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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。
正式出版
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    基于数码电子雷管起爆特性的预裂爆破技术试验研究

    李龙福汪禹江东平仪海豹...
    152-158页
    查看更多>>摘要：进路式充填采矿方法通过将矿体划分成矿房和矿柱,采取两步骤回采方式,即一步骤先回采矿柱并充填,待充填体达到设计强度后再进行二步骤矿房回采,在此种开采方式下,若矿岩条件比较差且钻爆参数不合理,不仅会导致矿房回采后采场边帮轮廓成形效果差、超欠挖现象严重以及矿石损失率与贫化率较大,而且爆破振动有害效应比较大,充填体损伤垮塌严重,恶化了采场作业条件,严重制约了矿山机械化、规模化开采.为解决此类问题,以某地下矿山为例,利用高精度数码电子雷管的起爆特性,开展了一步骤回采下向孔预裂爆破技术研究与现场试验.结果表明:① 采用数码电子雷管预控界面爆破试验方案后,采场边帮预控界面清晰可见,半壁孔痕率能达到 60%以上,超欠挖量也可以控制在 20 cm以内,为二步骤矿房回采创造了有利条件;② 爆破振动峰值大幅降低,爆区附近的充填体得到有效保护,垮塌现象大幅减少;③ 避免了裸露的导爆索在爆炸过程中产生的噪声和冲击波对爆破作业人员产生危害,有效保护了爆破作业人员身心健康,工作环境得到明显改善;④ 民爆物品消耗量降低了 0.46 元/m3,有效降低了爆破成本,经济效益显著.上述研究成果可为类似矿山提供借鉴.

    地下矿山矿山爆破数码电子雷管预裂爆破围岩控制

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    无人机低空遥感裂缝识别与采动地表变形指标的相关性研究

    李涛王帆胡东升廉旭刚...
    159-167页
    查看更多>>摘要：山西煤炭资源丰富,随着煤炭资源大规模开采利用诱发了一系列地质灾害,地表裂缝即为地质灾害的主要表现形式之一.目前对地表裂缝监测多采用人工野外调查识别和卫星影像解译识别方法,存在成本高、效率低、分辨率低、易受天气影响等不足.利用飞马D2000 无人机对山西省华阳二矿某地质灾害易发区进行了航空摄影测量,得到了测区数字正射影像模型(DOM)、数字表面模型(DSM)和三维点云模型(3DPCM),基于这 3 种模型数据解译得到地表裂缝发育与分布特征.同时,根据地质采矿条件进行地表移动变形预计,分析了地表变形指标与采动裂缝分布之间的关系.结果表明:利用DOM与 3DPCM模型数据可以高效、准确地识别地表裂缝,且裂缝分布情况与采动引起的地表曲率变形、水平变形高度相关.研究结果对于预测评估开采引起的地表裂缝发育情况具有参考意义.

    地质灾害地表裂缝摄影测量地表移动变形

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    基于无人机倾斜摄影测量技术与SVR算法的开采沉陷监测与预计

    张凌邱斌张源
    168-172页
    查看更多>>摘要：为实现矿区开采沉陷高精度监测与预计,将无人机倾斜摄影测量技术与支持向量回归算法(Support Vector Regression Algorithm,SVR)相结合,对赤峰市六家煤矿采区沉降量进行了监测与预计,并将预计结果与GPS实测结果进行了对比.结果表明:GPS实测矿区10 d测量沉降量为0.2～15.8 mm,东西南北区平均沉降量分别为51.2、31.5、46.6、130.8 mm,北侧沉降量分别为东、西、南侧的 2.55、4.15、2.81 倍,矿区北侧为沉降严重区,需要进行重点监测并制定合理有效的防治措施.基于无人机倾斜摄影测量技术与SVR算法预测的矿区东西南北区累计平均沉降量分别为 49.4、31.5、45.8、134.6 mm,所有测点 2 种测量方式所得相对误差均在 5%以内,反映出所提方法预计精度较高,为实现矿区开采沉陷高精度监测与预计提供了参考.

