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中国矿业
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月刊

1004-4051

magazine@chinamining.org

010-68332570

100044

北京市西直门北大街45号时代之光名苑2号楼901

中国矿业/Journal China Mining Magazine北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为专业技术性期刊。宣传党和国家有关矿业开发的法规及法律，反映我国矿产勘察与矿业生产建设的科研成果。读者对象矿产勘查与矿山建设方面的专家和工程技术人员、各级领导和管理干部。
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    基于物元可拓法的高潜水位煤矿区土地损毁程度评价

    李超崔瑞豪张曦张曦元...
    87-97页
    查看更多>>摘要：高潜水位煤矿区井工开采造成了地面塌陷积水、农田减产等情况,但积水农田的损毁程度、损毁范围较难获取;加之高潜水位煤矿区采煤沉陷土地具有典型的不确定性和模糊性,因此,科学进行土地损毁程度评定成为矿区土地复垦方案编制和受损农民补偿标准制定的理论基础.采用熵权法确定积水时长、下沉深度、倾斜变形(东西方向,南北方向)、曲率(东西方向,南北方向)、水平变形(东西方向,南北方向)和水平移动(东西方向,南北方向)10种指标的权重,将极限条件法和可拓评价方法相结合,对芡实地、水稻玉米田和莲藕池共计34个评价单元的土地损毁程度进行评价.研究结果表明:芡实地总面积为 444.7 hm2,中度损毁面积为 135.7 hm2,占比 30.51%;水稻玉米田总面积为 747.2 hm2,整体属于轻度损毁状态;莲藕池总损毁面积为 562.6 hm2,中度损毁面积为 151.8 hm2,占比 26.98%;研究区整体土地损毁程度较好.研究结论为科学确定土地损毁程度及范围提供理论支撑,对地区土地复垦方案编制及损毁补偿标准制定具有重要意义.

    土地损毁熵权法物元可拓法年内水频率指数(AWFI)高潜水位煤矿区

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    贵州省废弃闭坑煤矿酸性废水治理新方法探讨

    冯地宽田合利陈冲陈鸿申...
    98-104页
    查看更多>>摘要：煤矿开采过程中和闭坑后产生的大量酸性废水未得到及时有效的处理,通过矿硐井口源源不断地向外排放,对周边生态环境造成了严重破坏.为有效处理废弃闭坑煤矿酸性废水排放问题,降低或消除其带来的环境破坏,在分析国内外有关煤矿酸性废水治理现行技术和方法基础上,围绕贵州省废弃闭坑煤矿酸性废水排放的现状及特点,根据煤矿酸性废水中有毒有害物质的成分和含量,结合有关规范标准对矿山废水污染物排放标准限值的要求,提出了一种治理该类矿山酸性废水的方法:即对闭坑煤矿井口排水采取巷道内设置挡水墙+巷道充填+封闭墙的巷道封闭充填技术.通过实例验证,矿山一井口不再排水,矿山二水质检测指标中pH值由原来的 5.26上升至 7.93,从酸性变为弱碱性;总铁由 34.30 mg/L下降至0.06 mg/L,总锰由 4.34 mg/L下降至 0.05 mg/L;总悬浮物、化学需氧量(CODCr)和石油类指标变化不明显,基本实现从源头上对废弃闭坑煤矿酸性废水的有效治理.

    闭坑煤矿酸性废水治理封闭充填

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    基于无人机技术的露天矿山越界开采监测与评估方法

    刘一马灿璇湛龙范卓伟...
    105-113页
    查看更多>>摘要：高效快速评估露天矿山越界开采对开展矿产卫片执法检查和推进严格保护矿产资源策略、推动区域高质量发展具有重要意义.基于无人机飞行技术、传感器技术、通信技术和影像处理技术,结合卫星遥感、地理信息系统应用,采集无人机航测数据与飞控系统数据,快速获取了疑似违法矿山二维场景图像(SIM),动态飞行展示矿区全貌和精细地物;进一步建立了矿山三维数字高程模型(DEM),定性研判违法类型与性质;针对需求建立了矿山的三维数字表面模型(DSM),定量估算违法采矿资源量;利用四维数字表面模型(DSM),查明矿山历史时期的违法过程,测算违法开采的资源量.无人机航测技术实现区域矿产资源开发秩序的快速监测和精细评估,为矿产资源的卫片执法检查工作提供理论支撑和决策依据.在江南某地进行试验的实例表明,基于无人机技术的露天矿山越界开采监测与评估方法技术具有时效性强、操作便捷、精细高效等优势,在支撑服务自然资源领域的卫片执法检查工作方面可以更加广泛地应用.

