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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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    基于CRITIC-GRA-AHP法的敏感性排序理论及其在边坡稳定性分析中的应用

    赵黎粟登峰谭宝会胡颖鹏...
    82-93页
    查看更多>>摘要：边坡稳定是矿山安全生产的基础,研究边坡稳定性影响因素敏感性顺序具有重要的理论和实际意义.针对单一主观算法受主观影响较大和单一客观算法结果与现场实际情况偏差较大且仅能分析特定工况的不足,提出了基于CRITIC-GRA-AHP法的敏感性排序理论.以川西北某石灰石矿山为例,在分析确定坡高、最终边坡角、重度、黏聚力、内摩擦角、体积模量等边坡稳定性影响因素的基础上,采用FLAC3D结合基于CRITIC-GRA-AHP联合算法的敏感性排序理论对矿山边坡稳定性影响因素敏感性进行了分析.结果表明:天然工况下边坡稳定性影响因素敏感性由大到小依次为黏聚力、坡高、最终边坡角、内摩擦角、重度、体积模量;暴雨工况下边坡稳定性影响因素敏感性由大到小依次为黏聚力、坡高、内摩擦角、最终边坡角、重度、体积模量;地震工况下边坡稳定性影响因素敏感性由大到小依次为坡高、内摩擦角、重度、最终边坡角、黏聚力、体积模量.在此基础上,采用云模型理论对最终边坡角进行了优化,确定矿山边坡最终边坡角以51°为宜,此分析结果与矿山实际情况一致.研究成果可为类似矿山边坡灾害预测预防及后续工程处理提供参考.

    露天矿山边坡稳定性CRITIC-GRA-AHP法敏感性排序

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    排土场边坡渗流特征的降雨模型试验及数值分析

    梁霁兴刘磊徐继业郭昊...
    94-102页
    查看更多>>摘要：为研究降雨条件下边坡渗流特征的变化规律,以某双采场排土场为研究对象,采用室内降雨模型试验分析不同土料渗流场的变化规律,同时利用FLAC3D数值模拟软件对三维排土场模型开展降雨入渗模拟.结果表明:降雨作用下,土料边坡模型含水率、基质吸力、孔隙水压力的响应特征显著,含水率的响应优先级最高;相较于2#采场土料,1#采场土料的渗透性更强,其湿润锋、饱和度、孔隙水压力的扩展区域更大;渗透性强的土体容易发生滑坡破坏,渗透性能弱的土体容易产生冲沟裂纹.基质吸力会不断减小,基质吸力下降会影响土体的抗剪强度指标,下降幅度较大易产生滑坡破坏现象.通过三维模型降雨模拟可知,降雨对边坡渗流特征影响较大,降雨导致排土区域孔隙水压力不断增大,从而可能造成滑坡的产生.

    排土场降雨渗流破坏模式模型试验数值模拟

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    基于3D-DIC的预制双孔洞大理岩应变场演化规律研究

    彭岩岩吕松洋王艳丽宋南...
    103-109页
    查看更多>>摘要：为了研究预制孔洞对大理岩力学性质的影响,预制两组含不同孔洞的大理岩试样进行对比试验:第一组为S型,保持两孔洞D1、D2的直径大小相同,并改变孔洞直径大小;第二组为D型,改变单个孔洞D1的直径大小,保持孔洞D2的直径不变.通过单轴压缩试验并结合3D-DIC技术,得到大理岩试件在不同压缩试验阶段的最大主应变演化云图,分析不同孔洞大理岩破坏过程中裂纹萌生、扩展规律.试验结果表明:随着孔洞直径增大,S型试样的峰值应力与弹性模量降低,D型试样的峰值应力与弹性模量先增大后降低;S型试样产生的裂纹以拉伸裂纹为主,应变集中与裂纹主要发生在D1孔洞附近,D型试样产生的裂纹以拉-剪裂纹为主,应变集中与裂纹主要发生在D2孔洞附近;S型试样破坏模式为拉伸破坏,D型试样随着D1孔洞直径的增大,破坏模式由剪切破坏变为拉伸破坏.

