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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

    金属矿山深井大规模提升关键技术装备进展与发展趋势

    李广史志远余洪伟
    1-8页
    查看更多>>摘要：近年来,随着浅部矿产资源的消耗殆尽,我国地下金属矿山正向1 500 m以深以及年产1 000万t/a以上深井大规模开采方向发展.提升系统是矿山深部开采所必需的关键设备,现有的竖井提升技术难以满足我国深井大规模开采的需求.对摩擦式提升、多绳缠绕提升两个主要深井大规模提升的关键理论与技术装备研究现状进行了综述,并对各自技术优势与特点进行了剖析,提出连续提升、通过采选充一体化减少提升量、降低提升载体的重量占比是未来应对深部大规模开采提升需求的重点研究方向和发展趋势,以期为金属矿山深井大规模开采的提升系统提供新的解决思路和方法.

    金属矿山深井大规模提升连续提升载体轻量化

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    深部超长工作面矿震响应规律及传播机制研究

    张艺耘李成海唐磊杨海涛...
    9-17页
    查看更多>>摘要：深部超长工作面应力环境复杂,开采扰动诱发强矿震,威胁矿井安全开采.为探究超长工作面开采过程中矿震的时空响应特征及不同能级、不同区域的震动波传播规律,以麦垛山煤矿130608超长工作面为例,基于井下微震监测台网布置,采用理论计算、数据分析的方法深入分析.研究结果表明:超长工作面的微震事件主要分布在生产班及工作面超前100～300 m区域,相同震动波传播速度下,微震能级越大,传播距离越大,而相同震动波传播距离下,微震能级越大,传播速度越大;相比较下,位于采空区震源处的震动波震动速度和衰减系数最大,超前工作面顶底板岩层区域震动波传播最快;进一步确定了震动波传播的主控因素和不同能级下震动波传播的衰减公式,并提出震动波传播的危险性判别方法,确定了震动波传播的危险速度为0.018 m/s,危险距离为 120 m.

    超长工作面矿震时空分布震动波传播速度衰减系数

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    浅孔留矿法采场结构参数综合评价体系构建及应用

    刘银张晶周宗红任凤玉...
    18-25页
    查看更多>>摘要：采场结构参数的合理选取对机械化程度较低、工艺改造困难的浅孔留矿法尤为重要.为确定浅孔留矿法采场结构参数,提出了联合岩体质量分级、Mathews稳定图法、数值模拟和现场可操作性评价等多种技术方法耦合的综合评价体系.以四川巴中某磁铁矿为工程背景,选取Q系统分类法和修正BQ分类法为Mathews稳定图法和数值模拟提供相应参数支撑,通过撬顶、平场和通风工序耗时评价Mathews稳定图法和数值模拟得出的极限采场结构参数.结果显示,开采矿体厚度为15 m矿体时,基于Mathews稳定图法和数值模拟分析得到采场极限尺寸为15 m×50 m× 50 m(倾向长×走向长×采场高),经撬顶、平场和通风等工序可操作性评价,采场极限尺寸优化宜为15 m×40 m×50 m.经实践验证,采场结构参数综合评价体系得出的采场结构参数可满足浅孔留矿法循环作业的安全性和连续性要求,经济效益明显提升.

    浅孔留矿法采场结构参数岩体质量分级Mathews稳定图法数值模拟

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    基于改进未确知测度模型的低碳充填系统参数优化研究

    陈蓓肖慧慧王建春晏存育...
    26-32页
    查看更多>>摘要：矿产资源绿色开发为当今矿业关注的重点和难点,胶结充填采矿法已成为 目前广泛推广应用的技术之一,但缺少充填系统低碳等级评价体系.为准确评价矿山充填系统的低碳性,引入未确知测度模型,选取了10个影响指标,构建了单指标未确知测度函数,确定了基于测度函数的各指标的组合权重.通过将4座矿山指标实测数据代入测度函数中,计算了单指标测度矩阵,结合权重向量,计算了多指标综合测度,确定了山东某矿山全尾砂膏体充填系统的低碳等级为Ⅱ级,新疆、内蒙古和四川3座矿山的粗尾砂膏体充填系统低碳等级均为Ⅲ级.在此基础上,利用建立的低碳性评价模型对湖南某铅锌矿全尾砂膏体充填系统指标参数进行了优化并推广应用.结果表明,通过优化充填胶凝材料灰砂比、增大输送管径、加强易磨损区弯管耐磨度及定期翻转管道等措施,可以将低碳充填系统评分由68.23增至81.62,评分增长程度为19.62％,评价等级由Ⅲ级提升至Ⅱ级.研究成果对低碳充填系统研发和建设具有良好的借鉴意义.

