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中国矿业
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月刊

1004-4051

magazine@chinamining.org

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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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    2025-2035年中国天然石墨资源需求预测

    刘超赵汀刘胜前马哲...
    78-88页
    查看更多>>摘要:天然石墨广泛应用于传统工业和战略性新兴产业,是支撑我国高新技术发展的重要原材料.本文论述了我国天然石墨资源现状,并通过分析天然石墨主要消费部门需求,预测了未来耐火材料、铸造、铅笔、密封材料、摩擦材料、润滑吸附材料、锂电池负极材料等产业对天然石墨的需求.研究发现:我国天然石墨资源丰富,未来需求量将快速增长,预计到2025年、2030年、2035年我国天然石墨的需求量将分别达到 109.0万t、188.3万t和 278.3万t.全球天然石墨供给侧正在重塑,我国在全球天然石墨产业链供应链中的地位正在下降.我国石墨消费重心正从传统产业向战略性新兴产业转移,高端石墨产业发展面临机遇,为天然石墨产业发展带来新的增长点.通过健全天然石墨产业链和加强天然石墨资源保护力度,使我国从石墨资源大国发展成为石墨资源强国,支撑我国未来在新能源、关键装备密封润滑材料、高温材料等高端领域的石墨产品需求发展.

    天然石墨需求预测负极材料战略性新兴产业转型升级

    煤矸石综合利用技术现状与标准体系研究

    潘硕胡雨晴王海燕于家琳...
    89-98页
    查看更多>>摘要:煤矸石是煤炭开采和选煤过程中产生的主要废弃物,在我国西北地区产生量巨大.由于缺乏有效的综合利用,大量煤矸石无法消纳,只能就地堆存,占用了大量土地资源的同时也带来环境污染和生态破坏的风险,因此,探索建立煤矸石的综合利用技术体系,并配套完善的技术标准体系至关重要.本文对我国近十年来煤矸石产生和利用情况进行分析,并调研当前国内煤矸石综合利用技术现状和标准体系,分析总结出制约我国煤矸石综合利用技术发展存在的问题,包括无法支撑大规模消纳需求、缺乏技术标准体系支撑、技术区域特征明显、不利于复制推广等;针对技术推广过程中缺乏技术规范及标准的情况,总结当前煤矸石综合利用领域标准现状,提出当前标准体系中存在的问题,包括缺乏污染防控标准体系、缺乏综合利用技术规范等.通过上述分析,为煤矸石综合利用行业提出相应的建议,旨在为煤矸石综合利用技术体系的发展方向和标准体系的完善提供参考和借鉴,以实现煤矸石更加高效、安全和环保的综合利用.

    煤矸石环境管理综合利用政策法规环境标准

    儿童友好导向的矿区地表致灾因素治理规划研究与探索:以硕嘉湾矿区为例

    陈柯RUHIZAL Bin Roosli赵国梁陈向阳...
    99-107页
    查看更多>>摘要:大规模的煤炭资源开发与利用引发了一系列生态环境问题.在生态文明建设的背景下,对矿区致灾因素及生态修复的综合治理规划提出了更高要求.因此,本文以神木市硕嘉湾矿区为例,通过可见光+热红外无人机航测探明了该区域地表致灾因素主要为隐蔽高温异常、地表裂隙和塌陷、地表水体;在此基础上,以儿童友好作为治理目标导向,围绕治理规划的理论、原则、方针、实施、目标,系统提出"44441"(四理论指导、四原则推行、四方针落实、四步演进规划方案、一目标实现)儿童友好导向的治理规划策略,为矿区的治理规划提出了新兴概念设计,形成了致灾因素识别→前期生态修复→后期治理规划的全生命周期、全链条完整的矿区治理规划新路径,为提高矿区居民生活环境品质,以及矿区可持续发展提供了新思路.

    矿区治理无人机航测致灾因素儿童友好导向生态修复

    资源整合背景下露采转地采矿山地质环境治理方法探讨

    吕前辉余沛于磊刚张文丽...
    108-117页
    查看更多>>摘要:为查明资源整合背景下楸树湾铜钼矿露采转地采矿山地质环境问题、矿区地质灾害现状及隐患、土地利用类型和各类土地的损毁及复垦情况,制定相应的矿山地质环境保护治理与土地复垦措施.通过资料收集与野外地质环境调查,对矿山生产活动造成的土地损毁与矿山地质环境影响进行综合性评估,确定保护与恢复治理分区的责任范围;从技术、经济、土地适宜性和水土资源平衡等方面提出矿山地质环境治理、修复与土地复垦措施;通过设置警示牌、防护网、修建挡土墙、排水渠、边坡复垦和表土复垦等工程技术措施,分阶段、有层次地进行修复治理.项目的有效实施消除了地质灾害隐患,避免了人员伤亡和财产损失;增加了复垦面积,提升了土地资源的综合利用率,有利于复垦区经济效益的综合提升;使因矿山开采对地质环境和土地资源的影响和破坏程度降到最低.为实施矿山地质环境保护、治理和监测及土地复垦,以及为自然资源主管部门的监管提供依据,改善矿区人居生态环境,促进区域经济的良性可持续发展.

