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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
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    某铁尾矿库周边地下水污染运移预测及控制方案模拟

    李悦王坤张名亮张云鹏...
    152-160页
    查看更多>>摘要：为了有效控制某铁尾矿库周边地下水污染,揭示降雨量及渗透系数对重金属铁离子在地下水中迁移的影响,以我国某铁尾矿库为例,基于Visual Modflow建立研究区重金属铁离子溶质运移模型,模拟非正常工况下,金属铁离子在地下水中的迁移扩散过程,并模拟分析了地表硬化和增设防渗墙对污染物运移的控制效果.结果表明:随着降雨量和渗透系数的增大,铁离子的迁移速度增大,丰水期铁离子的迁移速度约为枯水期的1.7倍;地表硬化和增设防渗墙均可以有效控制重金属铁离子泄露对下游村庄的影响,且增设防渗墙控制效果较好.研究结果可为预防和管理国内潜在的地下水重金属污染、保护地下水环境提供参考.

    铁尾矿库地下水重金属污染溶质运移模型防渗墙

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    考虑卡车尾气排放因素的露天矿粉尘质量浓度预测

    顾清华王晨曦王倩刘敏...
    161-167页
    查看更多>>摘要：露天矿粉尘污染会对矿区生态环境和员工身体健康造成严重危害,准确预测其质量浓度对大气污染防治具有重要的指导作用.研究提出一种基于灰狼算法优化随机森林(GWO-RF)的粉尘质量浓度预测模型,并在该模型的特征变量中加入矿区卡车尾气排放因素,考虑计算卡车尾气中的颗粒污染物的含量.研究结果表明,采用移动平均法对粉尘质量浓度进行降噪处理,有效改善了预测效果;与其他传统模型对比,GWO-RF模型的拟合能力和预测的准确率最高.

    露天煤矿粉尘质量浓度预测尾气污染随机森林灰狼优化算法

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    基于图像技术的爆区粉尘浓度测量方法研究

    余晓轲柯丽华张光权胡南燕...
    168-174页
    查看更多>>摘要：针对露天矿爆区粉尘浓度不易测量的问题,提出了一种基于图像技术的爆区粉尘浓度测量方法.采集爆破区域内粉尘图像及典型测点的粉尘浓度信息,优选高斯滤波降噪方法并确定灰度级a为128,对粉尘图像进行降噪、增强和分割处理,有效识别粉尘区域与背景区域边界,提高了粉尘图像灰度信息提取的准确性.采用函数拟合法,优化建立爆区粉尘浓度和灰度值的函数为:C=-0.01157G2+2.342G-104.1,并应用于矿山爆区粉尘浓度测量中.结果表明:爆区粉尘浓度在起爆后第7秒达到峰值13.824 mg/m3,在第90秒下降到3.749 mg/m3;在第6秒时,爆区左后方的高浓度粉尘云团处于距地表3～52 m高度,其影响区域范围为110 m×60 m,爆区右上方的高浓度粉尘云团处于距地表52 m以上的位置,其影响区域范围为59 m×56 m;在第90秒时,粉尘云团集中在距地表40 m以上的位置,影响范围为120 m×67 m,与实际情况相符,验证了所提出的粉尘浓度测量方法的有效性.

    露天矿图像技术爆破粉尘粉尘浓度灰度值

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    露天石灰岩矿山地质环境修复难度评价方法及应用研究

    郝杰李洪涛安成龙赵振伟...
    175-184页
    查看更多>>摘要：废弃露天石灰岩矿山地质环境修复是生态文明建设的重要组成部分,对其进行科学评级区划并提出针对性治理方案具有重大意义.基于层次分析和模糊数学基本原理,构建了废弃露天石灰岩矿山地质环境修复难度评价指标体系,提出了基于改进层次分析确定指标权重与模糊综合评价相结合的研究方法,并以山东济南市李家窝矿山为研究区,开展地质环境修复难度评价及治理方案研究.结果表明:评价指标体系中边坡倾角、危岩体分布和边坡高度为关键指标,权重分别为0.360 47,0.194 02和0.184 36,研究区地质环境修复难度较大的区域主要存在高陡边坡与危岩体分布等特征;针对不同分区提出了相应的危岩体治理、残丘清理及续坡绿化等治理方案.研究成果可为露天石灰岩矿山地质环境修复难度评价及分区治理提供参考.

