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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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    煤矸石-脱硫石膏-粉煤灰膏体料浆制备及性能研究

    许宏图刘树龙石大庆宋新涛...
    156-164页
    查看更多>>摘要：为保证煤矸石膏体复合充填料浆满足矿山管道输送性能要求,利用煤矸石、脱硫石膏、粉煤灰开发膏体复合充填材料,以细矸率、煤矸石掺量、粉煤灰掺量为研究对象,通过开展三因素四水平的正交试验,探究料浆流动性能、和易性能及流变性能的变化规律,采用Hershel-Bulkley模型拟合煤矸石基膏体复合充填料浆流变参数,相关系数R2均为0.999,模型拟合精度高,可靠性强.研究结果表明:料浆塌落度、扩散度、流动度、稠度和泌水率随细矸率的增加呈先升高后降低的趋势,当细矸率为40％时,料浆可泵性最优;煤矸石掺量对料浆管道输送性能影响不显著,但煤矸石中的高岭土相会吸附少量的自由水,导致料浆流动性能变差;粉煤灰在膏体料浆体系中发挥滚珠润滑作用和微集料作用,释放大量自由水,颗粒表面的水膜变厚,改善了料浆的管道输送性能,但粉煤灰掺量超过35％时,细颗粒的粉煤灰团聚现象严重,增强了料浆抵御剪切变形的能力,削弱了料浆的流动性能和流变性能.

    膏体充填煤矸石粉煤灰流动性流变性能

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    细粒尾砂絮凝沉降与均质化搅拌设备在某矿应用的研究

    任国园石勇李创起赖伟...
    165-171页
    查看更多>>摘要：针对某矿山粒径两极分化的细粒级尾砂浆不易沉降、溢流水浑浊及料浆均质性较差等问题,提出了添加絮凝剂和电石渣的快速絮凝沉降方法,并利用数值模拟研究了强力搅拌机的搅拌效果.首先,通过试验测定尾砂的基本物理性质,确定电石渣的最佳掺量;其次,利用数值仿真技术分析了细粒级尾砂在强力搅拌机中搅拌后料浆的均质性;最后,利用工业试验对充填效果进行验证.结果表明:最佳絮凝剂为BKY10,最佳絮凝剂掺量为40 g/t,最佳尾矿浆入料质量浓度为10％,最佳电石渣掺量为4000 g/t;DQJ01双轴卧式强力搅拌机能将物料充分打散,搅拌效果较好,制备的充填料浆均质性高;矿山充填系统建好并经调试后,已经能正常使用,并且充填效果较好,为降低矿石损失贫化、提高矿山的经济效益及保护生态环境奠定了基础.

    细尾砂絮凝沉降均质化搅拌设备电石渣充填体强度

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    基于DEMATEL法的充填管道磨损风险评估可拓云模型

    向韫
    172-180页
    查看更多>>摘要：为科学合理地确定充填管道磨损风险等级,引入了DEMATEL法和可拓云理论,建立了充填管道磨损风险评价DEMATEL-改进CRITIC-可拓云模型.在构建评估体系基础上,应用DEMATEL法研究指标因素之间的影响关系,采用DEMATEL中心度-改进CRITIC法获取指标综合权重,根据可拓云理论原理,以4座矿山为例,通过计算云综合关联度,评估磨损风险状况.结果显示,管径和料浆浓度是深井充填管道磨损的关键因素,4座矿山管道磨损风险均处于较大风险等级,与未确知测度和可变模糊集理论的评判结果完全一致,表明DEMATEL-改进CRITIC-可拓云模型在管道磨损风险评价方面具有适用性和有效性.

    充填采矿法管道磨损DEMATEL法可拓云风险评估

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    超深井长距离充填管道冲洗水用量计算模型

    白龙剑王胜开王勇兵王洪江...
    181-188页
    查看更多>>摘要：清洁的充填管道不仅可以降低膏体输送的沿程阻力,还能够避免管道堵塞事故的发生.为了研究管道长度、充填倍线、洗管水流量和料浆质量分数对洗管水用量的影响规律,采用自制的充填管道清洗试验装置开展了管道清洗试验.结果表明:洗管水用量与被冲洗管道体积之间存在比例系数 Ⅰ,Ⅰ 为0.87～1.60.洗管水用量随管道长度的增加呈线性增长,随充填倍线的增加呈幂函数增长,随流量的增加呈幂函数降低,随料浆质量分数的增加呈线性减小.洗管水流速存在一临界值,此时洗管水对管内残余膏体的剪应力等于其屈服应力,洗管水由层流转换为湍流.基于比例系数Ⅰ将模型试验构建的洗管水用量计算模型扩展到工业原型,并利用实测数据验证了该模型的可靠性,洗管水预测误差小于 10％.