    露天矿山无人机越界开采监测评估三维模型

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    基于机器视觉的煤矸石分选方法研究

    石亦琨李峥李润田党长营...
    114-121页
    查看更多>>摘要：传统的煤矸石分选方法存在成本高、效率低以及安全性不足等问题.近年来,随着深度学习相关技术的迅速发展,基于目标检测算法的智能选矸已经成为矸石分选的重要研究方向.为实现矸石与煤块的高效分选,本文提出一种基于机器视觉与深度学习相结合的检测方法.该方法以YOLOv5s模型为基础,首先,在主干部分中加入卷积注意力模块(CBAM)用于提高网络的特征提取能力;其次,在颈部网络部分采用加权双向特征金字塔结构(BiFPN)来增强网络的多尺度特征融合,避免漏检与误检现象的发生;再次,在预测部分使用EIoU函数作为改进后模型的损失函数,以进一步提高检测精度;最后,在训练前对原有数据集进行扩充,使模型的泛化能力得到进一步加强.实验结果表明:改进后模型平均检测精度为95.3%,较原模型提高了2.1%,能够有效地替代人工分选.

    煤矸石分选深度学习YOLOv5s模型BiFPN结构损失函数

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    不导水断层构造的二维瞬变电磁响应特征研究

    乔元栋杨振强焦俊俊牛兴国...
    122-129页
    查看更多>>摘要：采煤面前方隐伏不导水断层是煤矿开采现场的潜在事故隐患,需要对其展开细致研究.首先,引入了二维瞬变电磁正演计算公式,并采用有限单元数值计算方法进行了求解,数值计算结果与解析解的结果较吻合.其次,建立含断层构造和不含断层构造的二维地质模型,并对模型进行数值计算.研究结果表明:感应磁场等值线对高阻断层构造的响应规律明显,等值线畸变的形状和范围与模型中断层的位置、走向和倾角吻合度较好.随着测点位置与断层的距离减小,感应电动势响应幅值在采样早期呈增大趋势,但尖点响应的最小幅值逐渐变大,有断层模型的尖点响应下凹的幅度相较无断层模型更大.视电阻率成像结果能较好地反映高阻断层与煤系地层的电性特征,表明正演结果准确可靠.

    瞬变电磁法断层有限单元法数值模拟正演

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    沟谷地形下非均匀条带开采采场结构参数优化

    王其虎刘一航
    130-137页
    查看更多>>摘要：沟谷地形下的缓倾斜矿层原岩应力场受地形影响较大,同一采区甚至盘区的采场所处的地应力环境有较大差异,采用与此种特殊地应力环境相匹配的采场结构参数对矿区的高效开采有重要意义.本文以宜昌晒旗河矿区为工程背景,提出非均匀条带开采方案,运用简支梁理论、弹塑性理论计算条带采留宽度,采用FLAC3D软件分别对采用均匀条带开采和非均匀条带开采的采场进行数值模拟,从应力、位移变化及塑性区分布规律等方面分析了采场稳定性特征.研究结果表明:相比于全部采场结构参数按矿体最大埋深计算的均匀条带开采方案,不同埋深采用不同采留宽度的非均匀条带开采方案使采场的应力分布更为均匀,在保证采场稳定的前提下,提升了生产能力,对沟谷地形下采场结构参数优化具有一定借鉴意义.

    沟谷地形非均匀条带开采采宽留宽

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    中组煤上覆煤层开采冲击荷载扰动下底板破坏深度研究

    晁腾跃华心祝朱晔
    138-146页
    查看更多>>摘要：为研究近距离煤层中上煤层开采冲击荷载扰动下底板破坏发育情况,采用理论计算、数值模拟、现场观测等方法观察近距离煤层开采扰动下底板破坏范围,以半无限平面体理论结合摩尔-库伦破坏准则及屈服条件为基础,分析了顶板垮落冲击动荷载及静载作用下工作面底板下任意一点应力状态,计算得出底板破坏深度 17.32 m;对近距离煤层开采进行数值模拟,走向方向推进 25 m后,原位塑性区发育基本稳定,底板塑性区在逐步回采过程中发育呈现以煤壁下方塑性区"先垂直后水平扩散"特点,底板最大破坏深度 16.12 m;采用钻孔呈像法对工作面采动前后底板破坏进行观测,工作面下方底板破坏深度范围在 16.85 m附近,分析得出中组煤层 61 煤层开采扰动对下煤层 62 煤层、63 煤层顶板稳定性造成破坏,验证了冲击荷载理论模型的可靠性,开采 62 煤层、63 煤层需加强顶板支护.研究结果为近距离煤层开采扰动下底板破坏对下煤层影响范围提供参考.

