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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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    强降雨作用下普朗铜矿地表冰碛物固化坡面侵蚀试验研究

    李争荣冯兴隆姜明归黄恒...
    167-175页
    查看更多>>摘要：自然崩落法开采形成塌陷区,在降雨侵蚀作用下塌陷区边坡极易失稳形成井下泥石流灾害.为评价注浆固化的冰碛物边坡抵抗强降雨侵蚀作用的效果,利用相似理论建立了塌陷坑边坡室内模型,通过人工降雨与注浆试验研究了不同土浆比下冰碛物固化边坡的抗冲刷性能与径流产流、产沙特征,揭示了土壤侵蚀过程与边坡失稳机理.研究结果表明:降雨产流时间随土浆比的增加呈线性递增,产沙强度随降雨历时的增加呈线性递减;土壤侵蚀演变过程可分为冲击入渗、充水软化、剥离切割、迁移交叉、稳流平衡5个阶段;土浆比为5∶1时的冰碛物坡面固沙效果与抗渗透性分别是未注浆冰碛物坡面的28.8倍与11.3倍,浆液固化效果显著.该研究可为自然崩落法开采地表塌陷区泥石流灾害防治提供理论支撑.

    冰碛物坡面土壤侵蚀注浆固化坡面径流降雨模拟

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    采煤机滚筒载荷特性研究与预测

    王宏伟郭军军梁威耿毅德...
    176-185页
    查看更多>>摘要：为研究采煤机滚筒载荷特性,并实现载荷预测,以山西高河矿E2312工作面为工程对象,利用离散元-多体动力学(DEM-MBD)双向耦合技术,构建截割耦合模型.数值模拟与工程试验的平均扭矩误差较小,证明通过双向耦合技术研究滚筒载荷的可靠性;利用希尔伯特-黄变换(HHT),分析各载荷的时频特性,研究不同运动参数下总载荷时频特性;基于长短期记忆(LSTM),以数值模拟的载荷为输入样本,实现载荷预测.结果表明:采用DEM-MBD-HHT-LSTM模型,可实现载荷特性研究和预测.通过时频特性分析发现,滚筒不同运动状态下各载荷具有辨识性和关联性;采用LSTM算法预测载荷的准确度由高到低依次为总载荷、截割载荷、牵引载荷、侧向载荷.研究结果可为采煤机自适应调速策略提供参考.

    采煤机滚筒载荷载荷预测DEM-MBD-HHT-LSTM模型时频特性

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    煤层瓦斯抽采信息化APP智能系统开发与应用研究

    华明国李安红刘扬赵宇杰...
    186-193页
    查看更多>>摘要：瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的主要技术手段,数值模拟是指导瓦斯抽采方法选择、评价瓦斯抽采效果的重要方法.而传统的建模流程和所需数学模型非常复杂,导致大部分仿真软件无法大范围普及,为此,基于COMSOL软件开发了综合考虑煤层物理力学参数和瓦斯参数的瓦斯抽采信息化APP智能系统.研究结果表明:APP智能系统数值模拟得到普通钻孔流量与实测数据的误差为7.7％,水力造穴钻孔流量与实测数据的误差为4.9％,钻孔流量衰减规律与实际情况变化规律基本一致,表明了参数优选的正确性以及APP智能系统数值模拟方法的可靠性;该APP智能系统操作简单,可以对抽采方式、抽采参数、增透措施等进行优化,极大简化了瓦斯抽采不同工况下的模拟工作量.依据APP智能系统数值模型模拟计算了山西某矿3#煤层瓦斯抽采情况,随着抽采时间的增加,瓦斯抽采总量不断增加,产气速率整体上呈现下降趋势.研究成果可为矿井瓦斯抽采方案的制定及相关研究奠定基础.

