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期刊信息/Journal information
矿业研究与开发
矿业研究与开发

周爱民

双月刊

1005-2763

kyyk81@263.net

0731-88670962 88631209

410012

湖南省长沙市麓山南路343号

矿业研究与开发/Journal Mining Research and Development北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是经国家科技部和新闻总署批准国内外公开发行的矿业技术类期刊，由中国有色金属学会和长沙矿山研究院主办。主要刊载采矿、地压选矿、爆破、矿山机电与自动化、矿山计算机应用、矿山环保、资源综合利用、特殊采矿及经营管理等方向的内容。主要面向矿山企业、科研设计、高等院校、矿业经营管理等部门的工程技术人员、管理干部和师生。
正式出版
收录年代

    基于CFD-DEM的多金属结核小型水力式集矿机构设计

    李俊程阳锐曾轩彭建平...
    1-8页
    查看更多>>摘要：为满足科考船舶搭载设备的功率和质量要求,采用单个水泵集中为捕捉喷嘴和输送喷嘴供水的结构设计方案,研制了多金属结核小型水力式集矿机构,运用CFD-DEM软件开展了小型水力式集矿机构流场特性和采集率的仿真分析,并开展了水池试验和海上试验.水池试验结果表明,当采集宽度为0.3 m、采集功率为4.9 kW时,主管路水压为58 kPa,模拟结核采集率为75％,满足设计要求;海上试验采集了 19 kg的多金属结核,验证了该集矿机构具备良好的采集功能,可降低搭载设备的功率和质量.研究结果可为类似集矿机构的设计提供参考.

    小型水力式集矿机构多金属结核深海采矿CFD-DEM

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    深部破碎厚矿床盘区机械化小分段充填法开采应用研究

    张宝蔡泽山罗佳张忠传...
    9-16页
    查看更多>>摘要：针对锡铁山铅锌矿深部破碎厚矿床上向水平充填法开采中遇到的采场顶板冒落风险大、充填成本高、生产能力小等问题,提出了安全、高效的盘区机械化小分段充填法.采用FLAC3D软件对小分段采场结构参数及其分段平巷支护方案进行模拟对比分析,得出小分段充填法采场高度取10 m、宽度取8～10 m为宜,分段平巷采用树脂锚杆+钢筋网+喷砼支护方案可有效控制巷道变形.利用炉渣微粉+水泥熟料(配比为3:1)替代水泥作胶凝材料可降低充填成本15％.现场试验表明,小分段充填法采场爆破参数排距为1.4 m、孔底距为1.6～2.0 m时矿石爆破效果最佳,试验盘区生产能力达到了 1 000 t/d,生产效率提高了 100％.

    破碎厚矿床小分段充填法采场结构参数巷道支护数值模拟炉渣微粉

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    中关铁矿采场回采进路宽度优化与应用

    王社光路燕泽于兴社刘阳...
    17-23页
    查看更多>>摘要：合理的进路宽度对充填采矿法在深部采场实现安全高效生产具有重要作用.采用数值分析方法,分析了中关铁矿5种进路宽度下的围岩应力分布规律、位移量变化和塑性区分布特征,研究了进路宽度对围岩稳定性的影响,优选出最佳回采进路宽度,并通过现场实践进行验证.结果表明:顶底板拉应力集中区呈"驼峰"状分布,应力值与距进路顶板的距离成正相关;侧帮压应力集中区呈"扇形"弧状向两侧分布,应力值先升后降,距侧帮1 m处出现应力峰值,围岩破坏可能性极大;顶板下沉量呈"中间大、两侧小"的凹状对称形态,顶板下沉量及其增幅远大于侧帮的位移量与增幅,进路宽度继续增大易引发顶板垮落事故;塑性区在形态上呈左右对称分布,体积上随进路宽度增大而增加,6 m宽度后体积增幅显著提升.现场实践表明,6 m进路宽度下,8N3采场围岩稳定性良好,回采率达到93％,贫化率13％,生产能力1 400 t/d,应用效果良好.