    3D-DIC预制双孔洞单轴压缩裂纹演化应变场

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    不同pH条件下的甲烷氧化混合菌生长特性及效能研究

    赵双张瑞林王思琪周银波...
    110-115页
    查看更多>>摘要：为深入研究甲烷氧化混合菌群在煤层瓦斯治理方面的应用,对自然界中具有较强活性的甲烷氧化混合菌群进行了调查研究,同时对不同pH环境下甲烷氧化混合菌的生长特性及甲烷氧化效能的变化规律进行了研究,进而对比分析了菌液在煤样表面的动态接触特征.结果表明:培养周期内pH为6.75的条件下,菌液OD600值增大了约19倍,消耗甲烷气体47.3 mL,生长能力和甲烷氧化效能最强;酸碱度可抑制微生物的生长,混合菌群可通过自身代谢调节环境酸碱性,促使菌液pH向适宜生长的方向变化;相较于pH为6.75的菌液,其余各组的初始接触角与平衡接触角最高增大了21.40％和48.64％,表明适宜pH环境可提高微生物活性,促进其在煤样表面吸附,提高菌液与煤样的接触能力.研究成果为微生物技术在煤层瓦斯治理提供理论支撑.

    甲烷氧化混合菌瓦斯治理生长特性接触能力氧化规律

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    五阳煤矿松软煤层定向水射流卸压增透技术研究

    李定启张浩海
    116-122页
    查看更多>>摘要：为了解决松软煤层瓦斯赋存多、煤层透气性差的问题.采用数值模拟和现场试验相结合的方法,对穿层钻孔定向水射流卸压增透技术进行了研究.结合五阳煤矿实际条件和数值模拟结果,得出了较优的定向水射流造穴工艺参数为:顶板造穴,造穴厚度0.4 m,造穴半径0.8 m,钻孔间距5 m.穿层定向水射流装备现场试验结果表明:改进后的设备可以实现平行于煤层软分层造穴,与常规钻孔瓦斯抽采工业相比,顶板定向水射流造穴工艺的钻孔日瓦斯抽采浓度平均提高约30个百分点.煤层顶部定向水射流增透技术能有效提高煤层的整体卸压效果,提高钻孔瓦斯抽采效率.

    定向水射流卸压增透数值模拟顶板造穴瓦斯抽采

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    综掘面风流智能调控下风流瓦斯及粉尘多源数据融合评价模型

    龚晓燕朱倩丽常虎强付浩然...
    123-130页
    查看更多>>摘要：针对综掘工作面通风总量控制模式下,出风口风流状态不能实时动态变化导致瓦斯及粉尘灾害和污染隐患问题,对风流瓦斯及粉尘耦合下的复杂通风环境安全状态进行多源数据融合评价分析,可为风流精细化智能调控提供理论依据,防范灾害事故的发生.采用流体力学与离散元耦合方法建立风流瓦斯及粉尘气固耦合的有限元计算模型,设计搭建风流监测及智能调控测试试验平台进行模型的验证,模拟确定关键隐患位置,运用层次分析法构建3层结构的评价指标体系,确定各指标权重.采用混合式两级融合结构对最优加权的数据级融合和灰色关联的决策级融合进行分析,建立5级风险等级评价模型.对陕北某煤矿综掘面进行融合评价分析,发现在出风口距端面最短距离5 m的极端工况下,风流智能调控装置口径为1 m、水平偏转20°、垂直偏转6°时,评价等级为安全,且与调控前对比,不同测点位置处瓦斯体积分数及粉尘质量浓度均有不同程度下降,验证了该模型的有效性.

    综掘面风流智能调控系统评价指标体系多源数据融合灰色关联分析瓦斯体积分数

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    基于Ventsim的帕鲁特金矿通风网络优化研究

    张浩强刘大可
    131-142页
    查看更多>>摘要：针对帕鲁特金矿井下通风系统所面临的通风能耗过大、深部进风不足、风流短路和循环风以及风流调控不合理等问题,开展了浅部及深部通风系统优化研究.根据帕鲁特金矿井下通风系统现状,通过全矿测风工作全面掌握了井下风速、风流分配情况,分析了全矿通风能力及风阻,采用Ventsim软件建立井下通风与风阻理论模型.利用三维通风数值模拟软件,建立帕鲁特金矿通风系统三维数值模型,开展帕鲁特金矿通风系统风流动态模拟等工作,提出优化调整方案并模拟分析调风效果,实现通风网络优化.研究结果表明,帕鲁特金矿矿井通风受自然风压影响较大,各线路自然通风受季节变化显著;依据深部风量分配优化调整方案,大部分风流经西风井送至深部采区,少部分风流经采区斜坡道向深部斜坡道流动,有效解决了深部采区送风量不足的问题.优化后的通风系统稳定性增强,风量分布趋于合理,对帕鲁特金矿矿井通风管理具有较好的指导作用.

