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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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    基于分段Knothe时间函数的开采沉陷预计模型优化及应用

    苗伟安士凯徐燕飞薛博...
    153-158页
    查看更多>>摘要：淮南矿区煤层埋深达800～1 200 m,开采影响传播时间长,在使用原始分段Knothe时间函数模型预计该地区地表沉陷动态过程时,存在的不足为:预计的地表沉陷无启动阶段,下沉速度达到最大时对应的地表沉陷值并不等于最大下沉值的 1/2,时间因素影响系数(c)以及地面点最大下沉速度对应的时刻(τ)无法实现自适应取值.通过理论研究以及资料分析,应用地表沉陷启动时间t0 以及修正模型对Knothe时间函数模型进行优化,并结合淮南矿区地质特征以及概率积分模型相关理论构建了c、τ求解模型,提出了适合淮南厚冲积层矿区的分段Knothe时间函数优化模型.以淮南某矿 1613(3)工作面为例,采用所提优化Knothe时间函数模型、原始分段Knothe时间函数模型、分段Knothe时间函数模型分别进行了地表沉陷预测.结果表明:以地表点的实测值作为参考,所提出的优化模型在预计地表形变时,预计标准差为 295.8 mm,总体精度较原始分段Knothe时间函数提高了 49%,较分段Knothe时间函数提高了 53%,证明了所提优化模型的优异性.

    开采沉陷Knothe时间函数动态预计模型优化沉陷速度

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    基于集成神经网络和改进极限学习机的矿井移动机器人故障检测

    郑伦川梁新元袁乖宁
    159-164页
    查看更多>>摘要：矿井移动机器人作为一种自主运动的智能设备,广泛应用于采矿、输送和装载等工作中.然而,由于其在恶劣环境下运行,往往长时间无法得到检修维护,导致故障频发,影响了井下安全高效生产.如何及时准确地对机器人进行故障检测,提高其可靠性和生产效率成为一个亟待解决的问题.提出了一种基于集成神经网络和改进极限学习机的矿井移动机器人故障检测方法.该方法融合了多个神经网络模型,并通过改进极限学习机算法来提高检测精度和效率.首先,基于集成学习思想将传统卷积神经网络、递归神经网络和自编码器等多个预训练模型集成为一个更强大的检测模型.其次,在极限学习机的基础上引入了自适应权重调整策略,提高了算法的自适应能力和准确性.将所提出的方法在某矿山数据集上进行了试验,结果表明:该方法在检测区分度较低或异常数据较多的情况下性能优异,有助于实现高精度和高效率的故障检测.

    矿井移动机器人故障检测集成神经网络改进极限学习机

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    基于CLAHE-PCA的矿井低照度图像增强研究

    苗作华张立徐厚友王梦婷...
    165-172页
    查看更多>>摘要：地下矿山巷道环境往往面临光线不足,难以通过获取其暗通道图像判断岩体剥落等异常情况.针对矿井巷道暗通道图像对比度低的问题,提出了一种基于CLAHE-PCA的图像增强算法.首先使用CLAHE算法将获取的矿井巷道原始暗通道图像做对比度增强处理,然后使用自适应Gamma算法对亮度低的图像予以增加对比度矫正;将矫正后获得的灰度图转为RGB图像,通过PCA对其进行平滑处理,以便更多地还原暗通道图像的细节.以峰值信噪比、结构相似性、平均梯度和信息熵等作为评价指标,对试验结果进行验证.结果表明:该方法能够有效处理低对比度的矿井巷道图像,处理后的图像结构相似性达到 93%,鲁棒性强,同时能够更多地还原图像的细节.

    低照度图像暗通道图像增强限制对比度的自适应直方图均衡化PCA

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    基于Archard模型与DEM仿真的高压辊磨机磨损演化规律研究与优化

    范威水沛谢传东高霖...
    173-180页
    查看更多>>摘要：高压辊磨机在破碎物料时,颗粒间的挤压和剪切会引起辊面的磨损.研究结合离散元方法(DEM)与Archard磨损模型,对表面网格进行了划分,并精确模拟了高压辊磨机柱钉的磨损形态.结果表明,磨损模拟结果与实测结果高度一致,即沿磨辊出现碗形磨损,中心区域最严重.对磨辊结构和进料装置的优化表明,在定辊端部增设挡板,可以有效解决柱钉的不均匀磨损和边缘漏料问题,实现了磨损离散系数的降低(下降 75%)和挤压区料压的增加(增长 28%),提升了辊压机的粉磨效率和柱钉的使用效率.该研究成果为优化传统高压辊磨机提供了思路.

