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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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    深井切眼巷道爆破切顶留巷围岩控制技术研究

    杨耀文黄姝羽
    169-178页
    查看更多>>摘要：预裂爆破切顶留巷技术是现今煤矿开采中实现高效开采的重要手段,切顶效果的好坏直接影响到留巷的安全性和稳定性,而切眼巷道处的围岩情况与控制技术也有其不同点.鉴于此,本文针对朱集西煤矿 13402工作面切眼巷道切顶留巷相关问题,从理论分析和数值模拟的角度分析了传统方式留巷和切顶留巷两种技术的差别性,阐明了切顶留巷技术的优越性.根据现场情况,针对性地提出了切眼巷道顶板"锚索补强支护+爆破切顶",实体煤帮"锚杆索强力支护"、采空区侧"U型钢+挡矸支架护帮+锚杆补强"的围岩控制方案,并且对锚杆索参数、爆破深度和角度、装药结构等参数进行了设计.方案实施后,切眼巷道留巷效果良好,稳定后留巷的顶板下沉量约为 225 mm,实体煤帮变形量约为 150 mm,保证了下工作面的安全回采.

    切眼巷道爆破切顶理论分析数值模拟围岩控制

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    倾斜厚煤层动压巷道变形破坏规律及高预紧力锚杆锚索协同支护技术研究

    乔杰鹏
    179-190页
    查看更多>>摘要：针对庞庞塔煤矿倾斜煤层巷道局部收敛变形过大的问题,以 5-1062 巷为工程背景,通过理论分析和数值模拟,分析总结了巷道失稳机理和变形破坏的主要原因,探讨了围岩变形对动压的响应机制,揭示了高预紧力锚杆锚索协同支护技术对围岩变形的控制机理,并针对原有支护方式不足提出以高预紧力锚杆锚索协同支护技术为核心的优化方案,结合现场条件进行了工业性试验.研究结果表明:护表面积小、预应力低、锚杆(索)支护不协同是 5-1062巷支护效果不佳的主要原因;对于倾斜煤层巷道,垂直动压对两帮的影响大,水平动压对顶板的影响大,与水平动压相比,垂直动压是影响巷道收敛变形的主导因素;高预紧力锚杆锚索协同支护技术能给巷道浅部围岩施加均匀的高预应力,保证围岩处于较为稳定三向应力状态,有效提升围岩的稳定性.现场监测表明,采用支护优化方案后,巷道变形得到有效控制,无锚杆锚索破断现象,局部网兜现象得到抑制,现场支护效果良好,为类似工程地质条件下的煤矿巷道围岩变形控制提供参考.

    倾斜煤层动压收敛变形协同支护现场监测

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    大埋深煤层开采覆岩离层发育层位定位方法研究

    吴永辉秦伟苏士杰丁湘...
    191-201页
    查看更多>>摘要：离层注浆是减少开采后地面沉降,以及防治离层水害的重要手段,其中,确定注浆层位作为注浆工程的首要难题,影响着地面减沉和水害防治效果,在离层形成过程中,不同的覆岩结构对离层的发育影响至关重要.本文以门克庆煤矿 11-3101工作面地质条件为工程研究背景,基于Winkler弹性地基上的薄板理论,推导了岩板竖向挠度计算公式,结合"关键层"理论,建立了覆岩离层发育层位及其空间特征预计模型.同时,利用三维离散元技术研究了工作面覆岩离层的发育规律.通过在 11-3101工作面开展离层注浆工程,应用钻孔冲洗液漏失量观测和钻孔彩色电视成像技术对离层发育层位进行现场实测,将模型预计成果和数值模拟结果与实测结果对比,验证了理论预计和模拟模型预测结果的可靠性.同时,通过观测注浆前后地表沉降情况可知,下沉速率减少了 58.6%,注浆减沉效果显著.该模型可为后续该地区离层注浆和离层水害防治提供更加精确的层位选择.

    离层关键层薄板理论冲洗液漏失量钻孔彩色电视成像

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    工作面动压区穿层钻孔瓦斯抽采技术及其效果分析

    陈兴隆
    202-207页
    查看更多>>摘要：为解决突出煤层瓦斯抽采困难,回采过程中仍易造成瓦斯异常涌出,以及底抽巷瓦斯抽采利用率不足的问题,采用FLAC3D数值模拟软件对工作面回采期间超前支承压力分布及塑性区发育情况进行模拟,根据数值模拟结果有针对性地在底抽巷开展动压区瓦斯二次抽采,并通过瓦斯体积分数检测和瓦斯纯量计量对二次抽采效果进行评价.研究结果显示,工作面前方0～7 m范围内为塑性区,垂直应力对煤体起到主要的破坏作用,煤体裂隙发育贯通,易于抽采;可将距工作面 0～20 m、20～60 m和 60 m外分别划分为高效抽采区、有效抽采区和原始抽采区,各区瓦斯体积分数随着与工作面距离的增加而减小,直至进入原岩应力区而稳定;通过对动压区二次抽采瓦斯纯量进行计量可知,采用穿层钻孔对工作面动压区瓦斯开展二次抽采工作能够提高瓦斯抽采效率,减少工作面瓦斯涌出量.

