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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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    综采工作面垮落带注浆充填开采覆岩采动裂隙定量表征试验研究

    李志华耿倩杨科邹恩隆...
    159-167页
    查看更多>>摘要：为定量表征冒落区注浆充填对覆岩采动损伤程度的影响,以任家庄煤矿 110903工作面为研究背景,开展垮落法开采和垮落带充填法开采物理相似模拟实验,运用分形理论研究两者覆岩裂隙演化特征,并对其覆岩运移规律进行对比分析.研究结果表明,垮落法开采后采动裂隙分形维数变化规律为迅速上升-缓慢下降-缓慢上升-急剧上升,注浆充填开采后变化规律呈迅速上升-迅速下降-缓慢下降-缓慢上升;将采动裂隙发育网络划分为离层裂隙区、离层压实区、垮落裂隙区、竖向破断裂隙区四个区域,对比垮落法开采和垮落带充填法开采,充填后采场覆岩裂隙不发育,离层压实区范围较小,发育高度仅为 21.96 m;注浆充填开采后各关键层下沉量显著减小,关键层 2最大下沉量出现在顶板初次破断处,垮落法开采后关键层2最大下沉量出现在采空区中部.垮落带注浆充填开采能有效改善覆岩裂隙损伤、控制覆岩裂隙发育、减缓覆岩下沉,该成果可以为任家庄煤矿充填开采控制地表沉降提供一定的理论依据.

    垮落带注浆充填相似模拟分形理论裂隙演化覆岩运移

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    复杂地形条件下充填工艺研究及应用

    王旭李闯法源古亚洲...
    168-174页
    查看更多>>摘要：在构建高效绿色环境友好型矿山指导思想下,全尾砂胶结充填采矿法因其具备处理尾砂及控制围岩变形、降低开采对地表环境影响的优点,成为了矿山安全、高效、绿色开采的关键支撑技术,得到了全面的推广应用.在矿山应用过程中,尾砂料浆多采用管道运输,而在以陡峭山谷为主的复杂地形条件下,特别是长距离、大落差、反坡输送过程中,极易出现堵管、爆管,甚至损坏输送泵等问题,成为了限制大规模充填的瓶颈问题.本文以武里蒂卡金矿为例,在开展系统性试验研究获取完整充填试验数据的基础上,结合矿山总图布置特点、地形条件及采空区空间相对区域位置等因素,进行尾砂输送方案对比优选,首次提出适应大落差山地条件的压滤尾砂缆车运输再造浆充填工艺方案,并在现场成功实施和运行.矿山生产运行情况表明:单套充填系统即可满足矿山 3 000 t/d的生产需求,充填料浆似膏体态,系统运行稳定,配比参数精准,充填质量有保障.压滤尾砂缆车运输再造浆工艺方案具有流程短、占地少、效率高、运行经济可靠等优点,在大落差山地条件下该充填工艺能够实现充填物料高效运输、制备及低成本充填,具有较好的推广应用意义.

    压滤尾砂充填工艺尾砂反坡输送缆车运输似膏体充填复杂地形

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    导电溶液浓度对高压电脉冲煤体致裂增透效果影响实验研究

    陈清李尧斌
    175-181页
    查看更多>>摘要：为检验溶液浓度对高压电脉冲煤体致裂增透效果的影响,采用水溶液和浓度分别为0.5 mol/L、1.0 mol/L、1.5 mol/L、2.0 mol/L的NaCl溶液作为导电介质,运用高压脉冲放电系统对相似煤样进行水中放电致裂实验,并采用超声波检测技术分析致裂效果.实验结果表明:采用水作为导电溶液时放电压力峰值为 1.26 MPa,而采用NaCl溶液作为导电介质时放电压力峰值明显提升,采用NaCl溶液实验后煤样的首波声时差也高于水溶液实验后煤样的首波声时差,煤样的内部裂隙改造效果更为显著,表明导电溶液的加入可以优化煤样的导电性能;随着导电溶液的浓度增大,放电压力峰值越大,高压电脉冲在一定浓度的NaCl溶液中放电,能够提高电能转化为等离子通道能量的利用率,导电溶液浓度增加可以加强煤样的导电性,优化高压电脉冲放电致裂增透效果;但随着浓度继续升高,相较于 1.5 mol/L NaCl溶液,2.0 mol/L NaCl溶液放电压力峰值仅由 2.20 MPa提升到 2.25 MPa,两者首波声时差的变化也不大,煤样的致裂情况相仿,此时煤样对各导电离子的吸附量达到饱和状态,煤样吸附离子的数量基本维持不变,因此,煤样的导电性基本不变.