    进路宽度围岩稳定性应力分布位移量塑性区分布

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    某铜矿难崩矿体水力压裂试验与效果评价

    黄明发
    24-30页
    查看更多>>摘要：针对某铜矿难崩矿体的水力压裂可行性,开展了岩体压裂物模试验.采用数值模拟方法研究了不同簇间距、不同施工排量、不同施工规模工况下压裂裂缝扩展,进行了地表裸眼和射孔两种压裂工艺的水力压裂工业试验和监测.试验结果表明:矿体可压裂性较好,具备形成多条复杂裂缝的条件;数值模拟结果表明,水力压裂施工排量在4～5 m3/min范围内,单段液量主体为200～450 m3时,能够满足40～70 m裂缝半长的需求,并可形成复杂裂缝网络;工业试验的两井水力裂缝在矿体短轴方向上延伸偏短,整体上符合延伸规律,基本达到设计要求;相比于裸眼井压裂,射孔井压裂由于采用多簇射孔+暂堵转向(孔眼十缝内),形成的水力裂缝更密集,监测到的缝长明显比设计的缝长短.研究结果为该矿山自然崩落法采矿的压裂诱导提供了依据.

    难崩矿体水力压裂数值模拟裂缝扩展压裂效果

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    大冶铁矿一360 m中段接续开采采场回采设备调度优化

    王其虎徐天超张国权张勇...
    31-37页
    查看更多>>摘要：大冶铁矿正在进行-270 m中段转至-360 m中段的接续开采工程,由于采切工程滞后,-360 m中段投产初期采场生产能力不足,难以达到4 320 t/d的设计产能,而设备调度优化和工序衔接优化是解决产能不足的重要措施.根据分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法的特点,分析采切、凿岩、装药、爆破通风、出矿等工序的衔接关系,基于大冶铁矿-360 m中段各采场分布、回采工序、回采设备现状,对采场回采设备调度进行优化,并运用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)求解出-360 m中段最高效的设备调度计划.结果表明:在设备调度优化(单目标优化)条件下,最短回采总时间为6 336 h,首采采场生产能力达到3 782 t/d;通过进一步优化工序衔接(双目标优化),减少了回采工序时间间隔,提高了设备的使用效率,最小回采总时间缩短为4 250 h,实际工作总时间减少了 1 977 h,降幅为27％,首采采场生产能力达到5 189 t/d,综合生产能力超越其目标值的20％,有助于解决大冶铁矿在当前采切滞后的状态下产能不足的问题.

    生产接续分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法设备调度工序衔接遗传算法

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    宽大采场充填顶板的稳定性分析研究

    廖宁王伟李金良张海云...
    38-45页
    查看更多>>摘要：充填采矿法的推广应用,革新了金属矿地下开采模式以及间柱回采方式,提高了资源回采安全性和资源回采率.然而,针对宽大采场的顶柱资源回采,常需留设-定厚度的顶柱来维持充填体的稳定,造成资源浪费.因此,对宽大采场的充填顶板稳定性进行了研究.通过顶板稳定性理论计算,结合矿山充填体料浆配比试验,进行顶板结构优化以及强度设计研究,得到20 m分段高度时不同跨度下充填体顶板结构以及强度要求,并利用FLAC3D进行模拟验证.模拟结果表明:将设计的充填体作为中深孔采场直接顶板,有较好的稳定性,能满足强度要求.研究结果可为宽大采场充填顶板设计提供参考.

    充填体顶板安全厚度充填体强度数值模拟

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    矿柱群荷载下双层磷矿房柱式开采底板应力迁移特征

    苏辕刘晓云罗斌玉杨世荣...
    46-55页
    查看更多>>摘要：开采近距离多层矿体时,下层矿体开采的安全性受到上层矿采空区矿柱底板应力迁移规律的影响.为研究在矿柱群荷载作用下的底板应力传递规律,以某磷矿为研究对象,从半无限空间体理论出发,将矿柱群底板荷载分布规律视为周期性方波,采用余弦函数近似表征方波的波函数(矿柱群底板应力分布).采用逆解法建立了底板应力传递的方波模型.运用数值模拟方法研究了两种不同本构关系(弹性模型和摩尔-库仑模型)下采空区底板的应力集中程度和矿柱群的能量储存耗散规律.结果表明:在弹性本构模型下,采空区矿柱传递的荷载和储存的弹性能越多,底板应力集中越高;在弹塑性本构模型下,采区中心区域矿柱产生破坏,能量发生耗散,底板应力集中程度较小;在矿柱荷载作用下,底板15 m范围内存在较大的应力集中,矿柱下3 m处应力值最高.研究结果为近距离多层矿体房柱式开采的地压控制提供了参考.

