期刊,矿业研究与开发 2024年卷7期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

矿业研究与开发

主　　编：周爱民

出版周期：双月刊

国际刊号：1005-2763

电子邮箱：kyyk81@263.net

电　　话：0731-88670962 88631209

邮政编码：410012

地　　址：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

某铁矿露天转地下开采的境界矿柱厚度确定及稳定性分析

刘泽洲熊鹏雷明冯福康...

1-6页

查看更多>>摘要：露天矿的坑底境界矿柱布设是露天转地下开采中常见的问题.针对某铁矿露天转地下工程,基于理论计算和工程类比法计算该铁矿境界矿柱的留设厚度,采用FLAC3D数值模拟软件对开采过程中矿柱的位移、应力进行了分析.计算结果表明:该铁矿的合理境界矿柱厚度为40 m;井下爆破作业引起的爆破振动对境界矿柱影响很小;境界矿柱中心岩体的变形量一直处于较小波动,虽出现一定程度的应力集中现象,但最大压应力和最大拉应力均小于岩体自身强度,留设40 m厚的境界矿柱能满足矿山安全生产的需求.

关键词：

露天转地下境界矿柱厚度矿柱稳定性数值模拟

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山阳煤矿区段煤柱留设宽度优化研究

杨涛孙佳瑞张杰林海飞...

7-14页

查看更多>>摘要：区段煤柱的尺寸大小和稳定性不仅影响煤炭资源的采出率,还将影响到工作面上覆岩层支承压力的分布情况及巷道围岩稳定性.为解决山阳煤矿区段煤柱留设宽度依据不足这一问题,采用现场调研、理论分析、试验模拟、数值模拟及现场监测的研究方法,分析了 1531工作面区段煤柱合理留设宽度及其稳定性.结果表明,理论计算得出煤柱的合理留设宽度应不小于14.21 m;1531工作面区段煤柱宽度从20 m减小至15 m的过程中,煤柱安全稳定,当区段煤柱减小至15 m时,煤柱两侧出现裂隙;当区段煤柱宽度减小至14 m时,煤柱应力增大至23.81 MPa,煤柱上方覆岩产生裂隙,煤柱有失稳的可能性,因此,试验确定的区段煤柱合理留设宽度为15 m;在13,15,17,20 m不同煤柱宽度条件下,煤柱的塑性区、垂直应力和垂直位移结果均表明区段煤柱宽度可优化至15 m.

关键词：

区段煤柱煤柱宽度煤柱稳定性数值模拟

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厚煤层沿空掘巷煤柱留设宽度研究与应用

王东杰陈立伟边乐王文...

15-21页

查看更多>>摘要：为确保煤柱和巷道的稳定性,避免煤炭资源的浪费,厚煤层工作面需要确定合理的区段煤柱宽度.在小峪煤矿2202巷道开展小煤柱沿空掘巷技术的研究,通过理论计算、数值模拟和现场监测相结合的方法,确定了厚煤层工作面区段煤柱留设的合理宽度为7.8 m.对掘进、回采期两个阶段的巷道围岩变形进行了监测与分析,结果表明:在掘进过程中,巷道两帮移近量最大值为73 mm,顶底板移近量最大值为62 mm;在回采过程中,巷道两帮移近量最大值为805 mm,顶底板移近量最大值为604 mm,巷道围岩变形得到了有效控制,且巷道处于应力降低区.研究成果可为类似矿山工作面采用沿空掘巷技术的煤柱宽度确定提供参考.

关键词：

区段煤柱煤柱宽度沿空掘巷围岩稳定巷道变形

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高压煤粉气固两相射流动力学及破煤特性研究

原琰崴崔传波邓存宝金智新...