    增透实验高压电脉冲导电溶液裂隙瓦斯防治

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    井下环状金属结构等效多圈小环天线接收电磁波能量安全性分析

    范思涵杨维田子建
    182-189页
    查看更多>>摘要：在井下狭小的巷道空间内金属结构集中,如存在长导线、铁轨、绞车钢丝、支架、铁丝环等不同的金属结构形式.井下金属结构可能会通过磁耦合或接收辐射电磁波的方式接收发射天线的电磁波能量.若金属结构存在断点,则在断点处可产生感应电压;若金属结构断点处发生刮擦,则会在断点处以刮擦放电的形式以很低的电压产生刮擦放电火花,有点燃并引爆井下瓦斯气体的危险.金属结构的不同形式如环状金属结构、柱状金属结构等对耦合电磁波能量具有不同的特性.小型环状金属结构在井下广泛存在,具有体积小、摆放与安装自由度大的特点,井下小型环状金属结构等效为环状接收天线接收发射天线电磁波能量的安全性值得关注与研究.本文针对井下环状金属结构电磁波能量的安全性进行了研究,分析了将井下环状金属结构等效为多圈小环接收天线接收电磁波能量的安全性.建立了环状金属结构等效多圈小环接收天线的等效电路,求出了环状金属结构等效多圈小环接收天线负载上消耗的功率.当环状金属结构等效多圈小环接收天线谐振时,小环接收天线的输入阻抗恰好为阻性,可利用环状金属结构等效多圈小环接收天线等效电路求出负载上消耗的最大功率,以及环状金属结构等效多圈小环接收天线与发射天线之间应保持的安全距离.仿真分析了环状金属结构等效多圈小环接收天线的等效半径、导体直径、圈数以及环状金属结构等效多圈小环接收天线和发射天线之间的夹角对负载上消耗最大功率和安全距离的影响.仿真结果表明,安全距离随环状金属结构等效多圈小环接收天线等效半径的增大而增大,随环状金属结构等效多圈小环接收天线导体直径增大变化不明显,随表示发射天线和等效接收天线之间相对高度关系的夹角增大而减小.本文研究可为无线通信新技术在煤矿井下应用的电磁波能量安全性问题提供参考.

    煤矿环状金属结构电磁波能量放电火花安全距离

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    柠条塔煤矿水文地质结构特征与水害治理模式研究

    郭书全王海
    190-200页
    查看更多>>摘要：随着西部煤炭资源的持续高强度开采,矿山所面临的工程与水文地质条件越来越复杂,极易诱发采掘突水溃砂事故,而水文地质结构特征的研究是水害评价和治理的重要基础性工作.本文以陕北榆神府矿区的柠条塔煤矿为例,在对其地质条件和构造发育情况进行系统分析的基础上,从矿区的补给、径流、排泄条件,主要充水水源,矿体与含水层的空间结构关系三个方面对矿山的水文地质结构特征进行了研究.研究发现,地表浅部松散层主要接受大气降水补给,基岩风化带含水层主要接受侧向径流补给.矿井充水水源包括大气降水、地表水、含水层水、老空水和烧变岩水五种,不同煤层根据其埋深、开采厚度、冒裂带发育高度等的不同具有不同的充水水源.基于对矿山水文地质结构特征的分析,认为火烧区下部 2-2煤层回采工作面可能存在突水溃砂风险,并设计了两排帷幕注浆孔.注浆治理工程完成后的放水试验结果表明,烧变岩含水层补给量大幅度减小,治理效果显著,可以保障煤层的安全开采,研究成果对榆神府矿区的矿井水害防治及水资源保护具有一定的理论意义和实践意义.

