Learning,DL)与离散小波变换(Discrete Wavelet Transform,DWT)相结合,提出了一种基于离散小波域深度残差学习的矿区遥感图像增强算法.首先将图像进行单级二维离散小波变换,得到 4 个子带;然后将 4 个子带系数输入深度学习残差网络,预测相应的残差图像增加 4 个子带图像和残差图像作为二维小波变换的新子带;最后通过二维离散小波逆变换得到增强图像.试验结果表明:所提算法相对于直方图均衡化和超分辨率重建等方法而言,无论在图像视觉效果以及峰值信噪比、结构相似性、均方误差等评价指标上都具有较好优势,反映出将离散小波变换与深度学习方法相结合,有助于提升矿区遥感图像视觉效果,方便后续图像解译判读工作.

关键词：

矿区遥感图像离散小波变换深度学习图像增强

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冻融循环下地下开采对既有边坡稳定性影响数值分析

高振宇苗浩东常远

221-227页

查看更多>>摘要：为研究不同地下开采工况下既有冻融边坡的稳定性,本文利用 3DEC对不同冻融次数下既有边坡的采动稳定性进行了数值模拟,从位移、应力、塑性区、安全系数和能量等方面分析了不同地下开采速度和冻融次数对边坡的影响.结果表明:冻融次数的增加会导致坡面位移及应力增大;空区顶板垂直应力以煤柱为中心呈现对称式分布,当开采速度由 30 m/步变为50 m/步时(开采200 m),顶板最大垂直应力从10 MPa增大到30 MPa.冻融边坡表面的张拉破坏范围会随着冻融次数的增加而逐渐增大,边坡安全系数随冻融次数增加而减小,在冻融 20 次后存在失稳风险.冻融边坡的重力势能与耗散能受冻融次数影响较小,且当冻融次数相同时对开采速度变化不敏感;而冻融边坡释放的动能随冻融次数增多而增大,且当冻融次数增多时,不同开采速度下释放的动能差距增大.

关键词：

冻融循环地下开采开采速度既有边坡能量演化

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