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金属非金属矿山作业链数智化技术体系研究 被引量：2
1
作者 王李管 刘永春 张炬 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期12-21,共10页
意义矿产资源是现代工业与社会发展的重要物质基础。然而,我国矿山企业普遍面临资源品位低、矿区规模小且空间分布分散等突出问题,传统矿山作业模式难以满足新常态下对生产效率、安全保障、产品品质和精细化管理的更高要求。因此,构建... 意义矿产资源是现代工业与社会发展的重要物质基础。然而,我国矿山企业普遍面临资源品位低、矿区规模小且空间分布分散等突出问题,传统矿山作业模式难以满足新常态下对生产效率、安全保障、产品品质和精细化管理的更高要求。因此,构建以作业链为核心的矿山数字化技术体系,推动矿业产业向数字化、智能化全面转型升级,已成为矿业培育新质生产力、实现高质量可持续发展的关键路径。进展在资源数字化领域,国内企业已成功研发出具有国际领先水平的数字化技术与产品体系,实现了矿产资源全生命周期的建模、评价、设计、优化与管理的全面数字化;在智能作业方面,井下装备的高精度定位、智能路径规划和自动驾驶技术已实现工程应用;在安全保障领域,研发了基于微震监测的自动事件拾取与智能预警软硬件系统,构建了集“认知-感知-管执”于一体的矿山数智化安全技术体系;在可视化管控层面,以多源异构数据融合为基础,通过数字孪生技术手段,实现了矿山多系统协同联动与多装备集群的高效调度管控。结论与展望未来的矿山数智化作业链技术体系将通过多模态感知、工艺优化、全流程智能化、数据资源化、大模型智能体和云端开采的有机融合,构建一个高度智能化、协同化、安全化的矿山生产管理生态系统,实现数据到决策的闭环智能管控。 展开更多
关键词 金属非金属矿山 矿山作业链 智能化 数字化 自动化
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多源固废基固碳矿用材料制备及多场景利用关键技术 被引量：6
2
作者 刘浪 夏磊 +4 位作者 王双明 方治余 朱梦博 何伟 高宇恒 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1203-1222,共20页
冶金工业生产与煤炭资源开发过程中产生了大量难以有效利用的固废,并伴随地表沉陷、固废堆存及高碳排放等一系列问题。为实现“煤矿减损化开采−固废功能化利用−CO_(2)低碳化处置”目标,创新性地提出了CO_(2)矿化多源固废制备固碳矿用材... 冶金工业生产与煤炭资源开发过程中产生了大量难以有效利用的固废,并伴随地表沉陷、固废堆存及高碳排放等一系列问题。为实现“煤矿减损化开采−固废功能化利用−CO_(2)低碳化处置”目标,创新性地提出了CO_(2)矿化多源固废制备固碳矿用材料及多场景利用关键技术。以改性镁−煤基固废(包括改性镁渣、粉煤灰、煤矸石)为例,采用直接矿化法在地面将其矿化制备固碳矿用材料,以适应矿山多场景的应用需求。系统分析了固废直接矿化的工艺及其关键影响因素,制备了改性镁−煤基固废固碳矿用材料,研究了不同液固比条件下改性镁−煤基固废固碳矿用材料的基础性能(流动性能、强度性能、固碳能力)及其固碳机制。结果表明:液固比大于0.23时材料满足充填流动性能要求,且28 d抗压强度最高可达6.18 MPa;直接矿化搅拌10 min的矿化效率达到50.7%。针对多源固废基固碳矿用材料的多场景利用问题,提出了包括“固碳矿用预制件、固碳膏体充填开采、固碳矿用材料用于采空区治理、固碳充填材料用于矿井降温”在内的多场景利用关键技术。基于固碳矿用预制件,提出了高强低渗储库墙构筑技术及巷道掘进底板铺设一体化技术装备;在矿井膏体充填开采的基础上,创新性地提出了房柱式采煤固碳充填煤柱回收技术及冶金−煤基固废固碳充填材料的高效制备与充填应用一体化装备。此外,在采空区治理的应用方面,还需研究CO_(2)在固废材料中的吸附−扩散机理、注浆材料与环境的多场耦合机制及CO_(2)高效吸收搅拌反应装置,建立“采空区危险源监测−固废矿化注浆材料治理−注浆效果评价”等应用体系。研究为大宗冶金−煤基固废的合理处置和CO_(2)的高效封存提供了有益参考,对于推动“双碳”目标的实现及煤矿区由“零碳”向“负碳”的转型发展具有重要意义。 展开更多