    高压辊磨机离散元仿真动力学和机理磨损优化

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    金属矿山高浓度充填管道磨损规律与防控技术

    王小林张润邱征郭进平...
    181-190页
    查看更多>>摘要：金属矿高浓度充填能有效消除尾矿库和采空区危害,但充填管道磨损问题也成为制约充填效率的因素之一.基于对管道磨损类型的划分,从颗粒性质、料浆性质、料浆—管壁接触条件、管材性质和管道所处外部环境 5 个方面综述了充填管道磨损的影响因素;基于理论分析和现场实测归纳了 5 种不同形式充填管道的磨损规律,以此总结了充填管道磨损的防控技术.现有研究结果表明,不满管流时,充填管道最主要的磨损形式是冲蚀磨损,料浆流速的影响最显著;满管流时,磨蚀和腐蚀对管道磨损起重要作用,料浆浓度的影响最显著.垂直管道中,料浆—空气交界面处磨损最严重,提高满管率并采用等倍线设计可有效控制其磨损.水平直管和倾斜直管底部磨损最严重,水平弯管的底部和垂直弯管外侧为易磨部位.使用新型管道结构和耐磨管材,提高料浆均质性,优化充填骨料级配,改进充填作业制度,全面监测管网压力,革新管道磨损数据获取手段,采用数值模拟技术深入揭示管道磨损规律等措施,可直接或间接对充填管道磨损防控起到积极作用.研究结果可为矿山充填管道磨损控制提供指导.

    金属矿山高浓度充填管道磨损磨损规律磨损防控

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    基于优化极限学习机模型的边坡稳定性预测研究

    陈家豪张燕杜明芳黄海荣...
    191-198页
    查看更多>>摘要：边坡稳定性预测对工程安全及地质灾害防治极其重要,目前机器学习在边坡稳定性预测较广泛,例如BP神经网络、支持向量机(SVM)、极限学习机(ELM)等.但传统的ELM模型在预测边坡稳定性时存在易陷入局部最小值、难以选择合适学习率的问题,针对此问题,提出了一种基于主成分分析法(PCA)和爬行动物搜索法(RSA)并行优化极限学习机(ELM)的边坡稳定性预测模型.此模型利用PCA算法对数据进行降维,减少数据的冗余性,并利用RSA算法优化ELM模型的输入层权值和隐含层偏置,极大地提高了模型的预测精度和预测效率.将传统的ELM模型、RSA-ELM模型、PCA-SVM模型及PCA-RSA-ELM 4 种模型进行对比,从而得到PCA-RSA-ELM模型在边坡稳定性预测这类问题上的精确性更高,为边坡稳定性预测分析提供新的思路,对防灾减灾及保护国民经济安全具有重大意义.

    安全工程边坡稳定性极限学习机PCA降维爬行动物搜索混淆矩阵

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    考虑边界约束影响的充填挡墙厚度确定方法及应力分布规律研究

    程爱平杜澳宇尹东石劲...
    199-211页
    查看更多>>摘要：不合理的边界加固方式会导致充填过程中挡墙边缘抗弯能力弱化进而影响采场安全.基于此,为了确定合理的充填挡墙厚度,探讨边界约束对充填挡墙稳定性的影响,将挡墙结构简化为 4 类薄板模型.以第一强度准则为判断依据,提出了不同边界约束模式下充填挡墙厚度确定方法.结合大冶铁矿工程实际,探讨了不同边界约束模式下充填挡墙应力分布规律,并通过解析几何和数值模拟对本文理论模型进行了验证.研究结果表明:① 挡墙最小厚度与充填高度、充填料浆容重呈正相关关系,与挡墙抗拉强度呈负相关关系,增加挡墙抗拉强度有利于挡墙稳定性;② 挡墙内外侧拉伸应力分布存在明显差异,外侧呈X型分布,内侧呈O型分布,边界抗弯能力弱化会导致拉伸区域拓展,增加挡墙边界弯矩可以有效防止挡墙破坏;③ 数值模拟获取的应力分布规律与解析几何分析结果高度一致,进一步验证了本文充填挡墙厚度确定方法的可靠性,结果可为类似采场充填挡墙参数优化提供参考.