22-35页

查看更多>>摘要：为进一步强化高压射流破煤岩能力,降低能耗,结合原位物理破碎流态化开采理论,提出了一种高压煤粉气固两相射流破煤方法.基于DPM离散相模型阐明了气固两相射流的流场结构特征及煤粉加速规律,构建了煤岩RHT本构模型,采用DEM-FEM方法建立了耦合模型,探究了冲蚀过程中煤岩内部应力波传播及动态损伤规律,并对比分析了矸石水射流和煤粉粒子射流的能耗及破煤效果.结果表明:随着射流压力的升高,流体状态从过膨胀转变为欠膨胀,流场马赫盘结构愈发明显;提高射流压力可以增大煤粉粒子射流的冲击能量,有利于强化煤岩内部应力波效应,延长应力波有效作用时间,加剧煤岩损伤,煤岩更易被剪切形式所破坏;随着传播距离的增大,应力波会出现一定程度的频散和幅值衰减,且衰减速率随射流压力的增大而增大;相同冲击速度下,煤粉粒子射流对煤岩的宏观损伤更为严重,其冲蚀率为矸石水射流的1.78倍,对应比能耗仅为矸石水射流的56％,表现出更优的破煤特性.研究结果可为气固两相射流破煤的应用提供一定的理论支撑.

关键词：

高压煤粉气固两相射流冲蚀模型煤岩破碎应力波

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矿岩冲击斜溜井底板位置及其影响因素分析

马强英陈锡勇路增祥王薪荣...

36-41页

查看更多>>摘要：为揭示斜溜井内矿岩运动对溜井底板的冲击损伤规律,基于运动学原理,研究了矿岩块在斜溜井中的运动规律及其影响因素,建立了矿岩块的运动轨迹方程,明确了矿岩块与斜溜井底板发生碰撞的条件,得到了矿岩块首次碰撞溜井底板的位置计算公式.研究结果表明:矿岩块进入主斜溜井时的初始速度v0及其方向角α、主斜溜井倾角 β及其顶底板距离D是影响矿岩块与斜溜井底板碰撞的主要因素;v0越小,α、D与β越大,碰撞位置距矿岩块进入斜溜井时的垂直距离h1越大,反之h1越小;当v0和α 一定时,D与β越大,h1越大,且D较β对碰撞位置的影响更大.提出斜溜井设计与管理思路,即降低矿岩块进入斜溜井时的初始速度,选择合理的主斜溜井的倾角及其顶底板距离,降低主斜溜井空井高度,能有效降低发生碰撞的概率,减小斜溜井底板受冲击破坏的程度.

关键词：

矿岩冲击斜溜井底板运动轨迹碰撞位置

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特大型贫铁矿高质量低成本充填技术研究

林卫星石磊江科于振建...

42-48页

查看更多>>摘要：特大型低品位铁矿全尾砂充填开采关键是采充能力匹配、浓度稳定及成本控制,提高效率使吨矿充填作业成本下降,单套充填系统制备输送能力应达200～220 m3/h,保证瞬态和持续大流量供砂能力.供砂浓度决定充填料浆质量浓度,单套制备系统配备2座容积为2020 m3的大容积砂仓,通过高效仓储造浆放砂实现结构流高浓度充填,充填料浆质量浓度稳定在72％左右,单套系统单次充填量在4000 m3以上,并通过循环使用具备24 h连续充填能力,实现强采强充,保证矿山采充平衡.采用P·C 32.5水泥为胶凝材料的充填体强度虽能达到井下空区设计强度要求,但采用新型胶凝材料作为胶结剂能大幅降低充填配比和平均用量,每立方米实体减少的胶结剂充填成本为20.01元,结合矿山年处理空区体积要求,采用新型胶凝材料时充填成本将节省约4468 万元/a.

关键词：

高质量低成本充填采充能力匹配度稳态结构流仓储供砂充填体强度

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三贵口铅锌矿矿柱及采空区稳定性分析研究

王长军卢磊芬冯庆杰李辉...

49-56页

查看更多>>摘要：基于三贵口铅锌矿矿柱及采空区形态分布,结合矿山的基本情况、工程地质条件、岩石力学试验结果等资料,采用面积承载法和普氏理论法对三贵口铅锌矿580 m中段以上共80根矿柱进行稳定性理论计算,得出安全系数F＜1.0、1.0≤F≤1.5和F＞1.5的矿柱数量分别为面积承载法23根、12根和45根;普氏理论法25根、12根和43根.基于Mathews图解法对580 m中段以上共100个采空区进行稳定性计算分析,得出处于稳定区、无支护过渡区、支护稳定区、支护过渡区和开挖区的采空区数量分别为44个、29个、25个、2个和0.同时,采用FLAC3D软件对典型矿柱及采空区进行计算分析,得出F＞1.5、1.0≤F≤1.5、F＜1.0对应的矿柱数量分别为46根、12根和22根,且C9-3-07附近采空区存在失稳或冒落的可能性,与现场实际情况吻合.最后,基于上述研究成果综合评价资源待回收区域采空区及矿柱的稳定性,将矿柱稳定性分为稳定、较稳定和不稳定三级,将采空区稳定性分为稳定、较稳定、较不稳定和不稳定四级.研究成果有望为后续矿山矿柱安全高效回采和采空区治理提供理论支撑.