关键词 固废处置 二氧化碳封存 多场景利用 矿用预制件 固碳充填
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超高工作面上覆厚硬岩组破断运动规律与多重动载产生机理 被引量：2
3
作者 王家臣 王兆会 +4 位作者 孙文超 李猛 张鑫 李家龙 侯东鑫 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1876-1893,共18页
大采高开采技术具有高产、高效、高采出率等优点,成为榆神矿区厚煤层开采的技术首选。大采高工作面采出空间和装备功率成倍增加,采动效应急剧增强,特别是超大采高与厚硬顶板并存条件下,强矿压现象频发,威胁生产安全。为提升超高工作面... 大采高开采技术具有高产、高效、高采出率等优点,成为榆神矿区厚煤层开采的技术首选。大采高工作面采出空间和装备功率成倍增加,采动效应急剧增强,特别是超大采高与厚硬顶板并存条件下,强矿压现象频发,威胁生产安全。为提升超高工作面围岩控制效果,以曹家滩122104工作面为工程背景,采用现场实测、室内试验、理论分析等手段研究了10 m超大采高工作面厚硬顶板破断运动规律与支架载荷演化特征,探究强矿压产生机理及控制方法。结果表明:大采出空间、高推进速度、多厚硬岩组导致超高工作面液压支架具有“急增阻、高静载、多重动载、高频循环载荷”等承载特征,工况劣化导致顶板载荷快速向超高煤壁转移,引发坚硬煤壁板式劈裂破坏;超大采高导致工作面上覆3个厚硬岩组进入液压支架工况影响区,厚硬岩组呈现小变形破断模式,破断前以弹性变形为主,组内岩层无离层现象,破断后裂隙发育速度快,能量释放率高,破断岩块可形成错位岩梁平衡结构;得到了支架顶梁载荷三维分布曲面及其同顶板结构的协同演化特征,厚硬顶板破断前支架载荷小,分布于立柱支撑区,破断后支架快速增阻进入满负荷状态,多组硬岩破断导致液压支架承受多重动载冲击效应,顶梁载荷偏离立柱支撑区,引发异常支架工况;构建了考虑层间剪力的厚硬顶板短梁结构模型,其内部拉应力降低,剪应力升高,揭示了厚硬顶板小变形沉降原理和拉剪混合破断机理;得到了直覆厚硬顶板破断前后弹性应变能分布特征,给出了厚硬顶板动力破断和应变能释放条件,厚硬顶板弹性小变形破断特征决定了应变能以瞬间释放为主,向破断岩块动能的转换率达到21%,提出了动载冲击力计算方法,厚硬顶板高能量释放率和破断岩块下位大自由空间是超高工作面多重动载产生的直接原因;超前区域压裂后,厚硬岩组由弹性小变形向塑形大变形破断模式转变,高塑性耗散功与高劣化程度降低了动载冲击强度,提升了超高工作面围岩控制效果。 展开更多
关键词 超大采高 厚硬顶板 破断机理 支架阻力 多重动载
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离子吸附型稀土矿开采机制研究进展 被引量：2
4
作者 康石长 王高锋 +4 位作者 凌博闻 徐永进 梁晓亮 朱建喜 何宏平 《中国稀土学报》 北大核心 2025年第2期268-283,共16页
离子吸附型稀土矿的开采主要基于离子交换和稀土溶液运移。为实现离子吸附型稀土矿绿色高效开采,研究者们提出了一系列的开采工艺,并建立了相关的稀土运移和渗流理论。本文综述了目前现有或潜在的离子吸附型稀土矿开采工艺,重点分析了... 离子吸附型稀土矿的开采主要基于离子交换和稀土溶液运移。为实现离子吸附型稀土矿绿色高效开采,研究者们提出了一系列的开采工艺,并建立了相关的稀土运移和渗流理论。本文综述了目前现有或潜在的离子吸附型稀土矿开采工艺,重点分析了浸出动力学、塔板、对流扩散和外加电场驱动等稀土离子运移理论,探讨了开采过程风化壳中稀土溶液的渗流特性及影响因素,提出钙盐镁盐浸出、生物浸出和电动开采等开采工艺的优化思路,即应采用微观谱学、数值模拟和多学科交叉等手段加强稀土离子运移理论和风化壳中稀土溶液渗流特性的基础研究,实现离子吸附型稀土矿绿色高效开采。 展开更多