    石灰岩矿山地质环境难度评价分区治理生态修复

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    基于PPRR理论的岩爆应急管理能力评估模型研究

    向韫
    185-194页
    查看更多>>摘要：针对深部矿山岩爆应急管理能力评估具有复杂性、模糊性、未确知性的特点,为进一步提升评估的可靠性,建立了基于改进可拓云的综合评价模型.首先,根据PPRR(Prevention,Preparation,Response,Recovery)危机管理理论,结合岩爆事故的特点,构建了多层次的岩爆应急管理能力评价指标体系;其次,借助序关系分析法(G1法)-反熵权法(A-EWM法)和组合赋权法(CW法)确定指标综合权重;引入了盲数理论,建立盲数矩阵对定性指标数据处理,改进了传统可拓云模型专家直观打分的赋权模式,基于可拓云模型原理,通过计算不同等级下的综合云关联度,按照最大隶属度判别要求,综合分析和评估应急管理能力等级.最后,应用所建立的评价模型对3座矿山岩爆应急管理能力进行实例分析,并与模糊数学和随机Petri网(SPN)评价模型结果相比较.结果显示:3座矿山应急能力均为Ⅳ级,与专家现场调研结论相符合,且3种评价模型评估结果基本一致,验证了本模型在岩爆应急管理能力评估方面具有适应性和有效性.该评价模型可以为危机管理能力的量化评估提供一种切实可行、合理有效的方法.

    巷道岩爆应急管理能力可拓云盲数理论

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    相对法向力下结构面峰值剪切力学性质研究

    姜政陈世江杜广盛常建平...
    195-202页
    查看更多>>摘要：法向力的大小对岩体结构面剪切强度有重要影响,然而对法向力大小的划分还没有一个明确的界限.鉴于此,将法向力与单轴抗压强度的比值定义为一个衡量法向力相对大小的系数,应用PFC2D模拟不同粗糙度下相对法向力结构面剪切试验.结果显示,试验结果与三线段剪切强度理论基本吻合;当相对法向力小于0.06时,抗剪强度增长速率最大,随着相对法向力的增大,抗剪强度增长速率快速减小;当相对法向力在0.06～0.5之间时,抗剪强度增长速率的减小趋势变缓;当相对法向力大于0.5时,抗剪强度增长速率基本平稳.基于三线段剪切强度理论,利用中等法向应力下的抗剪强度公式,得到了剪切作用下黏聚力强化指数和爬坡角弱化指数,通过对比不同材料试件的这两个指数的变化趋势,验证了法向力上下限划分的合理性.

    法向力抗剪强度结构面颗粒流粗糙度

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    循环载荷作用下饱水灰岩力学性能及能量演化规律研究

    陈积鑫王开张小强姜玉龙...
    203-212页
    查看更多>>摘要：为了探究水力耦合作用下煤层底板石灰岩的力学特性及变形规律,预防因工程扰动而产生的底板失稳破坏,利用岩石微机伺服多场耦合试验系统,开展了不同围压下饱水灰岩的常规三轴压缩试验及循环加卸载试验.通过经典岩石力学理论划分了岩石全应力-应变曲线的各个阶段,从能量耗散及累积损伤的角度,对循环载荷作用下的岩石破坏机理进行研究.研究发现:(1)在围压不变的条件下,循环加卸载试验下岩样的峰值强度较常规三轴压缩试验有所降低,整体应变量随卸荷水平的增加而变大,扩容现象逐渐显著;(2)在围压及循环载荷作用条件下,饱水灰岩的破坏形式主要为剪切破坏,当围压增大后,逐渐出现了以横向、纵向为主的张拉破坏;(3)随着循环等级的增加,弹性应变能的占比相应降低,耗散能的占比逐渐增大,同一循环等级下,随着循环次数的增加,耗散能占比呈小幅降低趋势;(4)扩大卸荷水平,岩石损伤行为越发活跃,但同等级循环内岩石损伤出现小幅度降低,与耗散能的演化规律及机理基本一致.

