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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。
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    不同类型充填体上巷道底板应力解析计算模型研究

    王平陈国兴程爱平李吉民...
    83-93页
    查看更多>>摘要：崩落法采场和充填法采场之间设置的水平隔离矿柱在后期崩落回采过程中会引发非协调变形问题.为此,以某铁矿-170 m隔离矿柱为工程背景,基于弹性力学理论,考虑下部充填体影响,构建软弱充填体上巷道开挖底板应力求解模型,采用解析计算和数值计算的方法,研究软弱充填体上巷道底板的应力分布特征,得出3种不同类型充填体底板上巷道开挖后的底板应力分布规律和应力增量解析计算模型.研究结果表明,底板应力分布可由原岩应力、底板附加应力和巷道开挖应力增量叠加来描述;胶结充填体底板上巷道开挖后,应力集中区在胶结充填体上;胶结非胶结充填体底板上巷道开挖后,两侧应力呈非均衡分布,胶结侧高应力区域呈现大而相对集中的峰值,非胶结侧应力呈现双峰形分布,且非胶结侧峰值较小、影响范围较大;非胶结充填体底板上巷道开挖后形成较大范围的应力降低区,应力转移量和影响范围相对较大,主要由两侧胶结充填体承担荷载.

    巷道充填体底板应力分布应力增量解析计算

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    不同切顶参数对沿空巷道围岩变形的影响

    黄青荣马振乾周金恋王明仲...
    94-104页
    查看更多>>摘要：为解决沿空掘巷过程中巷道围岩变形严重、支护困难等问题,以火铺矿230708工作面为工程背景,采用数值模拟、理论推导及现场实测等方法,研究了沿空掘巷下不同切顶参数对巷道围岩稳定性的影响.结果表明:拱形巷道煤柱帮肩角区域呈现三角滑移变形,最优切顶角度为0°,最优切顶高度为10 m,该参数下进行预裂切顶后,巷道应力和围岩位移相较于未切顶时大幅下降,煤柱上垂直应力峰值降低了11.60％,顶底板变形量降低了11.29％,两帮移近量降低了11.33％,左肩窝变形量降低了8.78％,右肩窝变形量降低了15.70％.合理的切顶参数可以有效改善煤柱应力环境,降低巷道围岩变形,提高沿空巷道围岩稳定性.现场工程实践表明,切顶卸压技术能有效控制巷道围岩变形,实现对沿空掘巷巷道围岩的稳定性控制.

    沿空掘巷切顶卸压切顶高度切顶角度数值模拟

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    基于相关性分析的大采高工作面导水裂隙带高度的定量表征

    张红卫席国军余智秘张辰晨...
    105-115页
    查看更多>>摘要：为了准确获得大采高工作面的导水裂隙带发育规律及其最终高度,以胡家河矿401101工作面为例,采用断裂力学对导水裂隙带产生机理进行分析,得到大采高工作面导水裂隙带发育高度的影响因素,通过多元线性回归的方法得到了大采高工作面的预测公式,并采用数值模拟研究及钻孔冲洗液漏失量观测法对回归方程的预测结果进行验证.研究结果表明:采高、采深以及工作面斜长为导水裂隙带发育高度的主要影响因素,煤层倾角及顶板硬岩岩性系数为次要影响因素.根据3DEC数值模拟软件得出在工作面斜长为150 m、175 m、200 m、225 m时,导水裂隙带的最大高度分别为212 m、228 m、233 m、251 m,均发育至工作面上覆洛河组含水层底部;结合钻孔窥视及钻孔冲洗液漏失量观测法得到401101工作面实测导水裂隙带高度为226.43 m,裂高采厚比为22.32.通过不同方法对胡家河矿401101工作面导水裂隙带发育情况进行对比分析,验证了大采高工作面导高预测公式的合理性.