    低碳充填未确知测度参数优化评价体系

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    智能化综采工作面煤层顶底板形状预测技术研究

    杨聪明
    33-39页
    查看更多>>摘要：煤矿综采工作面顶板和底板的起伏状态预测是工作面智能化开采的关键技术之一.为解决煤层顶底板形状预测误差较大的问题,基于采煤机记忆截割技术的基本原理,构建了一种基于卷积长短时记忆网络(CONV-LSTM)的综采工作面顶底板形状预测模型.首先,利用已采取区域采煤机走向的空间信息和回采走向的时间信息,提取出顶底板的形状特征;其次,利用所提取的形状特征,构建了CONV-LSTM 模型;最后,利用青龙寺煤矿5-20109工作面煤层形状数据对模型进行评估,现场测试表明,顶板形状的预测平均误差为3.5 cm,底板形状的预测平均误差为5.8 cm.结果表明,CONV-LSTM模型可实现顶底板形状的精准预测,满足工程中对采煤机前后滚筒调高的需求,对于实现综采工作面智能化开采具有重要意义.

    CONV-LSTM综采工作面顶底板形状预测智能化开采

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    复合顶板倾斜薄煤层小煤柱稳定机理与控制研究

    康志鹏罗勇任波童政...
    40-47页
    查看更多>>摘要：为解决沿空掘巷大煤柱资源浪费、小煤柱护巷困难的难题,以宏能煤业花草滩煤矿2104工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟与工程实践相结合的研究方法,对倾斜煤层开采扰动下小煤柱的合理宽度进行研究,给出梯形巷道沿空掘进高强复合加固支护方案.结果表明:基于岩体极限平衡理论得出煤柱宽度计算公式,并根据矿井实际数据得出煤柱宽度应大于3.35 m;巷道开挖后,侧向支承应力峰值会运移至煤体深部,其位置会随着煤柱宽度的增加而逐渐远离采空区,煤柱垂直应力峰值会随着煤柱宽度呈现先增加后减小,最终逐渐稳定的趋势;留设煤柱宽度为5 m时,巷道变形稳定,变形量小,煤柱承受的围岩应力减小,煤柱中心无塑性区贯通.现场实践表明,留设5 m煤柱,在采动影响段巷道采用"对穿锚索双向固定+一梁三柱补强支护"的方案,在沿空掘巷段布置穿层锚索深部锚固的支护方案,沿空梯形巷道变形较小,可满足安全生产的需要,经济效益显著.

    复合顶板倾斜薄煤层小煤柱梯形巷道控制方案

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    多层坚硬顶板动压巷道矿压显现规律及深浅孔组合爆破切顶控制技术研究

    任霄洋郭俊庆张百胜郗泽涛...
    48-55页
    查看更多>>摘要：针对多层坚硬顶板巷道受相邻工作面采动影响导致巷道维护困难的问题,以碾焉煤矿8104运输顺槽为工程背景,综合采用实验室试验、理论分析、数值模拟与现场工业性试验等,研究了多层坚硬顶板动压巷道的矿压显现规律及其机理,提出了深浅孔组合爆破切顶卸压技术,并分析了控制效果.结果表明:(1)多层坚硬顶板巷道围岩变形主要分为缓慢变形、快速变形与变形趋于稳定等3个阶段,并在快速变形阶段呈台阶式增长的变化规律,其"台阶"数量与近场内坚硬顶板的层数有关;(2)深浅孔组合爆破切顶后,切断了低位关键层的侧向悬臂结构,减少了低位关键层破断引起的动载次数;同时缩短了高低位关键层的悬臂梁长度,减小施加给区段煤柱的静载,从而共同降低了邻近动压巷道围岩的压力;(3)相较不切顶时,浅孔爆破、深孔爆破和深浅孔组合爆破等3种不同切顶方式作用后,煤柱侧的平均垂直应力分别降低了14.8％、8.9％、29.7％,并且深浅孔组合爆破切顶后,在垮落带中顶板垮落更充分,在裂隙带中岩层断裂位置最靠近煤柱,采空区中部覆岩产生的裂隙也更均匀;(4)深浅孔组合爆破切顶后,8104运输顺槽在8103邻近工作面和8104工作面两次采动影响后,围岩变形量小于400 mm,保障了矿井安全高效生产.