关键词：

矿柱采空区稳定性分析安全分级数值模拟

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帮坡角变化对露天煤矿帮坡稳定状态和最终境界的影响

叶鲁青王雁杰

57-63页

查看更多>>摘要：随着深部资源开采的不断推进,露天煤矿开采过程中确保帮坡安全和提高经济效益之间的矛盾日益突出.采用负锥排除法进行露天矿最终境界优化,构建基于可靠度理论的露天矿帮坡滑坡风险评估模型,探究加陡帮坡对帮坡稳定状态和最终境界的影响,进而确定最优境界以及最佳帮坡角.研究结果表明,帮坡加陡形式主要受生产经济参数以及矿体赋存条件的影响,加陡露天矿帮坡角会使境界利润持续增加,帮坡角每增加1°,经济利润平均增加6520万元,但同时帮坡失稳概率呈指数型增长,当帮坡达到失稳临界点时,每加陡1°帮坡其失稳概率增加50％.综合考虑帮坡安全效益与经济效益,确定最优帮坡角为36.9°,较原设计方案,经济效益增加了 1.33亿元.

关键词：

露天煤矿境界优化帮坡安全可靠度理论浮动圆锥法

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厚及特厚煤层群采动影响下覆岩运动特征探究

张强勇冯雪峰陈长鹏张修峰...

64-71页

查看更多>>摘要：以新韁硫磺沟煤矿(4-5)02工作面、(9-15)06工作面、(9-15)08工作面为研究对象,借助UDEC数值模拟软件及现场监测数据,探究厚及特厚煤层群开采过程中,煤层上覆岩层的运动特征及覆岩运动对下位煤层开采的影响.研究结果表明:覆岩运动在多层关键层控制作用的影响下呈现明显的"上弱下强"特点;关键层控制作用使得覆岩运动自下而上呈现明显的"低—中—高"渐次发展特征;上位煤层开采过程中上方坚硬砂岩不易发生断裂破坏,覆岩运动不完全,致使下位煤层开采过程中高、中位岩层将发生较大的断裂破坏,有较大的弹性能释放,对此应在上位煤层开采过程中,开展合理有效的顶板预裂等控制手段,避免下位煤层开采过程中有较大的能量释放.

关键词：

厚及特厚煤层煤层群开采覆岩运动关键层控制数值模拟

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露天转地下开采引起露天边坡变形破坏特征及演化机理研究

李延超王飞飞姜安民任青阳...

72-79页

查看更多>>摘要：采矿活动引起的滑坡、崩塌、地表塌陷等灾害一直是防灾减灾工程领域研究的热点与难点之一.为了揭示井下矿体开采引起露天滑坡与地表塌陷灾害演化机理,采用遥感影像、现场调查与数值模拟研究等手段开展了露天边坡变形破坏及地表塌陷特征研究.研究结果表明:某露天采场滑坡形成主要经历了以下过程:稳定—边坡垮塌—大面积垮塌—地表陷落洞—地表塌陷滑坡—北部边坡垮塌的形成发展过程.北边坡角过陡,且在断层与井下空区耦合影响下,有进一步垮塌、滑坡的可能.塌陷坑形成机制主要分为4个阶段:矿体上覆岩层扰动垮塌;露天采场滑塌;山体地表出现陷落孔洞;露天采场滑坡山体地表塌陷.数值模拟揭示的露天采场边坡变形破坏特征与矿山现场实际情况相符合,验证了数值模拟结果的可靠性.在露天采场边坡与山体地表变形位移发展过程中,有3个突变点,将变形位移发展划分为4个阶段,与遥感影像、现场调查分析的结果一致.研究成果可为露天转地下开采灾害防治提供参考.

关键词：

采矿工程地质灾害露天采场滑坡演化机理数值模拟

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