    导水裂隙带高度覆岩运移回归分析大采高数值模拟

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    马坑铁矿采动覆岩破坏及渗透性演化规律研究

    董军庭
    116-125页
    查看更多>>摘要：为了研究马坑铁矿地下开采对覆岩体的破坏情况及岩体渗流特征,依托马坑铁矿西矿段60线以西矿体开采工程,采用FLAC3D数值模拟软件构建了流固耦合模型.模拟了西矿段60线以西矿体充填采矿法开采过程,揭示了开采后上覆岩体塑性破坏区分布特征,探究了采动覆岩体渗流演化规律,并评价了采充后的采场渗透性.研究表明,矿体开采导致采场周边、断层、岩桥及构造破碎带产生明显的塑性破坏区,采场、断层及采场岩桥间产生局部破坏,甚至贯穿破坏;随着充填开采的不断推进,采动覆岩体的导水能力不断增强,顶板的渗流速度均大于侧帮,渗透性受断层及破碎岩体的影响较大,孔隙水压力等值线不断向断层方向扩散,但渗流场最终未形成河流→断层→岩桥→ 采场的渗排水通道.

    充填采矿法采动覆岩体渗流场采场渗透性

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    基于富水关键层的小庄煤矿洛河组富水性评价研究

    侯恩科吴家镁吴章涛刘明武...
    126-135页
    查看更多>>摘要：白垩系洛河组砂岩孔隙-裂隙含水层严重威胁着彬长矿区矿井的安全生产,其富水性的合理预测对矿井防治水工作具有重要意义.以小庄煤矿为例,从洛河组整体特征、局部特征和井田地质构造特征3个方面入手,分别选取洛河组岩性组合指数、厚度作为整体特征的影响因素,选取关键层岩性、厚度、岩芯采取率、埋深和冲洗液消耗量作为富水关键层富水特征的评价指标,将井田内的构造进行分形、量化来评价井田的构造特征.提出了利用基于粒子群算法优化支持向量机模型的方法预测洛河组富水关键层的富水性,对3个方面的因素专题图采用层次分析法确定权重,利用ArcGIS软件进行多源信息融合,实现洛河组富水性的评价和分区.结果表明,小庄煤矿洛河组充水含水层富水性强度从西北向东南呈递减趋势,较强富水区主要分布在井田的西部和北部区域;中等富水区主要分布井田西北部和西南部沿线,分布区域更广;其余地区为较弱至弱富水区.将预测结果与矿井实际情况比较后,认为该方法预测的结果与实际较为吻合.

    富水关键层支持向量机粒子群算法构造分形多源信息融合

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    不同恢复年限及坡向对煤矿排土场边坡生态修复的影响

    商宇麻云霞李钢铁马媛...
    136-143页
    查看更多>>摘要：面对当前矿区排土场治理修复措施单一等问题,以鄂尔多斯地区露天煤矿排土场边坡为研究对象,通过野外实地调查,运用时空替代的方法探究不同恢复年限及坡向对排土场边坡生态修复效果的影响.研究结果表明:(1)随着恢复年限的增加,Margalef丰富度指数与Shannon-Wiener多样性指数呈现先增加后降低趋势,Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数变化不明显,排土场边坡土壤养分随恢复时间的增长而增加,阴坡植物恢复效果优于阳坡;(2)主成分分析综合得分在恢复12 a时的阴坡最高,为1.212;(3)喷浆播种紫花苜蓿,可对排土场边坡进行生态修复,初期效果不明显,但随时间的增加逐渐稳定.建议在恢复初期选取本地植物,增加群落稳定性,期间施加高氮、高钾、低磷型缓释复合肥.该研究结果可为矿山的绿色修复提供一定的参考.

    排土场边坡生态修复恢复年限不同坡向土壤养分

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    矿山生态修复区生态地表分形分析与评价

    孔令飞张锦
    144-151页
    查看更多>>摘要：矿山生态修复对促进矿山可持续发展具有重要意义.为客观全面地评价矿山生态修复效果,以西山生态修复区为研究区,结合分形理论和移动窗口法分别在全局和局部尺度下对多个景观格局指数进行分析,得出地表状况等级的空间分布特征,使用变化速率模型和空间变化图谱等技术手段定量描述研究区地表状况等级时空变化情况.研究结果表明,研究区地表状况整体呈现稳定好转的趋势,矿山生态修复工作取得明显成效,但研究区北部及东部的人工景观斑块周围可能出现地表状况等级退化,需要加强监管措施.基于分形理论的分析评价方法能较为客观地反映客观现实,所得研究结果能为矿山可持续发展提供参考.

