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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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    大型露天矿山深孔台阶爆破振动特征与安全控制

    张文涛汪海波高朋飞王梦想...
    151-160页
    查看更多>>摘要：为了减少采场附属设施受爆破振动效应的不利影响,对长九露天建材矿爆区进行了爆破振动监测.通过回归分析、小波包分析对采场爆破振动传播规律及能量分布特征进行了研究,使用考虑概率的改进萨道夫斯基公式对安全药量进行了推算.结果表明:三方向峰值振动速度中水平径向和垂向较大,水平切向较小.峰值振动速度总体上与最大单段药量成正比,与爆心距成反比.现场多数测点爆破振动的主频为20 Hz以下的低频.由于采用微差延时起爆,段药量和微差间隔时间是影响峰值振动速度关键因素;通过回归拟合建立了符合现场地质、地貌和爆破条件的爆破振动传播数学模型,其中垂向振动传播的方向性最明晰;采场爆破振动的能量分布在200 Hz以内,且主要集中在90 Hz以下,随着最大单段药量和爆心距增大,主振频带的带宽减小并向低频端移动,低频带能量占比增大;增加雷管段数在爆破近区减振效果不佳,在爆破远区减振效果明显.通过实测数据对比,使用考虑概率的改进萨道夫斯基公式推算的安全药量相较于传统萨道夫斯基公式能更好地控制超出安全振动速度限值的小概率事件发生,有效提高溜井在爆破施工过程中被保护的概率,对控制爆破参数设计有一定的参考意义.

    深孔台阶爆破回归分析小波包分析概率公式溜井保护安全药量

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    离心不耦合条件下寒区碎软岩体预裂爆破参数优化方法

    潘祖瑛张西良仪海豹崔正荣...
    161-166页
    查看更多>>摘要：一般来说,预裂爆破采用同心不耦合装药结构,但由于药柱自身重力原因,药柱和炮孔壁贴合在一起,这种情况可能增强了对预裂爆破保留岩体的损伤.基于传统预裂爆破技术,结合理论分析,提出了离心不耦合装药条件下任意一点的不耦合系数计算公式,推导出其与同心不耦合系数的关系,并比较了 2种装药条件下预裂爆破对保留岩体的损伤情况.以白云鄂博西矿为例,在现有2种规格预裂药柱基础上,依据理论分析得出:在不改变预裂孔直径的前提下,当预裂药柱直径为60 mm时,需要对预裂孔孔距和预裂孔装药结构进行优化.通过开展现场试验,对预裂孔孔距和预裂孔装药结构进行了优化,得出了最佳孔网参数.通过三维倾斜摄影技术建立三维模型,对孔网参数优化前后的爆破效果进行了评价,孔网参数优化后半壁孔率提升了 27.09％.研究表明:孔网参数优化后,对于保护采场边坡、维护边坡安全稳定具有积极作用,对于类似工程也有借鉴意义.

    离心不耦合寒区碎软岩预裂爆破现场试验三维倾斜摄影

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    基于边缘卷积的点云配准网络

    鲍国刘思谋许士彪张秋昭...
    167-174页
    查看更多>>摘要：地下巷道结构狭长且支道繁多,在地下巷道中获取的点云需要进行点云配准获得完整数据,传统的点云配准方法对点云初始位置要求高并且计算迭代次数多,在环境复杂且数据量巨大的地下巷道场景点云中配准效果不佳且计算缓慢.因此,基于深度学习技术,以PCRNet为基础并结合边缘卷积网络在局部特征提取中的优势,构建了一种基于边缘卷积的点云直接配准网络DGRNet,该网络在特征提取模块利用边缘卷积核对输入的点云进行特征提取,能更好地对三维点云的复杂特征变化和几何结构进行学习,提高了对场景局部特征的理解能力.试验结果表明:DGRNet网络在物体模型中对比其他网络在整体上有着更好的配准精度,并且在点云噪声影响下能够保持配准精度稳定,有着较好的鲁棒性;DGRNet在巷道点云配准场景中的4种误差均最小,并且对比PCRNet误差分别降低了19.0％、20.1％、24.2％、21.0％.由此可见,DGRNet网络能够进行高精度的点云配准,为复杂的地下巷道场景点云配准提供了一种新方法.