    露天矿山资源整合地质环境治理土地复垦植被恢复生态修复

    尾矿库土壤铵态氮空间分异性及其可视化表达

    冯郑文刘亚静
    118-126页
    查看更多>>摘要:为解决尾矿库土壤铵态氮含量信息描述和表达手段单一,引起空间分异性精细化表述不明确的问题,以迁安市某尾矿库为研究区,采集化验 0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm三层土壤铵态氮含量,利用莫兰指数分析土壤铵态氮空间自相关性和空间聚集程度;利用标准差椭圆分析研究区内土壤铵态氮含量的二维空间变化趋势;基于二维空间中土壤铵态氮分异性研究,探讨 3D经验贝叶斯克里金对土壤铵态氮三维空间分布特征的模拟,通过构建剖切面和等值面,深入研究尾矿库土壤铵态氮在水平方向及垂直方向的二维三维可视化表达效果.研究结果表明:尾矿库土壤铵态氮含量在不同土壤深度均存在显著的空间正向关联性和空间集聚性;随着土壤深度增加,铵态氮含量西南-东北变化的方向性越明显;二维三维插值显示研究区土壤铵态氮含量在水平方向、垂直方向上空间分布均有显著差异性,等值面的构建有效描述了尾矿库土壤铵态氮具体含量值的三维空间精细化分布规律.通过本文研究以期为矿区土壤理化性质三维空间分布规律研究、土壤修复,以及生态可持续发展提供理论支撑及参考.

    铵态氮莫兰指数标准差椭圆3D经验贝叶斯克里金空间分布

    基于SE-YOLOv5模型皮带异物检测算法研究

    边铁山
    127-134页
    查看更多>>摘要:以某煤矿 1305智能工作面皮带异物识别为工程背景,为了解决井下皮带运输机因废弃锚杆、大块煤等异物而导致的皮带撕裂甚至损伤停机等问题,亟需开展皮带异物智能检测研究.本文提出了SE-YOLOv5皮带异物智能检测方法,该方法以YOLOv5目标检测技术为基础模型,加入SE通道注意力机制进行优化,并对学习率、图像输入批大小、权重衰减等模型参数调整,对构建的数据集进行训练检测,将检测结果与 Faster-RCNN、YOLOv3、CenterNet、YOLOv5等模型进行对比.研究结果表明:SE-YOLOv5模型预测结果得到较大提升,对锚杆的预测精度达 0.98,对大块煤的预测精度达 0.88,召回率(Recall)为 0.91,各个检测目标平均精度的平均值(mAP)为 0.912,单张识别速度为 0.037 s;此外,对处于低照度、高粉尘浓度等环境下的数据集仍有较高的识别率,说明SE-YOLOv5模型检测精度高、速度快、鲁棒性强,可以满足复杂环境下皮带异物识别的要求.煤矿皮带异物检测是煤矿安全和生产效率的关键组成部分,采用现代化的检测技术有助于提高系统生产效率,保障设备安全,降低维护成本.

    异物检测SE-YOLOv5参数调整复杂环境识别率

    基于Duffing混沌振子的长壁采煤机链轮摆线齿廓生成方法

    高娜
    135-141页
    查看更多>>摘要:长壁采煤技术的链轮摆线齿廓对采煤效率和安全至关重要,但其生成过程受开采不确定性影响,特征选择和提取难度大,难以满足高效安全采煤需求.因此,本文提出基于Duffing混沌振子的长壁采煤机链轮摆线齿廓生成方法.利用反转法建立摆线齿廓方程,推导摆线齿廓结构参数;结合实际啮合状态与应用原理,采用展成法对应切齿过程,修正链轮摆线齿廓几何参数;基于Duffing混沌振子构建动力学模型,在非线性周期驱动下描述齿廓几何参数变化过程,生成长壁采煤机链轮摆线齿廓.实验结果表明:在给定设计参数下,研究方法的径向位移、轴向位移,以及法向偏角均与理论值的偏差小,满足周向侧隙和齿廓间隙要求,能够保证采煤机链轮应用过程中的啮合状态和使用寿命.