关键词 离子吸附型稀土矿 采矿 稀土运移 渗流
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高寒生态脆弱区露天矿山碳排放核算模型研究 被引量：1
5
作者 李国清 白斌 +3 位作者 李桂奇 关凯 侯杰 林春平 《工程科学学报》 北大核心 2025年第3期430-440,共11页
为了准确掌握高寒生态脆弱区露天矿山的碳排放量,亟需建立一套体系完整、科学可行的核算方法,全面量化矿山生产作业的直接碳排放和生态扰动所导致的间接碳排放.通过分析高寒生态脆弱区露天矿山的碳循环机制,基于生命周期理论界定了露天... 为了准确掌握高寒生态脆弱区露天矿山的碳排放量,亟需建立一套体系完整、科学可行的核算方法,全面量化矿山生产作业的直接碳排放和生态扰动所导致的间接碳排放.通过分析高寒生态脆弱区露天矿山的碳循环机制,基于生命周期理论界定了露天矿山开采活动的碳排放核算边界,通过梳理矿山开采、运输、选矿和辅助等环节的直接和间接碳排放过程,厘清了高寒生态脆弱区露天矿山的碳源、碳汇结构,编制了矿山的碳排放源清单.在此基础上,充分考虑矿山开采活动对高寒生态脆弱区的扰动,以及高海拔对矿山设备的能耗影响,构建了基于露天矿山生产环节及矿区碳汇变化的碳排放核算模型.以西藏某露天金属矿山为工程背景开展模型应用,计算出该矿2023年的碳排放总量为1.76295·10^(5)t CO_(2),为高寒生态脆弱区露天矿山开采活动的碳排放核算提供了理论依据. 展开更多
关键词 高寒生态脆弱区 露天矿山 碳排放核算 碳汇 碳循环机制
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煤基固废规模化绿色低碳利用研究进展与创新路径 被引量：1
6
作者 刘浪 朱梦博 +5 位作者 王双明 杨潘 于博 阮仕山 杨军军 解耿 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第6期82-103,共22页
煤炭的开采与加工为我国提供了可靠的能源保障和关键的化工原料,有力地推动了工业的快速发展和社会的进步。然而,这一过程也产生了巨量的煤基固废。煤基固废不仅占用了大量土地资源,还对环境造成了不同程度的污染,尤其是在长期堆存过程... 煤炭的开采与加工为我国提供了可靠的能源保障和关键的化工原料,有力地推动了工业的快速发展和社会的进步。然而,这一过程也产生了巨量的煤基固废。煤基固废不仅占用了大量土地资源,还对环境造成了不同程度的污染,尤其是在长期堆存过程中,可能释放有害气体、重金属及其他有毒物质,威胁水源、空气和土壤安全。如何高效且规模化地利用煤基固废,成为当前实现资源循环利用、减少环境污染的关键技术挑战。通过分析煤基固废的产生、分类、特性及其环境影响,对现有煤基固废进行了重新归类,系统总结了其在矿山充填、建筑材料及生态修复等领域的成熟规模化利用模式,提出了煤基固废绿色低碳利用的创新路径。研究表明:①煤基固废可归类为变性和原性煤基固废两大类,其中变性煤基固废具有开发胶凝材料和固碳功能材料的潜力,而原性煤基固废则具备天然砂石骨料和土壤材料的特性;②当前,煤基固废的主要规模化利用模式包括矿山充填(如胶凝材料、膏体充填和注浆充填)、建筑材料(如水泥辅料、筑路材料和预制件)、生态修复(如坍陷区回填、荒地复垦和土壤改良)和资源提取利用(炭质组分、铝、硫和稀有元素);③提出了煤基固废分级分质全组分利用的新技术,通过提取高价值组分并将剩余组分用于采空区充填,实现其最大化资源利用;④探讨了煤基固废改性协同处置高盐废水、改性充填协同储库构筑及功能性储库协同封存危险固废的创新技术。上述研究旨在提高大宗煤基固废的资源利用效率,推动煤炭产业绿色转型,为煤炭资源的可持续发展提供新路径。 展开更多