    点云配准深度学习三维激光扫描巷道PCRNetDGRNet

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    基于轻量化YOLOX-S与多阈值分割的矿山遥感图像去噪算法

    沈丹萍赵爽
    175-180页
    查看更多>>摘要：矿山遥感图像普遍存在大量的噪点,给后续图像分析和处理带来了很大困难.提出了一种基于轻量化目标检测模型YOLOX-S和多阈值分割的矿山遥感图像去噪算法.首先使用YOLOX-S模型对矿山遥感图像进行目标检测,得到矿山目标的位置信息.然后针对矿山目标的特点,设计了一种多阈值分割方法消除图像中的噪声点.通过将图像分为若干个子区域,并对每个子区域采用不同的阈值进行二值化处理,最终将各子区域的二值化结果合并得到去噪后的图像.试验结果表明:该算法能够有效地去除矿山遥感图像中的噪声点,并且在保留目标特征的同时,大幅提升了图像质量.此外,由于采用了轻量化模型和多阈值分割算法,使得该算法具有较快的处理速度和较低的计算成本,适用于大规模图像数据的处理任务.

    矿山遥感图像轻量化YOLOX-S阈值分割图像去噪

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    金属矿井智能通风平台开发与应用

    李鸿蔚王海宁胡天寿唐文轩...
    181-189页
    查看更多>>摘要：为解决金属矿井通风系统调控滞后的突出问题,合理设置矿井风流参数监测传感器建立矿井风流智能监测系统,采用深度学习方法构建矿井通风系统AI算法模型,应用矿井通风三维仿真系统模拟数据库训练和测试AI算法模型,形成风流参数智能感知系统.应用多属性决策理论和方法,依据矿井需风量调控要求,建立了矿井通风智能调控系统.根据矿井智能通风原理,提出了包含矿井通风三维仿真系统、风流监测系统、智能感知与决策系统、智能控制系统的金属矿井智能通风系统架构和智能调控方法,开发了矿井智能通风系统运行管控软件平台.在某金属矿山的工程应用结果表明:矿井智能通风系统能实时智能感知作业区域的风流参数,且误差低于5％,解决了制约金属矿井智能通风系统建设的关键技术问题;可实现矿井通风系统实时动态智能调控、井下火灾风险点的实时监测和预警预报、主扇一键反风、矿井通风数据统计与分析等.研究成果对于确保矿井风流按需有序流动、保障矿井通风系统稳定可靠运行、有效预防矿井中毒窒息事故发生、节约通风能耗等具有重要意义.

    金属矿山智能通风风流智能感知通风系统智能调控火险预警预报

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    基于机器学习的矿井通风数据清洗系统设计

    刘国榜朱政方挺
    190-197页
    查看更多>>摘要：针对矿山通风系统数据中普遍存在的噪声、异常值和冗余等问题,提出了一种基于机器学习的数据清洗方法,旨在为矿井智能风险预警、通风策略调整和环境管理等决策过程提供可靠数据.构建了一个包含环境监测参数、风机运行参数和安全运营参数等关键参数的数据集,该数据集支持数据清洗算法开发,并且作为评估数据清洗方法的基准.基于构建的数据集,提出了一种综合性的机器学习驱动的数据清洗框架.首先,采用自回归模型对时间序列数据中的缺失值进行估计和填补,该模型能够有效利用数据的时间相关性,提高缺失数据处理的准确性.其次,引入孤立森林算法,通过构建多个随机树来孤立和识别数据点,该模型适合处理高维通风数据中的异常检测问题,能够有效提高异常值的识别率.最后,使用K-均值聚类算法,通过分析数据特征将相似数据点聚合,以减少重复或相似的数据记录.试验结果表明,提出的数据清洗方法有效提高了矿井通风数据质量,为矿井通风管理提供了高质量的数据支持,展现出良好的工程应用价值.

    矿井通风智慧矿山通风系统机器学习数据清洗

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    层级式机械装备健康指数模型及管理系统构建

    王铭源王正国李济顺薛玉君...
    198-206页
    查看更多>>摘要：大型机械高端装备智能化是国民经济快速发展和国家安全稳定的重要保障.为解决零件、部件和装备健康指数量化问题,结合零件特征参数和集群装备大数据,使用长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)和互相关系数均值方法构建了零件健康指数量化模型,采用模糊C均值聚类和欧几里得范数(L2范数)融合优化了健康指数.以零部件自身权重为依据,提出了健康指数传递模型,解决了部件和装备健康指数量化问题.针对数据库和健康管理系统实现问题,以矿井提升机为例,构建了基于工业互联网的层级式闭环系统,能够实现数据采集、边缘协同、状态监测、故障诊断、量化评估和维修决策等方面的一体化集成.通过在洛阳中信重工示范应用,为大型机械高端装备健康、稳定、智能运行奠定了基础.