    动压区数值模拟贯通裂隙二次抽采穿层钻孔

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    宽煤柱窄条带点柱式充填开采技术与实践

    魏帅贾建伟梁大海
    208-215页
    查看更多>>摘要：针对某煤矿地下水保护的需要,提出一种宽煤柱窄条带点柱式充填开采技术.为成功实现条带式保水煤层开采,首先,分析条带开采时煤柱的留设;其次,分析了充填方法后,结合煤矿的充填材料来源,提出膏体充填工艺及流程;最后,对充填效果评价指标接顶率分析,提出点柱式充填加强支护效果.开采块段采用单翼长壁法布置充采双工作面,并形成全风压通风系统,在工作面内平行于切眼方向划分数量不等的宽煤柱,每个宽煤柱安排不同轮次的窄条带进行回采.条带开采后实施沿空留巷,采空区(回采后的窄条带)实行点柱式充填法与完全充填法相间的方法处理,第一轮与第二轮采用点柱式充填法、第三轮与第四轮采用全部充填法管理顶板.采用数值模拟分析,对充填后地表最大下沉量进行了预判与分析,地表最大下沉量发生在采区中部,为106 mm,现场地表沉降监测数据和理论计算结果相吻合.研究成果在煤矿现场得到了应用,实现了地下水资源保护性采煤,提高资源回收率,降低充填成本,减少地表沉降.

    充填开采条带开采点柱式岩层控制"三下"压煤

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    某金矿多中段充填开采对地表塌陷区稳定性影响分析

    孙万明
    216-225页
    查看更多>>摘要：随着矿井开采逐步向深部发展,多中段开采引起的围岩稳定问题是矿井面临的主要安全因素.某金矿开采分为早期浅部空场法开采和后期深部充填开采两个阶段,早期开采在地表形成了一定范围的塌陷区.为了掌握深部多中段充填开采的覆岩移动变形叠加效应是否引起浅部塌陷区的活化,进而影响地表稳定性及井下安全生产,首先,采用理论分析方法研究了浅部塌陷区形成原因、机理,进而分析了地表塌陷区当前的自身稳定性;然后,采用RHINO、FLAC3D等数值模拟方法研究了深部上向水平分层充填开采引起的围岩移动变形规律及其引起的地表塌陷区的剩余沉降和塑性区发育.研究认为,某金矿深部多中段充填开采后充填区自身的变形量、浅部采空区内部岩层位移及地表沉降整体较小,相比于未充填情况下可较大程度减小围岩变形和地表塌陷区沉降,地表塌陷区仅在局部区域出现塑性区,多中段充填开采在维持当前充填效果的前提下不影响地表塌陷区的整体稳定性.本文研究方法及成果可为金属矿山充填开采覆岩变形安全性评价及地表塌陷区灾害防治提供有益借鉴.

    金矿多中段开采塌陷区采空区充填开采稳定性

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    基于探地雷达的小保当煤矿斜井井筒围岩富水区探测

    梁旭
    226-233页
    查看更多>>摘要：斜井井筒是特殊的地下工程结构,直接连通地面和井下,承担着矿井运煤、运料、通风和行人的重要任务,是煤矿安全高效生产的一个重要环节.但斜井井筒围岩富水区分布一直是影响斜井稳定性的一个重要因素.基于此,为了探清小保当煤矿斜井井筒围岩富水区的分布情况,本文采用探地雷达探测的方法,分别对小保当一号煤矿和二号煤矿的主斜井井筒、副斜井井筒围岩富水区进行探测.首先,利用探地雷达稳定电流在不同介质下电流传播的差异性对斜井井筒进行探测.将探测到的雷达数据经过信号处理,得到细节较好且便于判断的剖面图.然后,通过剖面图大致圈定井壁后方围岩不良地质体的范围.随后与现场实测渗水区域进行对比分析,排除其他不良地质体(如地层交界处、围岩岩性变化交界处、壁后空区、断层和裂隙等地质构造),从而得到围岩潜在的富水区分布情况.实践表明,应用此方法判别井筒围岩富水区和实际钻孔勘探相比误差较小,能相对准确地得出富水区分布.本文研究可为煤矿井筒稳定性防护提供重要参考和有力支撑.