    洗管水用量充填管道管道清洗计算模型临界流速

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    充填智能控制系统成熟度量化评价模型研究

    褚新胜盛高永张海云
    189-197页
    查看更多>>摘要：为科学合理评估充填智能控制系统运行状态,建立了基于博弈论-后悔理论的充填智能控制系统成熟度综合评价模型.首先,基于成熟度理论,从料浆制备、管路输送、强度监测和系统可视化4个方面选取了 16个评价指标,构建了矿山充填智能控制系统成熟度综合评价体系;其次,运用博弈论思想确定指标综合权重,通过计算总评估值,对待评对象进行评价;最后,以某铁矿为例,确定充填智能控制系统成熟度等级,并与模糊综合评价模型和物元可拓评价模型得到的评价结果比较.结果显示,该矿山充填智能控制系统成熟度等级为Ⅳ级,三种评估模型的评价结果完全一致,验证了本文模型在充填智能控制系统成熟度评估方面具有适用性和可靠性,可以为系统评估和改进提供理论参考.

    矿山充填智能控制系统博弈论后悔理论成熟度

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    金属矿"露天-崩落-充填"多采区联合开采地表移动规律研究

    张玮马凯杨天鸿侯俊旭...
    198-204页
    查看更多>>摘要：金属矿多采区、多方法联合开采产生的地表移动变形具有复杂性,为揭示联合开采岩体移动变形规律,以大红山铁矿"露天-崩落-充填"联合开采为例,开展了三维有限元全弹性数值模拟研究,并对地表自动全站仪位移监测数据进行了分析.研究结果表明:相比Ⅰ号铜矿体充填法开采,主矿体崩落法开采对地表移动及露天边坡的稳定性影响最大,移动范围已越过F2断层,并波及到露天顶部境界;地下充填与崩落法开采对露天顶部境界的水平位移是反向的,边坡易产生张拉开裂;地下主采区北部沿脉巷道在采动应力叠加下易发生开裂;监测数据表明,虽然地下崩落法开采造成的沉降位移未波及露天边坡,边坡稳定性较好,且地表开裂范围无明显扩展,但移动范围有进一步外扩的趋势.综合数值计算与监测数据分析结果,提出了保障联合开采的安全防护措施,包括边坡防护、设计优化、监测系统升级、塌陷坑废石回填治理等,从而有利于大红山铁矿多采区、多方法联合开采安全平稳过渡.

    露天开采崩落法充填法联合开采地表移动

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    厚硬顶板直覆型沿空巷道冲击失稳机理及防治研究

    左昊张广有周泽森李仕宾...
    205-216页
    查看更多>>摘要：基于厚硬顶板直覆型沿空巷道冲击失稳问题,以山东某矿63上06工作面沿空巷道为工程背景,采用现场实测、理论分析、数值模拟相结合的研究方法,分析直覆型顶板破断特征、释能机制及沿空巷道冲击失稳能量判别准则,阐明厚硬顶板直覆型沿空巷道冲击失稳机理.研究结果表明:厚硬顶板直覆采场"板-壳"覆岩结构失稳演化具有周期长、覆岩运移控制范围广及顶板破断动载突出的特征,相比一般巷道,厚硬顶板直覆型巷道受动载扰动影响更加突出;受直覆型厚硬顶板大范围悬顶影响,"板-壳"覆岩结构运动将会增加沿空巷道超前静载,同时会向下传递剧烈动载,两者共同作用使直覆型厚硬顶板破断产生超强动载,从而引起巷道发生冲击失稳;现场实例表明,直覆型厚硬顶板初次破断尺寸为58 m,破断释放能量为3.5×107 J,传递至巷道的能量为8.9×105 J,周期破断尺寸为28 m,释放能量为1.7×107 J,传递至巷道的能量为4.36× 105 J,小于63上 06沿空巷道临界冲击能量1.25×106 J,表明常规条件下直覆型厚硬顶板初次破断或周期破断不会诱发巷道冲击失移;提出了"工作面匀速或低速开采+直覆厚硬顶板深孔爆破预裂+强化超前支护"的综合防控对策,并在煤矿现场进行了工业性试验.研究成果可对类似工程地质条件下厚硬顶板直覆型沿空巷道冲击失稳防控提供一定参考.