    开采沉陷无人机倾斜摄影测量SVR算法GPS沉降监测

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    高强度重复开采覆岩与地表移动机理

    张传宝蔡来良王巍柴华彬...
    173-180页
    查看更多>>摘要：为了给神东等大型煤炭生产基地生态修复和"三下"开采提供理论和技术支持,以实测方式为基础,深入研究了高强度重复开采地表移动特征和机理.分别对老采空区下开采、工作面隔离煤柱下开采、跨老采空区和隔离煤柱下开采这 3 种工况布设地表移动观测线,开展快速密集监测,采集了丰富的地表移动数据.结合井下推进过程,通过数据分析,获得了不同时期下沉和水平移动值,绘制了地表移动曲线时序图.研究表明:隔离煤柱对地表下沉的发展过程具有阻碍性、带动性和活化性等特征,水平移动方向对井下推进方向具有追随性等现象.据此建立了高强度重复采动条件下形成的块体岩层结构模型,分析了块状岩体在井下推进过程中平衡—旋转平移—再平衡的运动过程,揭示了地表移动实测曲线形态背后的岩层移动机理.研究成果可为该矿区或类似矿区开采沉陷预计模型建立和生态环境修复治理提供参考.

    开采沉陷重复开采煤柱地表移动特征块体岩层结构

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    地下矿无人驾驶铲运机系统设计与应用

    崔冰赵辉军魏威姜海博...
    181-188页
    查看更多>>摘要：随着我国矿产资源开发工作向深部发展,复杂的应力条件和恶劣的开采环境严重威胁到井下人员的安全,开采装备无人化是解决井下安全和效率问题的有效手段.结合自动驾驶和远程遥控技术,设计并应用了地下铲运机无人驾驶系统,在千米深井中实现了铲运机出矿作业的全流程无人化.在应用试验中,自动驾驶直线行驶的最大速度达 10 km/h以上,转弯最大速度为 3 km/h,远程遥控的延迟在 10 ms以下.该系统可有效提高矿山生产效益、降低安全事故风险,并有助于推动我国矿山智能化转型升级.

    自动驾驶远程遥控铲运机无人采矿智能化

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    基于物联网的煤矿动态传感器信息控制系统研发

    陈继勋霍艳飞徐杨
    189-195页
    查看更多>>摘要：煤矿传感器信息系统构建对于矿井安全生产具有重要意义.传统数据控制系统信息之间相互独立,缺乏相互协作,为了提高数据传输系统的兼容性和协作性,利用物联网信息的海量性、实时性、连续性和高效访问性等特点,基于数据分配模型,设计了自适应时域的动态信息控制算法(Adaptive Time-Domain Dynamic Information Control System Algorithm,ATDA),并开发了相应的控制系统.该系统初始化采用静态分配程序,在此基础上实时监测煤矿动态传感器数据,分析数据负载信息,利用门限函数对数据选拔并及时进行迁移,实现数据的高效分配.通过鲁西南地区某矿传感器采集的数据信息,模拟矿井数据流对系统进行评价,基于系统全时负载均衡指标LBOT(Load Balancing of Total)、系统短时负载均衡指标LBST(Load Balancing of Short Term)和数据迁移量指标DM(Data Migration)3 个关键指标,对比分析了经典Bubba算法和Random算法以及ATDA算法.结果表明:在系统全时和短时均衡性方面(LBOT和LBST),ATDA与Bubba算法接近,优于Random算法,在数据迁移量DM,即通信成本方面本研究算法显著优于其他2 种算法;所开发的动态信息控制系统显著降低了数据存储压力,并提高了数据调用效率.

    物联网动态信息控制系统动态分配传感器

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    基于Faster-RCNN与自注意力机制的矿山图像异常检测算法

    张玉茜刘文荣孙勇刘丰武...
    196-201页
    查看更多>>摘要：矿山异常行为检测是一项重要工作,有助于提高采场安全生产监管效率.提出了一种基于自注意力机制的 Faster-RCNN算法,用于矿山图像异常行为检测.该算法通过自注意力机制对特征图进行加权,有效提取关键特征,并减少冗余信息干扰.首先,从图像中提取RoI区域,并通过自注意力机制对RoI区域内的特征图进行加权,使得关键特征得到更准确的提取.同时,对RoI区域内的特征图进行细粒度融合,以捕捉更多的图像细节信息.最后,使用分类器对每个RoI区域进行分类,以检测图像中的异常行为.在自建数据集上对算法进行了训练与评估,试验结果表明:所提算法在矿工图像异常行为检测工作上表现出更高的准确性和鲁棒性,与传统的Faster-RCNN算法相比,该算法检测精度提高了 4.8%.此外,该算法对于光照和角度等变化具有更好的鲁棒性,可以有效应对实际场景中的复杂环境.