    健康指数模型矿井提升机数据库健康管理系统

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    基于Baseline-RFMDR的主动式井下组合定位方法

    李鸣铎汪金花孟庆港候金亮...
    207-213页
    查看更多>>摘要：井下人员定位是井下安全生产的保障,也是智能矿山发展的关键技术.目前基于微机电系统(MEMS)组合定位技术是智能矿山自主定位的研究热点,但由于MEMS测量信号易受干扰,存在自主定位精度较低的问题.针对井下低成本MEMS自主定位精度低、稳定性差的问题,提出了一种基于基线—射频地磁航位推算(Baseline-RFM-DR)组合的井下定位方法.该方法以地磁匹配定位与行人航迹推算(PDR)定位为基础方程,利用巷道"标签对"短基线作为约束条件的卡尔曼滤波解算的数学模型,能够有效控制地磁匹配和PDR定位误差.选取了国家矿山应急救援模拟巷道为试验场地,携带自主研发的低成本MEMS集成自主定位装置进行人员动态定位试验,测试Baseline-RFM-DR定位方法的精度和可靠性.试验结果表明:研发的低成本Baseline-RFMDR自主定位装置可以有效、连续地采集地磁数据、行人姿态、行走数据,技术架构稳定;在行人连续行走条件下,PDR定位前期精度较高,但是随着行人行走时长增长,误差累积明显增大;地磁匹配不会随着行走时长增长发生累积,但是精度较低,大部分匹配误差在2 m左右.Baseline-RFMDR组合定位总体精度明显优于PDR定位和地磁匹配定位精度,在人员巷道前进方向坐标误差控制在1 m以内,为实现井下低成本、高精度自主定位提供了新思路.

    井下自主定位组合定位方法定位装置设计定位坐标解算

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    基于Harris3D-FPFH-MC的露天矿三维高精地图重建算法

    张继卫张晶张博
    214-219页
    查看更多>>摘要：三维高精地图是露天煤矿智能运输系统的基础,针对露天煤矿大尺度高度变化场景的三维建图一致性问题,提出了一种基于Harris3D-FPFH-MC的三维地图重建方法.首先,采用改进动态半径滤波法对原始点云数据进行预处理,去除点云中的噪声点;其次,采用RANSAC法提取地面点云,对提取的三维点云采用最小二乘法构建地面平面方程;然后,采用Harris3D-FPFH扩展特征矢量,形成关键点的249维描述矢量,基于相互一致性法获取点云匹配对,计算2帧点云之间的旋转和平移矩阵,构建三维地图;最后,在地图优化环节,增加延迟环节实现构建地图的后端优化.试验结果表明:所提算法与传统Lio_Sam、Lego_Loam等算法比较,减少了绝对轨迹误差和相对位姿误差,提高了露天煤矿三维地图精度,有效避免了结构相似场景导致地图闭环错误或无法闭环的问题,保证了构建地图的精度和鲁棒性,为点云配准技术在煤矿中的应用提供了技术支撑.

    露天矿三维地图构建点云配准后端优化

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    浓密机给料井结构优化及模拟仿真研究现状

    王小宇崔宝玉王学涛张云海...
    220-228页
    查看更多>>摘要：高效浓密技术具有高效率、占地少及指标良好等优点,作为浓密机的核心部件,给料井对浓密机运行效果影响很大.基于此,从给料井结构优化和计算机模拟仿真实验两方面对给料井的研究现状进行了总结并提出了主要研究方向.结果表明:①给料井是浓密机的核心部件之一,结构合理的给料井能够提升浓密机的运行性能,降低溢流固体含量、提高底流浓度并减少絮凝剂单耗.②稀释给料井内料浆有利于絮凝,合理的剪切率和停留时间能够促进絮凝作用,挡板结构和封闭式排料有利于布料均匀,可调控的稀释结构有利于增强给料井的工艺适应性.③CFD方法模拟实验是研究给料井的有效手段之一.提高模型精度,并采用实验与模拟相互验证方式逐步完善CFD方法,能够为给料井的研究提供强有力的支撑.④强化给料井内的絮凝作用,优化药剂添加位置,利用可调控自稀释技术,提高给料井适应性及利用CFD方法模拟工业全尺度给料井是今后的研究方向.

    给料井浓密机结构优化计算流体力学稀释絮凝

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