关键词 变性煤基固废 原性煤基固废 绿色低碳 规模化利用
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基于RSM-FLAC的石墨矿采空区失稳概率定量评价 被引量：2
7
作者 叶海旺 邓毕军 陈东方 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第1期112-119,共8页
在石墨矿开采过程中,由于石墨围岩的稳固性差,给矿山的安全生产带来了极大的威胁。针对现有响应面法计算石墨矿失稳概率未考虑岩体力学参数空间变异性的现状。首先,基于变异函数和协方差函数相结合的数理逻辑,解析各变量之间的关联关系... 在石墨矿开采过程中,由于石墨围岩的稳固性差,给矿山的安全生产带来了极大的威胁。针对现有响应面法计算石墨矿失稳概率未考虑岩体力学参数空间变异性的现状。首先,基于变异函数和协方差函数相结合的数理逻辑,解析各变量之间的关联关系,构建能够反映岩体参数空间变异性的区域化互相关随机场。然后,与破坏接近度指标相结合,构建裂隙岩体失稳的极限状态方程。最后,采用响应面法对采空区进行失效概率分析,实现考虑参数空间变异结构和响应面法的石墨矿采空区失稳风险定量评价。结果表明:蒙特卡洛法所计算的两帮失稳概率为17.67%,顶板失稳概率为30.19%;响应面法所计算的两帮失稳概率为17.71%,顶板失稳概率为29.57%。响应面法仅用蒙特卡洛法计算时间的1/4就得到较为精确的可靠度计算结果,简化了计算过程,提高了计算效率。 展开更多
关键词 石墨矿 失稳概率 定量评价 蒙特卡洛法 响应面法
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复杂工程地质条件下露天矿采区转向过渡接续方案 被引量：1
8
作者 刘光伟 涂俊雄 +5 位作者 郭伟强 韩雨轩 李春林 白羽 于明宇 贾瑞军 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期450-460,共11页
大型近水平煤田采用露天开采时,为实现安全高效生产、尽快回收投资成本,通常采取分区开采方式。因此在旧采区即将到界之前,必然要考虑新旧采区过渡接续的问题。露天煤矿采区转向方案的制定关系到转向期间产能的顺利接续,直接影响到矿山... 大型近水平煤田采用露天开采时,为实现安全高效生产、尽快回收投资成本,通常采取分区开采方式。因此在旧采区即将到界之前,必然要考虑新旧采区过渡接续的问题。露天煤矿采区转向方案的制定关系到转向期间产能的顺利接续,直接影响到矿山的经济效益。针对实际生产中,部分矿山受限于征地制度、开采强度及复杂地质条件等问题,迫使露天煤矿采区提前转向,研究通过调节转向期间局部工作线长度、推进速度等关键参数,优化转向期间的剥采方案,保证矿山接续顺利。白音华一号露天煤矿由于采场北帮东侧发生严重变形影响,为保障产能接续顺利,首采区被迫提前向二采区转向。但二采区征地范围有限,缓帮工作线无法全线展开,导致原有开采程序发生变化。为保证白音华一号露天煤矿首采区向二采区转向过渡接续顺利完成,提出了一种改进L形工作线采区转向过渡接续方式,并在此基础上明确不同工作线长度与推进度的约束关系。通过工程模拟推演,确定了白音华一号露天煤矿首采区向二采区转向过渡期为6a;转向期间可采煤量7294.07万t,剥离量43141.29万m^(3),生产剥采比5.91 m^(3)/t。成果为白音华一号露天煤矿首采区向二采区转向提供了充分的技术支持,并为复杂工程地质条件下露天采区转向过渡接续提供了相关经验。 展开更多
关键词 露天煤矿 采区转向 过渡接续 工作线长度 推进度
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两硬特厚煤层大采高综放煤壁稳定性与顶煤冒放性协同控制研究
9
作者 王家臣 刘云熹 +6 位作者 张伟 王兆会 陈坤 王世荣 李子健 郑参喆 张定堂 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第5期1-14,共14页