    目标检测自注意力Faster-RCNN矿山图像异常行为检测

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    回风井口成雾原因及除雾技术研究

    康国华刘家明朱志根崔鹏...
    202-209页
    查看更多>>摘要：针对井口雾气污染工作环境,危害工人身体健康,造成井下设备及构筑物严重损害等问题,以云南某铅锌矿为工程背景,通过理论分析、室内试验、数值模拟及现场工业试验等方法,分析了温度、相对湿度及回风量对井口成雾析水量的影响规律,提出了Ⅰ级+Ⅱ级折流板除雾器除雾方法.研究结果表明:风流及温度均能引起空气中水蒸气析出,在严冬风流上行越高,雾气越大;井口成雾析水量随回风量增加呈线性增加,随温度及相对湿度增加呈线性降低;温度、相对湿度及回风量平均每下降 1℃,1%,1 m3/s,井口成雾析水量分别增加 84、17.2、5 g/s,说明温度是井口成雾析水量的主要影响因素,各因素对井口成雾析水量影响由大到小排序为温度>相对湿度>回风量.采用Ⅰ级+Ⅱ级折流板除雾器除雾时,回风井巷道内压降为300 Pa,表明气流通过除雾器时会产生压力损失.与加入喷淋试验相比,不加喷淋的双级除雾器除雾方法经济成本显著降低,并且现场除雾效果更显著,因而推荐该矿采用不加喷淋的Ⅰ级+Ⅱ级折流板除雾器除雾方法.

    回风井口成雾机理雾气性能除雾技术折流式除雾器

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    极寒地区室内矿石转运产尘密封净化性能研究

    朱国燕卜步龙张龙姚溪蕊...
    210-214页
    查看更多>>摘要：极寒地区选矿车间密闭性强,室内矿石转运环节产尘聚集度高,威胁作业人员职业健康和电器设备运行安全.以我国东北某金属矿磨浮车间矿石转运过程为例,在研究矿石粉尘理化特性的基础上,提出了新型导料槽密闭抽尘与气液卷吸除尘器除尘协同的粉尘控制方案,研究了导料槽密闭抽尘系统对转运扬尘的封闭性能,探讨了气液卷吸除尘器对收集的含尘气流的净化能力.结果表明:钼矿石转运点外逸粉尘粒径集中分布于 0.2～3.0 μm,且具有较强的亲水性,游离二氧化硅含量高达 48.6%,属于矽尘范畴;导料槽密闭抽尘系统在过料口风幕隔离和导流作用下,有效抑制了转运点粉尘外逸,转运点附近全尘和呼尘浓度较使用前分别下降了 61.1%和 50.0%;气液卷吸除尘器在剪切液幕和卷吸气泡 2 种流型下具有较好的除尘效果,对转运点钼矿石粉尘的除尘效率可达 92.8%～96.3%.研究成果和现场实施经验可为我国北方极寒地区封闭车间粉尘治理提供有益借鉴.

    极寒地区选矿厂转运产尘导料槽密闭抽尘气液卷吸除尘

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    施工隧道台车周边热环境营造与回用风出流角优化

    陈卫宏李诚王达高超新...
    215-219页
    查看更多>>摘要：为改善施工隧道二衬台车周边热环境,将湿式空气净化装置应用于天巴高速公路拾贰坡隧道.围绕装置回用风高效利用问题,以拾贰坡隧道为工程原型,利用Fluent软件建立了 0°、15°、30°、45°、60°、75° 6 种不同出流角的混合式通风计算流体力学模型.基于上述模型进行了数值模拟计算,抽取出二衬台车工作段 5 个切面的温度—速度场数据,进一步引入体感温度公式作为评价指标,量化出流角变化对台车工作区域速度—温度场的影响,优选了回用风出流角.研究结果表明:出流角过小导致流场紊乱,致使回用风效率降低,不利于环境营造;增大出流角至 30°以上时,回用风利用效率明显提高,风速大幅上升,温度出现下降;至 45°时,回用风有效利用率接近极限,但降温效果仍随着角度增大而提升;至 60°时,降温效果最佳,降低约 1.5℃;至 75°时,风速降低,温度升高,体感温度降低趋势逆转而升高.结合实测数据,发现回用风出流角为 60°时,可最大限度改善隧道施工热环境,保障施工人员职业健康安全.上述分析结果为湿式空气净化装置迭代优化提供了量化参考.

    施工隧道局部环境营造体感温度出流角数值仿真

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