    数值模拟底板破坏开采扰动冲击荷载近距离煤层

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    深部地质构造区冲击地压时空监测预警技术

    韩正灿石翔元申银朋张晓雷...
    147-154页
    查看更多>>摘要：针对郭家河煤矿 1309工作面复杂地质构造开采条件,根据微震监测数据,分析工作面开采期间矿震频次、能量变化及震源时空演化特征,获取工作面开采期间冲击地压危险前兆信息;针对性提出了将矿震时空演化中长期动态预警与冲击变形能短临时空预警相结合的冲击地压监测预警方法:通过矿震时空演化指标对工作面冲击危险做出周期性动态评价,预测下一时段的强矿震及动力显现位置,并进行后续卸压效果检验;冲击变形能指数在时序上实时反映监测区冲击危险状态,并实时预测工作面动力显现与强矿震发生时间,提供及时的冲击危险预警信息,指导现场采取相应防治对策,实现对郭家河煤矿深部地质构造应力集中区冲击地压危险区域的动态探测与(半)定量预警.

    构造应力集中冲击地压微震监测冲击变形能动态预警

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    倾斜厚煤层异形巷道围岩变形特征及非对称支护技术研究

    杨龙龙陈凯铭鞠志勇
    155-162页
    查看更多>>摘要：本文针对倾斜厚煤层中异形巷道围岩变形量大和矿压显现明显的问题,提出了以高帮补强锚索和低帮大直径钻孔卸压为基础的"高补低卸"异形巷道非对称支护技术,并以乌兰木伦煤矿工作面为技术背景,通过对工作面运巷和风巷的异形巷道进行区域划分,分析了不同区域内异形巷道应力场和位移场演化特征,确立了"高补低卸"异形断面非对称支护技术关键参数.研究结果表明:倾斜厚煤层运巷回采区异形巷道应力场分布最为复杂,高帮附近顶板支承应力大于低帮附近顶板支承应力,且呈现出非对称应力状态.异形巷道高帮变形主要是因为支承应力导致高帮煤柱强度弱化引起煤体滑移,而低帮和底板变形主要是支承应力较大和围岩应力集中系数高造成的.巷道高帮及顶板补强长锚索能够有效加固煤岩体.低帮和底板的大直径卸压钻孔能够将围岩集中应力向远场转移.现场应用表明倾斜厚煤层"高补低卸"异形断面非对称支护技术大大减小了围岩变形量和顶板离层量,对巷道进行了有效控制,应用效果显著.

    倾斜煤层围岩变形补强支护钻孔卸压应力演化

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    双厚组合坚硬顶板定向长钻水力压裂评价体系研究

    杨欢王泽阳郑凯歌李彬刚...
    163-169页
    查看更多>>摘要：针对双厚组合坚硬顶板厚煤层工作面开采过程中的强矿压显现问题,本文提出了定向长钻水力压裂方案,并基于压力实测、瞬变电磁及钻孔窥视方法从孔内、孔外、动态、静态四个方面对定向长钻水力压裂裂缝扩展进行可视化监测评价.研究成果表明:压裂过程包括钻孔周围微裂隙发育扩展,出现宏观裂缝,宏观裂缝周围微裂隙发育,出现新的宏观裂缝,直至压裂完成;钻孔径向 20 m范围内岩层电阻率较低,大裂缝较为发育;设计的 3个钻孔压裂后影响范围基本可以覆盖整个顶板治理区域;长钻孔内各压裂段裂隙可以实现贯通,钻孔内纵裂隙、横裂隙交替发育形成三维裂隙网络;压裂后顶板微震事件总能量和总次数都显著降低,压裂层位顶板能量提前释放,表现为"高频低能"显现,工作面来压强度明显改善.

    坚硬顶板矿压治理压裂弱化评价方法瞬变电磁

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