    充填挡墙边界约束薄板模型最小厚度数值模拟

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    基于降雨量数据的程潮铁矿涌水量时序性预测模型

    范明星任高峰吴文博鲁习奎...
    212-219页
    查看更多>>摘要：无底柱分段崩落法开采必然形成大范围的地表塌陷区,所分布的导水裂隙将导致大量的地表降水向下渗透,引起巷道涌水量骤增,程潮铁矿现已进入-500 m开采水平,大气降雨与崩落法开采所引发的裂隙持续动态发展之间的相互作用机制十分复杂.因此,为科学准确地预测井下涌水量,本研究提出了一种以降雨量为输入数据的涌水量灰色GM(1,2)时序性预测模型.以程潮铁矿 2019-2021 年的降雨量、涌水量实际数据为训练样本,充分考虑崩落法开采对上覆岩体的持续影响,引入时序性系数K对模型进行优化,最终建立的灰色GM(1,2)时序性预测模型与传统的GM(1,2)预测模型相比,预测精度平均提高了 7.79%.运用该模型对 2022 年的涌水量进行预测检验结果表明,其旱、雨两季的预测精度分别为 93.51%、93.58%,预测效果较好.研究成果是通过地表降雨量数据直接预测矿山井下涌水量数据的一种有效方法.

    无底柱分段崩落法涌水量预测灰色系统理论GM(1,2)模型时序性系数

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    黄豆/旱稻间作与肥料协同作用对矿泥、赤泥土壤化处置的影响

    杜诚豪成官文王云龙曾玉辉...
    220-228页
    查看更多>>摘要：针对矿泥、赤泥大规模堆存对周边环境造成严重污染的问题,以脱水矿泥、赤泥为研究对象,从土壤化处置基质的物理性质、化学性质以及微生物指标入手,探究黄豆/旱稻间作与肥料协同作用对纯矿泥基质及矿泥+赤泥混合基质土壤化效果的影响.结果表明,随着土壤化处置时间的延长,两种基质的电导率呈先上升后下降的趋势,在土壤化过程中始终满足《土地复垦质量控制标准》(TD/T 1036-2013)要求;在土壤化处置115 d后,两种基质的pH值均在 8.5 以下,满足《矿山生态环境保护治理技术规范》(HJ 651-2013)的要求;矿泥、赤泥混合土壤化处置基质和纯矿泥土壤化处置基质中全氮含量均达到全国第二次土壤普查标准中的一级水平,速效钾含量分别达到 2 级和 4 级水平,有效磷含量均为 4 级水平以上,有机质含量均达到 4 级水平;在土壤化处置过程中基质粒径增大,容重下降,有利于作物种植;经过黄豆/旱稻间作与肥料协同作用,土壤中微生物多样性增加,种群丰富度提高,物种种群分布更加均匀,生态系统更加健康.本研究结果可为矿泥、赤泥土壤化处置生态修复提供参考.

    矿泥赤泥土壤化肥料黄豆/旱稻间作协同生态修复

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    多尺度调控纤维增强水泥基充填膏体流动性与强度试验研究

    申骏超宋光远何文雷
    229-234页
    查看更多>>摘要：为改善水泥基充填膏体的力学性能,采用玻璃、聚丙烯及聚丙烯腈 3 种纤维作为改性材料,探讨了纤维类型、掺量对水泥基充填膏体力学及流动性能的影响规律,并揭示了纤维对充填膏体力学性能的增强机理.结果表明:充填料浆的坍落度随纤维掺量增加逐渐降低,但纤维类型变化对料浆坍落度的影响并不显著;充填体抗压强度随着纤维掺量增加表现出显著的增加趋势,并且纤维种类变化对抗压强度的影响并不显著;随着纤维掺量增加,试样 28 d抗拉强度表现出增大趋势,并且 28 d抗拉强度的增加幅度远高于 28 d抗压强度增幅;聚丙烯腈纤维对抗拉强度的提升效果最高、聚丙烯纤维次之,玻璃纤维对抗拉强度的提升效果最弱;玻璃纤维表面附着明显的水化产物,说明纤维与砂浆之间会形成明显的黏聚力,进而能够显著改善充填膏体的宏观力学性能.

    纤维充填体微观结构坍落度力学性能

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