    多层坚硬顶板矿压显现规律切顶卸压深浅孔组合爆破顶板结构

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    急倾斜特厚煤层高阶段综放工作面全周期覆岩运移规律

    孙郡庆曹中宗王宏志孙秉成...
    56-63页
    查看更多>>摘要：急倾斜特厚煤层高阶段综放工作面水平分段开采随着开采深度加大冲击地压灾害形势愈加严峻,探究急倾斜特厚煤层群多工作面条件下的覆岩运移规律对于矿井安全高效开采至关重要.以乌东煤矿为工程背景,建立相似模型试验,采集模型表面位移数据,并采用Matlab绘制覆层位移云图,揭示了急倾斜特厚煤层高阶段综放工作面全周期覆岩运移规律,分析了工作面矿压与覆岩运移的联系.结果表明:(1)随着采深不断增加,覆岩垂直位移由上到下整体呈现形态由"N"形分布演化成"V"形分布,工作面开采伴随覆层破断、滑塌,形成"破断-滑塌-自充填"效应;(2)43#煤层工作面覆岩运移规律为煤层顶板垮落—直接顶垮落—老顶破断并呈现出铰接结构,45#煤层工作面覆岩运移规律为覆岩轻度垮落—上部岩层破坏严重—煤层间岩柱出现整体性垮断;(3)+550 m水平阶段开采之前,43#煤层中的支架压力普遍大于45#煤层,+525 m水平与+500 m水平开采后,45#煤层支架压力突增.

    急倾斜特厚煤层全周期覆岩运移矿压规律

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    煤岩组合体单侧限力学性能与能量演化规律及损伤本构研究

    田书广
    64-73页
    查看更多>>摘要：为了探究煤岩组合体受载失稳破裂和能量演化及损伤力学行为,基于数字图像相关(DIC)技术并结合自制"L"形试验模具,制备不同厚宽比的岩-煤-岩组合体试样并开展了多组单侧限压缩力学试验,探究煤岩组合体的力学特性和宏观破裂特征,基于薄板压曲理论,构建煤壁理论力学模型并分析煤岩组合体煤壁稳定性,进一步研究组合体能量动态演化规律及其损伤本构关系.研究表明:组合体的应力-应变曲线主要分成4个阶段:初始压密阶段、弹性阶段、屈服阶段和峰后破坏阶段;随煤层厚度增加,组合体峰值强度和弹性模量逐渐降低,而峰值应变逐渐增加;试样破裂主要出现在煤层临空侧,当煤岩厚宽比小于1时,裂纹沿加载方向贯通整个煤层,而煤岩厚宽比大于1时,裂纹转移至煤层与顶板的交界面,呈小块状破坏;组合体煤壁失稳的临界应力随煤层厚度的增加而增加;随煤层厚度的增加,煤岩体的储能极限随之增加,能量释放系数先减小后增加,厚宽比等于1为拐点;基于Weibull统计分布密度函数,构建单侧限荷载下煤岩组合体的损伤本构关系,试验结果验证了本构关系的可行性.

    煤岩组合体破裂特征数字图像相关技术能量演化规律损伤本构

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    露天铁矿采空区隐蔽致灾普查与防治措施应用研究

    杨兆林潘懿白旭晨刘禄平...
    74-81页
    查看更多>>摘要：针对地下转露天开采矿山开采过程中,地下采空区探测难度大、致灾因素复杂、防治措施不完善等技术难题,以袁家村铁矿为工程背景,基于地质资料分析,采用物探、钻探及三维激光扫描等多种手段对露天采场3～5 a采掘范围内,跨度大于50 m的采空区异常分布范围及赋存位置进行精准探测,构建了采空区三维可视化模型并得到其分布规律.基于多种采空区顶板安全厚度理论分析方法进行采空区风险评价,并通过微震技术监测采空区稳定性,制定了合理的采空区处理方案,对生产过程中揭露的585个采空区进行了爆破处理,实现了采空区安全处理零事故目标.研究结果可为类似地下转露天开采矿山采空区隐蔽致灾因素普查与防治措施制定提供借鉴.

    采空区顶板安全厚度采空区探测风险评估隐蔽致灾因素

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