    探地雷达斜井稳定性不良地质体富水区超前探测

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    某高硫铜矿预选铜尾矿活化浮硫试验研究

    顾恒光范宛惠谢蕾余洪...
    234-244页
    查看更多>>摘要：某高硫铜矿富含铜、铁、硫等有价资源,经预浮选铜后尾矿中硫含量较高.为回收利用硫资源,同时降低尾矿硫含量以减少对环境的危害,开展铜尾矿活化浮硫试验研究.通过工艺矿物学研究,查明了高硫铜矿原矿中各类矿物的嵌布特征和预选铜尾矿中主要载体矿物黄铁矿的嵌布特征.根据其尾矿嵌布特征,基于一次粗选流程进行了控制变量试验,考察了活化剂及捕收剂种类与用量对硫分选的影响,确定了最佳活化剂硫酸用量为 3 000 g/t,黄药作为捕收剂最佳用量为 150 g/t,探究了加药方式对浮选的影响,证明黄药在粗选和扫一分段加药效果较好,可有效降低硫浮选尾矿硫品位,进而减弱其对环境的影响.经过最佳药剂制度及分段加药一粗两扫流程,可获得硫品位为49.6%、回收率为98.45%的硫精矿,尾矿硫品位降低至 3.55%.为进一步优化浮选流程和工艺参数,分别对硫浮选精矿及中矿产品开展工艺矿物学研究,对其矿物组成、共生关系及元素含量等进行了考查,发现黄铁矿并未完全实现解离,工业利用价值较低,如未进行再磨,分选分离难度较大.该研究可为其他同类型含硫尾矿高效回收提供一定的理论参考.

    黄铁矿工艺矿物学浮选活化剂硫回收

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    黑龙江某铜钼混合精矿絮凝沉降性能及机理研究

    刘克爽康长科崔宝玉赵强...
    245-253页
    查看更多>>摘要：黑龙江某铜钼混合精矿矿物成分复杂,矿样中-30 μm粒级含量占 45.56%,微细颗粒含量高,该精矿因成分复杂且微细粒含量高导致精矿浓缩池的絮凝沉降作业面临着沉降慢、溢流浊度高的巨大难题.为探究该精矿的絮凝沉降性能及相关机理,首先,对该样品进行单因素絮凝沉降试验,以沉降高度和上清液浊度为指标考察絮凝剂分子量、絮凝剂浓度、絮凝剂单耗量、矿浆浓度和矿浆pH值对其絮凝沉降效果的影响;其次,利用傅里叶红外光谱对沉降产物进行分析,探究矿物颗粒与絮凝剂之间的配位模式和作用方式;最后,借助分子动力学模拟结果分析样品中各矿物与絮凝剂分子和水分子之间的作用关系.物理结果表明,该样品在阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)分子量 1 000万、配制浓度 1.60‰、单耗量 25 g/t、矿浆浓度25%和矿浆pH=11时絮凝沉降效果最优;红外谱图分析结果表明,APAM与矿物表面发生了氢键吸附和化学吸附;分子动力学结果表明,4种主要矿物与APAM的絮凝吸附均为自发过程,且APAM分子在 4种矿物表面均紧密分布,而水分子主要分布在黄铜矿和辉钼矿表面.本文研究结果可为微细粒铜钼混合精矿的絮凝沉降工艺及新型絮凝剂分子的设计开发提供科学依据.

    铜钼混合精矿絮凝沉降阴离子型聚丙烯酰胺分子动力学模拟絮凝剂

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    天然鳞片石墨提纯研究进展

    于倩张晓臣阚侃
    254-260页
    查看更多>>摘要：天然鳞片石墨是一种战略资源,对国民经济发展及现代化建设具有重要作用.石墨材料因其具有导电、耐热、抗腐蚀、韧性好、润滑性能好等优异性能,被广泛应用于密封、铸造、防火材料、导电材料等传统工业领域,在新能源、电子信息技术、高端装备技术等新兴领域也具有潜在的应用价值,被誉为"工业黑金".虽然我国有着丰富的石墨资源,但由于石墨提纯技术落后,石墨深加工产品与国外仍有一定差距.石墨材料纯度越高其应用价值越高,因此,研究高效、节能的石墨提纯技术对我国石墨产业的发展具有十分重要的意义.目前,常用的石墨提纯方法可分为物理提纯法和化学提纯法,其中,物理提纯法包括浮选法、高温法,化学提纯法包括氢氟酸法、酸碱法和氯化焙烧法.分析对比了这几种提纯方法的原理、优点及存在的问题.未来的研究方向主要集中在对单一提纯方法的工艺流程、提纯设备的优化,多种方法联合使用,以及新方法的开发及应用等方面.

    石墨提纯碱酸法氢氟酸法氯化焙烧法

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