大采高综放开采是实现特厚煤层安全高效开采的重要技术途径,但两硬特厚煤层大采高综放开采面临煤壁稳定性与顶煤冒放性协同控制难题。以金鸡滩煤矿111工作面为工程背景,采用理论分析、室内试验、数值计算、现场实测等方法,研究了两硬特... 大采高综放开采是实现特厚煤层安全高效开采的重要技术途径,但两硬特厚煤层大采高综放开采面临煤壁稳定性与顶煤冒放性协同控制难题。以金鸡滩煤矿111工作面为工程背景,采用理论分析、室内试验、数值计算、现场实测等方法,研究了两硬特厚煤层大采高综放工作面高帮煤壁与坚硬顶煤联动破坏机理,揭示了顶煤冒放性与煤壁稳定性的负向反馈机制,开发了煤壁稳定性与顶煤冒放性协同控制技术。研究结果表明:直覆厚硬顶板大采高综放工作面支架阻力高、动载剧烈,煤壁破坏范围广、深度大,顶煤破碎块度大,大块顶煤易成拱,放煤效率低。构建了大采高综放工作面支架-围岩系统结构模型,提出了厚硬顶板冲击作用下支架阻力和煤壁压力计算方法,揭示了支架刚度对.厚硬顶板载荷传递路径的控制作用。基于最小势能原理确定了高帮煤壁与坚硬顶煤极限承载能力,确定了大采高综放工作面煤壁与顶煤联动失稳、协同稳定及非同步响应条件。定义了煤壁稳定性系数与顶煤冒放性系数,得到了两者随采放比的演化特征,揭示了煤壁稳定性与顶煤冒放性的负向反馈机制。最后,开发了集厚硬顶板压裂+高强度-高刚度支护+采放比优化+工作面设计四位一体的高帮煤壁稳定性与坚硬顶煤冒放性协同控制技术,在现场进行了工业性试验,煤壁破坏范围降低59%,坚硬顶煤放出率达到83%,实现了特厚煤层大采高综放工作面安全高效开采。 展开更多
关键词 大采高综放 厚硬顶板 煤壁稳定性 顶煤冒放性 采放比
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矿山低碳生态建设效果评价方法研究及关键影响因素分析
10
作者 柯丽华 张格格 +3 位作者 姚囝 时诣涵 张衎瑞 凡雅雯 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第9期115-124,共10页
为客观地评价矿山低碳生态建设效果和促进矿山企业经济建设与环境保护协同发展,基于DPSIR框架构建评价指标体系,结合DEMATEL法和AHP法,构建DPSIR-DEMATEL-AHP指标权重算法,并利用区间数距离算法和二元联系数优度算法,提出了基于区间数... 为客观地评价矿山低碳生态建设效果和促进矿山企业经济建设与环境保护协同发展,基于DPSIR框架构建评价指标体系,结合DEMATEL法和AHP法,构建DPSIR-DEMATEL-AHP指标权重算法,并利用区间数距离算法和二元联系数优度算法,提出了基于区间数优度的矿山低碳生态建设效果评价方法,客观地揭示矿山企业发展驱动力、生态环境压力、矿区环境质量状态、矿山开采对环境的影响和矿山企业响应反馈之间的紧密联系程度,为动态评估矿山各年的低碳生态建设效果和分析影响矿山低碳生态建设的关键因素识别提供依据。应用该模型方法评价某露天矿低碳生态建设效果和分析其关键影响因素,研究结果表明:该矿山2021年的低碳生态建设效果最优,2020年最差;提高矿山低碳生态建设效果的重要措施包括提升矿山利润率、矿山节能增效和减少CO_(2)排放、提升单位工业产值固废利用量、增加矿区绿化覆盖率、实施有效的降尘措施、加强矿山生产关键工作流程管理、提升节能减排宣传和培训的覆盖率等。 展开更多
关键词 矿山低碳生态建设 评价方法 DPSIR 权重算法 区间数优度算法
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酸性溶浸液作用下砾岩物理化学及三轴压缩性质研究
11
作者 杨朋 华心祝 +2 位作者 刘啸 韩炎 李琛 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第10期97-111,共15页