    煤层瓦斯治理煤层瓦斯抽采信息化APP智能系统钻孔流量数值模拟

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    基于博弈论的煤矿生产系统智能化GRA-KL-TOPSIS评价模型

    褚新胜盛高永张海云
    194-203页
    查看更多>>摘要：为使煤矿生产系统智能化评估更科学,提出了基于博弈论的煤矿生产系统智能化GRA-KL-TOPSIS评价模型.基于全要素、全流程理论,从综采、综掘、运输、综合保障和安全监控功能5个方面构建了生产系统智能化综合评价指标体系;利用G1法、改进CRITIC法和博弈论确定指标综合权重,引入盲数理论改进专家给指标赋值的处理方法,应用GRA-KL-TOPSIS方法,通过计算灰色关联贴近度,实现生产系统智能化排序和评估.以3座煤矿为例进行分析,将所建模型的评价结果与VIKOR模型评估结果对比,并基于雷达图法分析子系统智能化差异.结果表明,所建的模型能客观评估煤矿生产系统智能化水平,评估结果与实际调研结论一致,验证了该模型的适应性,可为煤矿生产系统智能化程度的量化评价提供新思路.

    煤矿生产系统智能化灰色关联分析逼近理想解KL距离

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    梭形三产品旋流器分级性能与流场特性研究

    赵子豪樊民强杨润全樊盼盼...
    204-211页
    查看更多>>摘要：为降低煤泥浮选粒度上限,减少入浮煤泥量,设计了一种上溢流为细粒级、侧溢流为中间粒级、底流为粗颗粒的梭形三产品旋流器.以-1mm煤泥为研究对象,对梭形三产品旋流器和普通旋流器的分级性能进行了对比试验,并对其内部流场进行了数值模拟研究.试验结果表明:梭形三产品旋流器侧溢流中的粗颗粒灰分可达到精煤灰分要求,底流口直径为16 mm时,总溢流占比为19.05％,合计灰分为8.67％;梭形三产品旋流器具有分级精细、可直接分离出粗粒精煤的特点,用作浮选入料前的分级,可减少浮选入料量,降低生产成本;与普通旋流器相比,梭形三产品旋流器上溢流中+0.25 mm粗粒级分配率减少了4.13个百分点,底流侧溢流中-0.074 mm细粒级分配率减少了11个百分点,旋流器溢流跑粗、底流夹细得到了明显减少.流场模拟结果表明:梭形三产品旋流器下锥体区域零速包络面外移,筒体区域零速包络面内迁,这是减少底流细泥夹带、溢流跑粗的根本原因.

    梭形三产品旋流器浮选粒度上限浮选入料量分离试验数值模拟

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    立轴冲击式破碎机转子结构对产砂率的影响及其优化研究

    吴灿辉赵丽梅李松孙可...
    212-218页
    查看更多>>摘要：为了提高立轴冲击式破碎机的产砂率,同时尽量降低破碎机的能耗,提出了以产砂率和转子功率为目标的转子结构优化方法.首先,建立了重复冲击作用下物料颗粒的累积损伤模型,在此基础上构建了适用于立轴冲击式破碎机破碎系统的数值计算模型,分析了物料颗料在破碎机中的破碎规律,并通过破碎试验验证了数值模型的可靠性;然后,采用正交设计分析和极差分析法揭示了转子结构参数对产砂率和转子功率的影响规律,并建立了产砂率和转子功率与转子结构参数的数学模型;最后,利用该数学模型对转子结构参数进行优化.研究结果表明:当转子直径为836 mm、分料锥倾角为38.9°、导料板安装角度为22.5°时,产砂率为47.2％,转子功率为82.5 kW,立轴冲击式破碎机的产砂率和转子功率在转子结构优化后得到了有效改善.研究结果为立轴冲击式破碎机转子结构的改进设计提供了理论依据.

    产砂率转子功率累积损伤模型正交试验多目标优化转子结构

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    基于优化的VGG-16网络模型的煤矸识别研究

    黄可樊玉萍董宪姝马晓敏...
    219-226页
    查看更多>>摘要：针对复杂工况下煤矸识别效率低、分选难度大的问题,采用VGG-16网络搭建煤矸识别模型,对煤矸识别模型的识别准确率和识别环境影响因素进行了研究,并对VGG-16煤矸识别模型进行了优化.结果表明:(1)优化后的VGG-16网络模型准确率为97.00％,单张煤矸图像识别时间为0.069 7s,单张煤矸图像识别所用时间缩短了0.85％;(2)在不同水分、灰分和粉尘等环境因素下,煤矸识别模型的准确率均达到95％以上,其中水分对模型的识别准确率影响最大,表面浸润30 s比干燥的识别准确率低2.01个百分点;(3)鉴于煤与矸石的共伴生特性,对煤表面夹矸、矸表面带煤两种复杂情况进行了煤矸有效识别.研究表明:优化后的VGG-16网络模型具有一定的抗干扰能力,可以实现复杂情况下煤矸的高效精准识别,可为后续煤矸石智能化分选提供理论基础和技术支撑.