    厚硬顶板沿空巷道冲击失稳"板-壳"覆岩结构防控对策数值模拟

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    InSAR与数值模拟协同的排土场边坡稳定性分析及形变预测研究

    李如仁李梦晨葛永权
    217-227页
    查看更多>>摘要：为探明历史滑坡治理后排土场边坡的形变规律,以大孤山露天矿排土场为例,首先利用短基线子集干涉(SBAS-InSAR)技术进行地表沉降时序监测,分析排土场边坡的主要沉降区域及稳定性影响因素;然后采用COMSOL软件建立典型沉降区域内部位移、安全系数对降雨的响应关系,对研究区的时空变形特征进行协同分析;最后通过搭建集成多类别损失函数的粒子群(PSO)优化长短期记忆网络(LSTM)预测模型,开展区域沉降时序预测.结果表明,中北部地区存在3处典型沉降区域,最大累积沉降量达295.8 mm,年平均沉降速率最高约为134.2 mm/a;有效降雨量是边坡形变的主要影响因素,且随着前期降雨过程的持续,边坡稳定系数的下降速率最高约为0.025％.多类别损失函数集成的PSO-LSTM模型能反映排土场沉降波动趋势,且其预测精度综合评价指标(Ltotal)为2.48 mm.研究成果可为后续排土场滑坡灾害防治提供理论依据.

    排土场滑坡SBAS-InSAR边坡稳定性沉降预测PSO-LSTM

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    微震监测技术在崩落法与充填法协同开采中的应用

    李宏业武拴军王永定龙卫国...
    228-233页
    查看更多>>摘要：金川龙首矿西二采区为贫矿资源区,最初设计采用下向分层胶结充填法开采,但在生产后期由于开采成本的原因,将上部中段改用无底柱分段崩落法开采,从而在采区内形成了上部中段崩落法与下部中段充填法同时进行采矿作业的复杂局面.由于崩落法的地压活动规律及分布特点与充填法存在较大差异,为确保整个西二采区的稳定性,建立了立体包裹式微地震监测台网,对上、下中段的采场实现全面监测,同时自主研发了微地震安全监测平台,实现了微震信号的自动识别与分类、微震事件高精度定位及自动预警等功能.利用所建立的微地震系统对西二采区的整体稳定性进行实时动态监测.微地震监测结果表明,在两种采矿方法协同开采过程中,上部崩落法采场回采进路处于稳定状态,采场顶板胶结充填体发生冒落形成覆盖层,下部中段胶结充填法采场整体处于稳定状态.

    微地震监测协同开采崩落法充填法采场稳定性

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    注浆充填钢管墩柱的承载试验与受力特征研究

    解帅帅袁瑞甫王千喜李孟卓...
    234-241页
    查看更多>>摘要：为满足煤矿井下沿空留巷巷旁支护的支护阻力及施工的易操作性,提出了采用注浆充填钢管墩柱来进行巷旁支护,即使用注浆材料代替混凝土作为钢管的充填物.研究了注浆充填钢管墩柱的承载能力及受力特性,利用ABAQUS软件对注浆充填钢管墩柱的受压变形进行了数值模拟分析.结果表明:Φ159 mm×8 mm的钢管灌注水灰比为0.4的注浆材料,承载能力达到2000 kN以上,满足煤矿井下沿空留巷巷旁支护及其他工程需求;注浆充填钢管墩柱受载变形出现层状折叠,变形最大处在中间位置;上下承压板的护肋板结构具有很高的承载能力,能够有效保护上下承压板以维持墩柱的稳定性;短柱GST试件在受载时应力最大值分布在柱体的加载面附近,但柱体中间位置应力分布均匀;长柱墩柱的弯曲变形出现在中间位置,现场应用时应该考虑柱长进一步加长墩柱后承载能力的折减,采用加固长柱中间或加大钢管直径的方法来提高墩柱稳定性.研究结果对于掌握注浆钢管墩柱的承载性能以及下一步的推广应用具有重要价值.

    沿空留巷巷旁支护注浆充填钢管墩柱注浆材料承载性能弯曲变形

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