地浸开采过程中溶浸液的渗流作用可能导致隔水层力学性能劣化,进而影响煤铀共采的安全性。以内蒙古地区侏罗系直罗组砾岩隔水层为研究对象,探讨其在酸浸环境下的物理化学性质及力学劣化机制。利用电子秤和原子吸收分光光度计测定砾岩在... 地浸开采过程中溶浸液的渗流作用可能导致隔水层力学性能劣化,进而影响煤铀共采的安全性。以内蒙古地区侏罗系直罗组砾岩隔水层为研究对象,探讨其在酸浸环境下的物理化学性质及力学劣化机制。利用电子秤和原子吸收分光光度计测定砾岩在硫酸溶液中质量和金属阳离子浓度变化规律,利用XRD(X-ray Diffraction)和SEM(Scanning Electron Microscope)分析酸蚀作用下砾岩矿物成分和微观结构随浸泡时间的变化特征。开展三轴压缩试验,研究不同浸泡时间下砾岩的力学响应,分析峰值应力、弹性模量、轴向应变及耗散能密度等参数的变化规律,基于相关性分析量化各参数之间的相关性。结果表明:砾岩质量随酸蚀时间呈现先增加后减少的非线性变化特征,溶液中金属阳离子浓度与质量变化趋势一致,其中Ca^(2+)质量浓度最高,说明方解石与硫酸的化学反应是导致砾岩力学性质劣化的重要原因。酸蚀作用使砾岩胶结物逐渐溶解,内部裂纹扩展,孔隙增多,引起岩石微观结构变化。砾岩峰值强度、弹性模量及屈服应力在浸泡初期(1 d)短暂提升后逐步下降,浸泡20 d后峰值强度较自然状态下降26.69%,且峰值体积应变显著降低。峰后耗散能变化率曲线随着浸泡时间变化逐渐平稳,表明试件的破坏模式随浸泡时间由脆性向延性转变。峰值应力、弹性模量与总应变能密度呈极强正相关(相关性系数r>0.8),而金属阳离子浓度可作为砾岩力学性质劣化的表征参数。 展开更多
关键词 砂岩型铀矿 砾岩隔水层 酸蚀作用 物理化学性质 力学劣化机制
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煤矿连采连充欠接顶区覆岩稳定性数值模拟研究
12
作者 刘浪 罗屹骁 +5 位作者 朱梦博 何军 屈慧升 段怀军 蔚保宁 刘智振 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第10期101-115,共15页
【目的和方法】煤炭作为我国主体能源,其开采引发的地面塌陷、固废堆积等生态问题日益突出,连采连充技术通过煤基固废充填实现资源高效回收与生态保护,但充填体欠接顶问题严重威胁巷道回采的覆岩稳定性。针对当前研究中欠接顶区多因素... 【目的和方法】煤炭作为我国主体能源,其开采引发的地面塌陷、固废堆积等生态问题日益突出,连采连充技术通过煤基固废充填实现资源高效回收与生态保护,但充填体欠接顶问题严重威胁巷道回采的覆岩稳定性。针对当前研究中欠接顶区多因素耦合影响机制不清,以榆林某风积沙似膏体充填矿井为工程背景,采用3DEC离散元软件构建三维数值模型,设置8组工况对比分析欠接顶区大小、顶板条件及支护状态对覆岩位移、应力分布及地表变形的影响,并基于弹性地基梁理论建立力学模型,计算欠接顶区影响下的条带回采覆岩位移。【结果和结论】(1)随着欠接顶区范围的扩大(体积占比≥10%时),覆岩位移和地表下沉量显著增加,特别是双侧大范围欠接顶区对覆岩稳定性的影响尤为突出。(2)顶板裂隙发育会进一步加剧覆岩的不稳定性,导致覆岩位移和应力集中现象更加显著,其中双侧20 m欠接顶裂隙发育区回采结束后,最大覆岩位移和峰值应力相较不存在裂隙发育区的对照组分别高出40.3%和44.5%,严重威胁安全开采。(3)尽管支护失效也会增加覆岩位移和应力集中,但其影响程度相对较小,对于双侧20 m欠接顶区支护失效的工况,回采结束后最大覆岩位移和峰值应力相较支护完好的工况分别高出2.1%和5.6%。实际充填作业可通过优化接顶工艺以减小欠接顶区范围,同时应加强开采过程对裂隙发育区的管控以减小裂隙发育对覆岩稳定性的影响,而良好的支护条件能有效减小欠接顶区覆岩位移和应力集中。 展开更多
关键词 充填开采 数值模拟 欠接顶区 覆岩稳定性