    循环载荷饱水灰岩力学性能能量演化

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    循环载荷作用下含水煤岩组合体损伤特性及裂纹扩展规律

    刘建伟
    213-221页
    查看更多>>摘要：同忻煤矿8105工作面煤岩体和隔水煤柱长期受水化作用影响,受矿震、采动应力等循环载荷扰动明显,现以该工作面为研究背景,在实验室开展了不同含水率下3种不同顶底板岩性(泥岩、砂岩、石灰岩)的煤岩组合体单轴压缩及循环加卸载试验.通过力学试验分析获得了其损伤劣化机制和能量演化规律,并基于电镜扫描、数字散斑和RFPA数值模拟,揭示了其裂纹从微观到宏观的破坏规律.结果表明:(1)随着含水率增大,煤岩组合体试件的峰值强度劣化幅度逐渐降低,4个阶段饱水百分比的试件峰值轴向应变逐渐减小,循环加卸载条件下要比单轴压缩条件下阶段劣化幅度更大,阶段劣化度由大到小依次为:N20、S20、SH20;(2)水化作用下,煤岩体结构面胶结程度降低,由致密变得软弱,循环加卸载情况下,随岩煤强度比增大组合体破坏模式由张拉-劈裂破坏逐渐向拉伸-剪切混合破坏转变;(3)基于RFPA模拟分析得出,循环加卸载下,随着顶底板岩性强度增大,组合体破裂形成的主裂隙逐渐明显,衍生的次生裂隙逐渐变少,水化作用下强度更高的煤岩组合体破坏时仍能保持更强的脆性破坏.该研究成果可为富水工作面的安全生产提供一定的参考借鉴.

    煤岩组合体循环加卸载损伤特性裂纹扩展数字散斑数值模拟

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    基于倒置残差的井下无人车目标检测研究

    杨伟康吕文生杨鹏张宇栋...
    222-227页
    查看更多>>摘要：对井下光线昏暗、光照不均、背景复杂等特殊工况环境的影响下,所形成的图像目标存在细节特征少、图像模糊等问题进行了研究,提出了一种基于倒置残差结构改进YOLOv5s模型的检测算法,以此解决井下 目标检测精度低的问题.首先主干网络部分引入通道注意力神经网络模块(SE-Net),提高检测精度;颈部网络部分在BottleneckCSP模块中引入倒置残差结构,将通道进行扩充,丰富特征数量,进一步提升检测精度.在自建井下数据集上进行检测试验,结果表明,基于倒置残差的模型平均检测精度均值(交并比为0.5)达84.4％,相比YOLOv5s模型精度提高了 16.7个百分点,参数量减少了 17.1％,模型轻量化且精度高,可有效改善井下目标检测精度低的问题,基本满足井下无人车 目标检测的需求.

    井下图像目标检测倒置残差注意力YOLOv5s模型

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    旋转钻进过程中的破岩能耗特征分析

    金彤徐振洋王雪松吴怡璇...
    228-236页
    查看更多>>摘要：获取钻进参数进行能耗分析是实现高效钻进的手段.为探究旋转钻进破岩过程中钻进参数与破岩能耗的相关性,通过室内钻进试验研究钻进参数对钻进速度的影响;提出了能时密度指标,并通过数值模拟对旋转破岩过程中的能耗特征进行分析.研究结果表明:旋转钻进岩石的轴压和转速与钻进速度成正相关,破岩能耗与钻进位移呈线性关系,钻进千枚岩的最佳试验参数为轴压650 N、转速400 r/min;基于钻进比功建立钻进破岩能时密度公式,能时密度随轴压和转速的增加呈先下降后上升的趋势,能时密度集中于0.0069 J/(mm3·s)时能耗最低,钻进效率最优.

    旋转钻进钻进参数能时密度破岩能耗数值模拟

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