    矿井通风阻力分布通风网络风量分配通风系统优化节能降耗

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    表面活性剂的苯环结构对煤尘润湿性的影响机制

    寇德瑞
    143-150页
    查看更多>>摘要：表面活性剂能够有效辅助抑制煤尘,为了揭示表面活性剂微观结构对煤尘润湿性的微观影响机理,选用了脂肪醇聚氧乙烯醚(AE09)和壬基酚聚氧乙烯醚(OP9)两种表面活性剂,从多个角度、用多种手段分析了苯环结构对煤尘润湿性的影响.采用表面张力试验预测了含有苯环结构的OP9具有更低的表面张力和更快的降低速率;接触角测定和自然沉降试验表明,含苯环结构的OP9能够通过疏水作用和π-π堆叠作用在褐煤表面的吸附量更大,润湿性更好;利用密度泛涵理论(DFT)计算了两种表面活性剂的HOMO和LUMO分布,发现OP9与褐煤具有更多的吸附位点;计算了不同吸附体系的吸附能、相对浓度分布、水分子的均方位移和体系的氢键数量等,结果表明OP9改性后的煤能够产生更多的氢键,从而限制水分子在Z轴的运动,增强了褐煤的亲水性.研究结果可为煤尘的抑制提供有力的理论依据.

    煤尘润湿性苯环结构非离子表面活性剂分子动力学模拟

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    气液两相喷雾雾化参数对综掘工作面降尘效果的影响

    王建国金小菊韩敏
    151-157页
    查看更多>>摘要：为系统研究气液两相喷雾雾化参数对综掘工作面呼吸性粉尘降尘效果的影响,以陕北某煤矿42207辅运巷道掘进工作面为原型,建立了单一压入式通风条件下掘进工作面喷雾降尘几何模型,采用数值模拟方法系统分析了雾滴喷射速度、雾滴粒径、雾滴密度对司机呼吸带高度处呼吸性粉尘降尘效果的影响.研究结果表明:在雾滴粒径为5×10-6 m、喷嘴质量流率为0.005 kg/s的条件下,随着雾滴喷射速度的增大,粉尘质量浓度呈现先增加后减小的趋势,当雾滴喷射速度为30 m/s时,司机呼吸带高度处粉尘质量浓度由无喷雾状态下的1 000 mg/m3降至168 mg/m3,降尘效率为83.2％,降尘效果较好;在喷嘴质量流率为0.005 kg/s、雾滴喷射速度为30 m/s的条件下,当雾滴粒径为9×10-7 m时,降尘效果较好,粉尘质量浓度降至148 mg/m3,降尘效率达到85.1％;在雾滴喷射速度为30 m/s、粒径为9×10-7 m、喷嘴质量流率为0.02 kg/s的条件下,粉尘质量浓度降至102 mg/m3,降尘效率达到89.8％.研究成果可为井下掘进工作面气液两相喷雾降尘系统优化提供参考.

    综掘工作面气液两相喷雾雾化参数呼吸性粉尘降尘效果工作面降尘

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    基于组合赋权-物元可拓模型的矿山井下泥石流风险评估及防治

    冯兴隆李争荣吴爱祥程海勇...
    158-166页
    查看更多>>摘要：矿山采用自然崩落采矿法开采时,在物源、水源、地质等因素综合影响下易出现井下泥石流灾害.为对高原地区某铜矿井下泥石流进行预防和治理,通过分析降雨—造浆—地表塌陷—通道诱发的井下泥石流灾害链,建立了包含5个一级指标,22个二级指标的风险评估指标体系.首先收集领域专家对指标的重要性评分结果;然后利用熵权法、层次分析法组合计算评价指标权重,通过物元可拓模型评价井下泥石流风险等级及各评价指标风险等级;最后结合各指标的权重均值与物元可拓模型指标评估结果,对高权重、高风险指标进行重点防治.结果表明,该矿山井下泥石流风险等级为较高,其中降雨量、冰碛物块度、应急处置等指标风险程度与权重排名较高,通过提出的防治措施可以降低其风险程度,从而减少井下泥石流的发生,为该矿山井下泥石流防治提供了有效指导.

    矿山井下泥石流风险评估组合赋权物元可拓模型,灾害防治

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