    水文地质结构烧变岩突水溃砂帷幕注浆安全开采

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    延长油田CO2大气扩散数值模拟研究及监测点位优化

    杨康杨红沈振振刘瑛...
    201-207页
    查看更多>>摘要：由于陕北地区局部气象环境复杂,造成CO2 浓度扩散方向的不确定性,同时,延长油田地处黄土塬,地貌沟壑纵横高低起伏,导致布置CO2 大气监测点位困难.本文基于Fluent软件模拟了不同泄漏情景下CO2 驱油与封存泄漏后在大气中的扩散规律,优化监测点位布局,并开展了监测实践.研究结果表明:随着风速的不断增加,CO2 云的浓度在纵向上呈现出一直缩小的趋势,但是CO2 云的浓度在横向上的扩散距离呈现出先增大后缩小的趋势;当风速为2.0 m/s时,CO2 云的扩散距离最远为 47 m,浓度最大的CO2 云扩散距离为 15 m;随着泄漏速度的增大,近地表处CO2 云的浓度无论是在纵向上还是在横向上都在不断增大;当泄漏速度小于0.4 m/s时,随着泄漏速度的增加,CO2 云的扩散距离增加得较快;当泄漏速度大于 0.4 m/s时,随着泄漏速度的增加,CO2 云的扩散距离增加速率变缓.结合模拟结果、陕北地区气象环境、裂缝发育方向、"注气"优势方向和近地表植被高度,确定监测点位布局:方向上为北东—南西向;平面上为距离井口下风向 15 m;纵向上为采样高度 50 cm.CO2 浓度大气监测点的监测结果表明并未发生泄漏.

    CO2驱油与封存泄漏CO2泄漏CO2浓度大气扩散监测点位黄土塬地区

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    风流扰动下煤炭装载冲击粉尘运移规律与抑尘技术研究

    于海里侯庆亮李敬国希都日古...
    208-216页
    查看更多>>摘要：煤炭装载冲击是露天煤矿主要的产尘环节之一,尤其在自然风流的作用下容易造成大面积的粉尘污染.针对内蒙古地区露天煤矿地域气象风力强劲、装车冲击粉尘浓度高、粉尘扩散污染严重等问题,采用Realizable κ-ε湍流模型,结合数值模拟分析不同风速扰动下装载冲击产尘运移规律,探究抑尘运移方法及其防治粉尘污染的作用效果,结合内蒙古白音华三号露天煤矿装车站现场,设计优化阻尘技术并进行现场应用与效果分析.研究结果表明:流经装车涵洞的过堂风、背风面形成的涡旋风流是促使下风侧粉尘颗粒运移的主要原因;随着风速的增大,装车站风流的不均匀性不断加剧,粉尘颗粒在风流的夹带作用下向下风侧区域扩散;粉尘扩散污染路径装设抑尘网可实现对粉尘运移的有效阻隔,且随着抑尘网高度的增加,装车站下风侧区域内的风速值出现显著降低,并在装车涵洞出口处形成一条风速值分布较为均匀的低速带,进而降低了粉尘颗粒的逃逸速度,有效控制了粉尘的扩散范围;此外,抑尘网安装高度对于风流场与粉尘运移的影响存在阈值,基于模拟研究结果,优选网高为7 m的防风抑尘网进行现场应用.现场粉尘浓度测定结果表明:抑尘网内外粉尘降低效率达到82.51%以上,有效降低了装车站粉尘扩散范围,对矿区周边的环境保护具有重要意义.