    矿山生态修复景观生态学分形理论定量评价

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    露天采场粉尘扩散规律与降尘处置方法研究进展

    赵玉琪胥孝川曹洋吕蒙...
    152-161页
    查看更多>>摘要：露天矿生产过程中产生的粉尘不仅造成区域局部能见度低,而且影响工人身体健康、植被正常生长,同时对矿山设备造成额外磨损,降低矿山生产效率.研究表明,由于露天采场气象条件和地质环境对粉尘的聚集及扩散迁移影响复杂,尤其是气流和湿度因素,大幅改变了粉尘扩散的规律,导致定量描述粉尘迁移扩散全过程困难;同时,露天采场监测方面缺少智能化、一体化粉尘监测与降尘系统,虽然采场粉尘数据的监测与分析已比较成熟,但监测数据和分析结果没有用于指导降尘技术,现阶段的降尘措施仍达不到智能化的程度;再者,粉尘治理成本高、部分降尘措施存在二次污染,造成矿山的粉尘污染问题没有得到根本解决,污染现象依然长期存在.

    露天矿粉尘产尘机理扩散规律降尘技术

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    露天矿穿孔粉尘时空分布及运移规律研究

    张光权温增睿胡南燕章昊...
    162-168页
    查看更多>>摘要：露天矿山钻孔粉尘集中,作业区附近粉尘浓度高,严重危害作业人员身体健康.为采取有效降尘抑尘措施降低作业区附近粉尘浓度,改善露天矿穿孔作业的环境,首先须探究钻孔粉尘的时空分布及运移规律.现场收集钻机穿孔作业产生的粉尘,采用马尔文粒度仪进行分析,获取尘样粒径分布数据.在此基础上,依据气-固两相流理论,采用欧拉-拉格朗日方法,运用SolidWorks建模,利用数值模拟软件Fluent对钻孔粉尘时空分布及运移进行数值模拟分析.研究发现,钻孔作业时,粉尘由孔底向孔口方向高速喷出,粒径150μm以上的粉尘颗粒在钻孔下风向20 m内基本全部沉降,小于150μm的粉尘颗粒大部分随风流扩散至采场外,小部分沉降在采场地面;粉尘质量浓度整体随时间呈现快速上升,随后稳定在某一浓度值范围内波动一段时间,最后急速下降.在采场风流流动方向呼吸带高度设置粉尘浓度监测仪,监测结果表明,粉尘质量浓度随距离先快速达到最大值341 mg/m3,随后快速下降至189 mg/m3,最后缓慢下降.现场测试结果表明粉尘浓度与数值模拟结果基本吻合,验证了采用离散相模型模拟露天矿钻孔粉尘运移的可行性.

    露天矿钻孔粉尘分布特征运移规律

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    煤层注CO2驱替抽采瓦斯的数值模拟及敏感性分析

    李柏刘鹏胡彪龙航...
    169-176页
    查看更多>>摘要：煤层注气驱替抽采是降低煤层瓦斯含量的有效措施,为探究煤层注CO2驱替抽采瓦斯效果的影响因素及其敏感性,采用控制变量法及正交试验法,利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件,分析了煤层注CO2驱替抽采瓦斯规律,对注气压力、煤体温度、煤体渗透率及煤体载荷等影响驱替抽采瓦斯效果的因素进行了敏感性分析.结果表明:注气压力与渗透率的提高对驱替起到强化作用,煤体温度与载荷的提高对驱替起到弱化作用;驱替瓦斯量影响因素的敏感性排序为煤体渗透率＞注气压力＞煤体温度＞载荷,煤体渗透率对驱替瓦斯量的影响是注气压力的5.97倍,注气压力是煤体温度的14.97倍,煤体温度是载荷的1.65倍;驱替速度敏感性排序为煤体渗透率＞注气压力＞载荷＞煤体温度,渗透率对驱替速度的影响是注气压力的9.23倍,注气压力是载荷的32.66倍,载荷是煤体温度的3.20倍.实际工程中为达到更好的驱替效果,可以考虑提高煤体渗透性和增加注气压力.

    注气驱替敏感性分析驱替量驱替速度数值模拟

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