    Duffing混沌振子长壁采煤机链轮摆线摆线齿廓啮合状态

    开采深度对低凹陷露天矿装载扬尘运移规律和质量浓度分布特征的影响分析

    柯丽华杨玄保蒋玉文张光权...
    142-148页
    查看更多>>摘要:为减少低凹陷露天矿装载扬尘对作业人员职业健康和外部环境污染的不利影响,依据气-固两相流理论,采用Fluent数值模拟方法,对不同开采深度条件下的低凹陷露天矿采装工作面装载扬尘的运移规律和质量浓度分布特征进行研究.研究结果表明:开采深度对装载扬尘扩散方式和呼吸带高度处装载扬尘质量浓度的影响显著;当开采深度H=0m时,受矿车的阻挡作用发生方柱扰流,装载扬尘颗粒逸出车厢后,沿X轴方向线性扩散,扩散距离随扩散时间延长而增大;当开采深度H>0m时,采场风流在台阶处发生流动分离,形成与开采深度同高的风流漩涡,装载扬尘颗粒逸出车厢后,随着大结构漩涡向四周扩散;随着开采深度增加,装载扬尘颗粒沿X轴扩散距离逐渐减小,沿Z轴运移扩散距离增大,矿车下风向呼吸带高度处装载扬尘质量浓度超标影响范围减小,装载扬尘在呼吸带高度上的质量浓度随扩散时间增加而逐渐降低,并在t=100 s时降低至职业接触限值 8 mg/m3 以下.本文研究为合理确定装载扬尘的污染影响范围和制定有效的装载扬尘治理措施提供决策参考.

    装载扬尘低凹陷露天矿开采深度采装作业气-固两相流数值模拟

    深部煤系软岩大巷全断面锚注修复技术研究

    何尚森刘瑞鹏丁鹏余宏...
    149-159页
    查看更多>>摘要:为解决深部煤系软岩大巷变形剧烈、持续时间长且支护困难的问题,以王洼煤矿 8煤层南深部集中运输大巷为工程背景,采用现场勘查、矿物组分分析、围岩应力测试、数值模拟分析等方式,揭示了造成深部煤系软岩大巷产生强烈变形的主要原因,得出加强深部煤系软岩大巷支护的控制思路,并在此基础上根据煤系软岩的劣化程度和支护失效特征,提出了基于全断面高强锚索支护+喷浆+全断面注浆锚索锚注支护+钢棚支护的主被动联合补强修复支护方案,并建立了修复支护的"三个阶段、四个步骤"工艺体系.研究结果表明:8煤层南深部集中运输大巷围岩成分复杂、质地软弱、遇水易膨胀崩解,且处于高地应力环境,应力集中系数达到 1.46,总体表现出变形速率快、持续时间长、变形量大的特点;原支护设计存在支护强度不足、未针对软岩特性采取有效措施的缺陷,导致顶板、巷帮部分锚杆锚索破断失效;进行全断面锚注修复支护后,形成高强度、范围大、连续性强的预应力场,预应力场有效影响深度增大至原支护的 1.5倍.现场试验监测显示:补强修复支护后,大巷巷帮及顶底板变形趋于稳定,表明全断面锚注修复支护工艺对深部煤系软岩大巷的稳定性控制效果显著.

    深部巷道软岩剧烈变形全断面支护锚索预应力场

    软岩大巷围岩裂隙演化机制与控制研究

    陈海俊陈勇
    160-168页
    查看更多>>摘要:本文以南岭煤业 52采区进风大巷为研究对象,剖析了软岩大巷变形破坏特点及裂隙演化机制,以期有效解决软岩大巷面临的剧烈变形、失稳等工程难题.首先,根据软弱岩体应力-应变关系,及其与围岩强度变化之间的相互作用关系,构建了能够描述圆形巷道破坏分区现象的力学模型,明晰了软岩大巷围岩弹塑性变形分区破坏特征,揭示了深井软岩大巷围岩的变形破坏机理.其次,基于UDEC-Trigon方法,构建了符合工程尺度的离散元数值计算模型,并提出了针对该模型的参数校正方法.通过模拟研究,探讨了软岩大巷围岩的裂隙扩展特征、应力分布规律、巷道变形规律.最后,提出了深浅部注浆与高强高预紧力锚杆索支护的软岩大巷控制技术及相应参数,并在南岭煤业 52采区进风大巷成功应用.应用结果表明:锚杆索+注浆联合控制技术有效控制了 52采区进风大巷的变形量,提高了巷道稳定性.本文研究成果为软岩大巷围岩变形稳定控制提供了理论依据和技术支撑.

    软岩大巷破坏机理UDEC-Trigon修正模型裂隙扩展矿压观测