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地方应用型高校采矿工程专业实践教学探索
13
作者 杨东辉 宁掌玄 +2 位作者 张磊 鲁杰 张爱然 《中国教育技术装备》 2025年第2期147-153,共7页
通过分析地方应用型高校采矿工程专业实践教学中存在的问题,初步探索知行耦合、融通育人的采矿工程专业实践教学新范式:以应用能力为主线,提出面向一线采矿工程师人才培养的实践教学体系架构;以工程问题为导向,构建模块化实践教学体系;... 通过分析地方应用型高校采矿工程专业实践教学中存在的问题,初步探索知行耦合、融通育人的采矿工程专业实践教学新范式:以应用能力为主线,提出面向一线采矿工程师人才培养的实践教学体系架构;以工程问题为导向,构建模块化实践教学体系;以知难行易为基础,设计多维度过程性考核评价方法;以学生发展为中心,探索专业课程课内实践、实习实训仿真实践、毕业设计创新实践。该实践教学新范式对于激发学生学习兴趣、提升学生实践应用能力、助推教师实践教学改革起到良好的作用。 展开更多
关键词 采矿工程 地方应用型高校 实践教学 一线采矿工程师 虚拟仿真 实习实训 毕业设计
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三维巷道模型空间交汇自动分割与连接
14
作者 陈应显 李星华 +2 位作者 徐梦飞 王璞 周涛 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第4期900-910,共11页
在矿山智能化建设中,三维巷道模型的快速、精确和自动生成是迫切需要解决的难题之一,由于巷道空间复杂交错,如何实现三维巷道模型空间交汇自动分割与连接是解决这一难题的关键。在分析巷道模型空间交汇方式的基础上,提出了一种空间交汇... 在矿山智能化建设中,三维巷道模型的快速、精确和自动生成是迫切需要解决的难题之一,由于巷道空间复杂交错,如何实现三维巷道模型空间交汇自动分割与连接是解决这一难题的关键。在分析巷道模型空间交汇方式的基础上,提出了一种空间交汇巷道自动分割连接方法。该方法基于分层处理框架,通过粗筛阶段、精修阶段与容错阶段的协同优化,实现了“粗筛—精修—容错”一体化处理,显著提升了三维巷道模型空间交汇处处理的稳定性与效率。首先通过AABB相交检测快速筛选潜在相交的巷道三角面,并对包围盒相交的三角面进行精确求交运算;然后将闭合交线分别加入到巷道三角面网中,基于约束Delaunay剖分对相交区域进行局部拓扑重建,利用相交多边形将巷道三角面网分割为多个子区域;完成分割之后,确定在原始三角面网内部的子三角面网,并将其删除;最终将剩余的三角面网组合形成新的巷道网格结构,实现巷道空间交汇处的完全贯通。以某矿的巷道为例,运用该方法成功实现了巷道空间交汇处的自动分割与连接,交线闭合度达100%,拓扑错误率低于2%,验证了该方法在复杂三维巷道自动建模中的有效性。 展开更多
关键词 三维巷道 空间交汇 自动分割连接 协同优化 Delaunay准则 相交多边形
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基于RT-DETR的露天矿区路面障碍物检测 被引量：2
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作者 陈良 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第1期202-213,共12页