    煤矸识别VGG-16网络模型识别准确率环境因素

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    巴西某多金属铜矿石工艺矿物学研究及可选性分析

    李硕夫朱律朱景和
    227-232页
    查看更多>>摘要：为了有效地选别回收巴西某多金属铜矿石的中铜矿物和铁矿物,利用化学多元素分析、光学显微镜和矿物自动分析仪(MLA)等手段,对矿石的矿物组成、矿物赋存状态、矿物嵌布特征和解离特性进行了系统的研究.结果表明,矿石铜品位0.8％、铁品位25.39％;矿石中铜矿物以斑铜矿、黄铜矿为主,含少量辉铜矿孔雀石,矿石中硫化铜矿物集合体的粒度粗细不均,但细粒占比较高;铁矿物以磁铁矿为主,赤铁矿、菱铁矿和钛铁矿的含量较低,磁铁矿的粒度较粗,其中+0.074 mm粒级占73.56％;脉石矿物主要有紫苏辉石、镁铁闪石、黑云母、斜长石、镁铝尖晶石、绿泥石、钙铝榴石、石英等.当磨矿细度为-0.074 mm粒级占70％时,硫化铜矿物集合体的解离度为66.94％,磁铁矿的单体解离度为81.97％.针对该矿石建议采用优先选铜,尾矿磁选回收铁的工艺对铜、铁进行综合回收.

    多金属铜矿石嵌布特征赋存状态解离特性

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    进料方向对浮选柱分选效果的影响

    杜佳睿樊民强杨润全樊盼盼...
    233-239页
    查看更多>>摘要：为提高浮选柱的分选效果,在浮选柱上同时布置了上升、切向进料管,形成上升流与旋转流相结合的浮选柱.采用分批浮选方式,分别进行了上升、切向和上升+切向3种进料方向下的浮选试验,并采用ANSYS FLUENT软件,对不同进料方向下浮选柱内的流场特性进行了模拟.结果表明,在相同试验条件下,上升进料浮选的精煤灰分低、选择性好,切向进料浮选的尾煤灰分可达71.66％,浮选回收率高;仅上升进料下浮选柱内产生涡流,矿浆吸取内筒的存在使浮选柱底部产生上升流;浮选柱内存在涡流、柱上段低湍流强度是上升进料方向下选择性好的主要原因;浮选柱底部由锥体与吸取内筒组成的类似于水介旋流器结构的重选作用是切向进料和上升+切向进料下尾煤灰分高的主要原因.

    浮选柱进料方向分选效果流场模拟

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    颗粒疏水性对浮选颗粒-气泡涡旋湍流脱附机制的影响

    刘广山史文庆王满刘佳...
    240-245页
    查看更多>>摘要：颗粒疏水性是影响浮选回收率的重要因素,为明晰颗粒疏水性对颗粒-气泡涡旋脱附的影响机制,采用自制的浮选颗粒-气泡受限湍流脱附测试平台探索了湍流涡中不同疏水性气絮体的脱附行为.结果表明,气絮体在进入壁腔后被涡旋捕获,随后在壁腔内做旋转离心运动.低、高疏水性颗粒在壁腔中的平均脱附时间分别为0.34 s和0.59 s,表明高疏水性颗粒有助于提升气絮体在涡旋中的稳定性.进一步研究了不同疏水性颗粒在涡旋中的脱附机制,创新性地将颗粒-气泡气絮体在涡旋中的脱附行为分为流体剪切脱附和颗粒离心脱附.低疏水性颗粒主要在壁腔中心区域发生脱附,全部表现为因离心力过大而导致的离心脱附;对于高疏水性颗粒,虽然离心脱附仍为主导脱附机制,但气絮体有20％的概率会在壁腔顶端位置因受到强烈的湍流应力作用而发生剪切脱附.

    浮选颗粒-气泡疏水性湍流脱附

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