    多层矿体底板应力迁移矿柱群应力集中系数房柱法开采

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    近距离煤层群重复采动下裂隙分布特征对端面顶板稳定性的影响研究

    蔡红财孔德中张启左宇军...
    56-65页
    查看更多>>摘要：为研究近距离煤层群重复采动下覆岩裂隙分布特征对端面顶板稳定性的影响,综合运用数字图像相关技术(DIC)、三轴力学特征试验、数值模拟等方法,对近距离煤层群重复采动下裂隙分布特征进行分析.研究结果表明:三轴应力状态下围压提升会造成煤体试样峰值强度和弹性模量的增加;随着围压的增大,试样的破坏角增大,易导致煤壁片帮,从而诱发端面顶板灾变;单一煤层开采时,顶板破断主要位于工作面煤壁处的顶板位置;下位煤层开采前,岩层受上位煤层采动的影响,裂隙数量和密度进一步增加,分布范围变大,上位煤层裂隙的张开度和密度要明显高于下位煤层;工作面覆岩裂隙依次经历"产生—发育—闭合—再发育—贯通—再闭合"的动态循环变化过程.研究结果可为相似条件下近距离煤层开采端面顶板稳定性控制提供理论支撑.

    近距离煤层群重复采动裂隙分布特征端面顶板数值模拟

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    缓倾斜煤层留窄煤柱切顶卸压合理参数研究

    庄志鹏郑文翔段晓博郭帅...
    66-74页
    查看更多>>摘要：为解决缓倾斜煤层留窄煤柱沿空掘巷巷道围岩变形较大的问题,以青云煤矿020203工作面为背景,通过建立缓倾斜煤层留窄煤柱切顶卸压沿空掘巷力学模型,计算出切顶角度应不小于-1.3°,切顶高度应不小于9.51 m.采用FLAC3D数值模拟软件模拟了留8 m窄煤柱时,不同切顶高度和切顶角度条件下巷道围岩应力及变形破坏规律.结果表明:切顶高度为10 m、切顶角度为0°时,基本顶能够完全切落,窄煤柱受力较小且均匀,围岩控制效果最好.现场试验表明,爆破钻孔间距为600 mm时,钻孔内部裂隙较多,孔壁破碎程度高,爆破效果理想;采用切顶卸压技术后,较不切顶区域020205轨道顺槽围岩变形量显著降低,说明切顶卸压有利于提高缓倾斜煤层沿空掘巷围岩稳定性.

    切顶卸压沿空掘巷缓倾斜煤层切顶参数围岩变形

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    断裂带影响下地表塌陷坑及采场稳定性分析

    石峰郭利杰张学文王志修...
    75-81页
    查看更多>>摘要：某铅锌矿井下存在断裂带,且开采过程遗留大量采空区,在地表已形成了 2个塌陷坑,严重影响安全生产,需对地表塌陷坑及井下采场稳定性进行分析.采用Mathews稳定图法,计算稳定性指数和水力半径,对现有采场参数下的采场顶板稳定性进行评估,建立包含地下开采范围、塌陷坑的三维数值模型,运用数值模拟方法计算塌陷坑及采场应力变形情况,同时建立微震监测系统,通过监测数据分析塌陷坑及采场稳定性.结果表明,目前条件下塌陷坑及采场稳定性均较好,但断裂带活化影响较大,断裂带附近的3902～3903采场能量指数相对较大,对此区域的工程稳定性需要重点关注.

    稳定性分析Mathews稳定图法数值模拟微震监测

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