    装载冲击粉尘污染数值模拟风流扰动阻隔抑尘

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    过滤器布置方案对地浸采铀浸出效果的影响分析

    赵龙昊李召坤阙为民杜志明...
    217-227页
    查看更多>>摘要：本文以有效对流体积、有效对流矿体体积比、有效浸出矿体体积比、浸出对流体积比4种地浸采铀流场特征参数为计算分析依据,建立了一套地浸采铀流场定量化分析评价方法.基于该方法,针对内蒙古某地浸采铀矿山,开展了过滤器布置方案对地浸采铀浸出效果的影响分析,并为现场钻孔施工推荐了最优过滤器设计方案.研究结果表明:采用地浸采铀流场特征参数的定量化分析评价方法,可以对不同过滤器设计方案下的有效对流体积、有效浸出体积、浸出剂利用率等进行定量分析;各过滤器布置方案量化对比后发现,长过滤器方案形成的流场范围更大,过滤器长度大于 5 m时,增加单位长度带来的增益效果降低;过滤器安装位置对有效对流体积和有效浸出体积影响明显,短过滤器方案(2.5 m)宜采用中心布置,长过滤器方案(5 m、10 m)宜采用错位布置;方案 2的特征参数表现较好,为最优过滤器设计方案,在现场应用后,提高了采区抽注液量与铀浓度,更科学有效地指导了地浸采铀井场的工程设计.

    地浸采铀成井工艺过滤器设计流场分布井场设计

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    刚果(金)SCM矿区低品位高氧化率铜钴矿浮磁联合选冶试验研究

    刘杰周宽达王洪杰陈兴海...
    228-235页
    查看更多>>摘要：刚果(金)SCM矿区低品位铜钴矿样中,铜以自由氧化铜、结合氧化铜为主,并含少量次生硫化铜,原生硫化铜甚微;钴主要以水钴矿、菱钴矿、钴白云石等氧化钴的形式存在,铜矿物、钴矿物赋存状态复杂,回收难度大.根据矿石性质和实际生产需求,试验采用"预先浮选硫化矿-硫化浮选氧化矿-磁选-浸出"的原则流程,考察了硫化剂种类、铜钴矿浮选作业药剂制度和磁场强度等因素对铜钴分选指标的影响,考察了常规浸出条件下铜钴的浸出效果.研究结果表明:采用Na2S作为氧化铜钴的硫化剂、丁基黄药为捕收剂、硫化时间 4 min时,可实现自然矿浆环境中氧化铜钴的选择性分选;以磁场强度 1.1 T、磁场流速 1.0 cm/s、磁脉动频率16 Hz为磁选条件,磁选氧化铜钴矿硫化浮选的尾矿,可获得良好的铜钴矿磁选效果.针对含铜 1.68%、含钴 0.165%、氧化率 94.05%的原矿,铜钴矿分选作业采用四段氧化铜浮选、三段氧化钴浮选和两段磁选的开路试验,获得了产率 20.99%、铜品位 6.67%、铜回收率 79.91%、钴品位 0.396%、钴回收率 51.70%的氧化铜钴粗精矿.对开路试验获得氧化铜钴粗精矿进行硫酸浸出,用 98%硫酸调节浸出矿浆酸度,在液固比 5∶1、浸出时间 4h、搅拌速度 200 r/min、浸出终点pH值约 1.5的条件下,铜的浸出率为 97.96%,钴的浸出率为 91.08%,吨铜净酸为0.96 t酸/t铜.本文的研究结果可为同类型矿石的选冶处理提供一定的技术参考.

    高氧化率铜钴矿硫化浮选磁选浸出刚果(金)

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    隧道洞渣制备机制砂的细度模数控制系统研究与应用

    林靖任阳郑军周磊...
    236-244页
    查看更多>>摘要：隧道洞渣岩石特性多变,成品机制砂细度模数波动大,不利于工程应用.通过理论分析和试验研究等方法,研究了各公称粒径区间占比对细度模数的影响,将 0～5.0 mm砂分为0～2.5 mm与 2.5～5.0 mm两区间,以《建设用砂》细度模数的计算公式为基础,结合实测数据得出细度模数简化预测公式,并基于该预测公式构建了控制逻辑,实现了细度模数的在线调配与闭环控制.研究结果表明:将 0～5.0 mm砂分为 0～2.5 mm与 2.5～5.0 mm两区间,可推导出细度模数的简化预测公式,通过两区间砂的比值即可快速准确预测细度模数;当细度模数在 2.6～2.8之间且调配系数k取 2.1时,m3 与m2 的比值为 3.1～4.8,m3 与v的比值为78.12～120.96.基于简化预测公式构建的细度模数控制系统,可实现细度模数稳定控制,对隧道洞渣资源化利用有积极作用.

    隧道洞渣机制砂细度模数闭环控制简化公式

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