露天矿无人驾驶是智慧矿山建设的重要组成部分。露天矿无人驾驶的核心在于保障车辆安全行驶,然而现阶段矿区道路上存在的落石、水坑和车辙等障碍物严重影响了矿车的行驶安全。针对现有算法检测这类密集障碍物精度受限的问题,提出了一种... 露天矿无人驾驶是智慧矿山建设的重要组成部分。露天矿无人驾驶的核心在于保障车辆安全行驶,然而现阶段矿区道路上存在的落石、水坑和车辙等障碍物严重影响了矿车的行驶安全。针对现有算法检测这类密集障碍物精度受限的问题,提出了一种基于RT-DETR的露天矿区路面障碍物检测算法。RTDETR算法通过在编码器阶段引入RepViT网络,提升了模型的特征提取效率,在解码器中通过通道压缩剪枝操作提升了模型的检测速度。此外,还提出融合注意力机制的RepAttC3模块,加强了模型的特征提取能力。通过采集不同矿区数据,构建了露天矿区路面障碍物数据集,并进行了障碍物检测试验。结果表明:本文所提出的RT-DETR算法的平均检测精度可达92.7%,综合检测精度可达96.6%,检测速度可达12.3 ms。相较于其他路面障碍物检测算法,本文算法对露天矿区多尺度与小目标障碍物具有良好的检测效果,能够为露天矿区车辆提供准确且高效的障碍物检测,保障车辆安全行驶。 展开更多
关键词 露天矿 路面障碍物 目标检测 RepViT网络 无人驾驶 智慧矿山
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不同节理开度及连通率下非贯通节理岩体剪切力学特性研究
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作者 王刚 李洪奇 刘廷方 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第4期607-617,共11页
结合室内直剪试验和数值模拟手段,研究不同节理开度、节理连通率和法向应力下的非贯通节理岩体宏细观剪切力学行为,系统分析剪切应力-剪切位移曲线和峰值剪切强度、法向位移-剪切位移曲线、应力演化等特征。结果表明:①非贯通节理岩体... 结合室内直剪试验和数值模拟手段,研究不同节理开度、节理连通率和法向应力下的非贯通节理岩体宏细观剪切力学行为,系统分析剪切应力-剪切位移曲线和峰值剪切强度、法向位移-剪切位移曲线、应力演化等特征。结果表明:①非贯通节理岩体剪切应力-剪切位移曲线均存在明显峰值,且基本会经历压密阶段、裂纹扩展阶段、峰后破坏阶段和残余摩擦阶段,各工况下剪切曲线形态可划分为峰前上升峰后爬升型(Ⅰ型)、峰前上升峰后阶梯型(Ⅱ型)和峰前台阶峰后爬升型(Ⅲ型);②峰值剪切强度与节理开度、节理连通率呈负相关关系,与法向应力呈正相关关系,峰值法向位移与节理开度、最终法向位移与节理连通率均呈负相关关系,峰值法向位移、最终法向位移均随法向应力的增加而减少;③岩桥未贯通破坏前,节理端部及裂纹延伸处会产生应力集中现象,随着节理连通率、节理开度的增加,应力集中程度增加,岩桥贯通破坏形成剪切断面后,应力集中于断面处。 展开更多
关键词 非贯通节理 节理开度 节理连通率 直剪试验 数值模拟
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基于综采放顶煤工艺模型研究与实践教学
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作者 张俊文 宋治祥 +2 位作者 杨胜利 张锦旺 马玉龙 《当代化工研究》 2025年第11期147-149,共3页
基于综放开采散体实验模拟平台,为“放顶煤开采”的教学实践奠定基础。通过学生自主搭建放顶煤工艺模型,再现整个放煤流程,掌握不同部件协调配合关系和放煤后放出体形态、煤岩轨迹曲线及顶煤成拱机理,近距离展示综采放顶煤工艺,提高学... 基于综放开采散体实验模拟平台,为“放顶煤开采”的教学实践奠定基础。通过学生自主搭建放顶煤工艺模型,再现整个放煤流程,掌握不同部件协调配合关系和放煤后放出体形态、煤岩轨迹曲线及顶煤成拱机理,近距离展示综采放顶煤工艺,提高学生专业认知、兴趣与科研能力,增强教师实践教学质量。 展开更多
关键词 放顶煤开采 放出体形态 动态互动 实践教学
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智能化工艺技术在炭素生产中的发展与应用
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作者 何川 孙继云 +2 位作者 邓超 白胜伍 杨胜 《世界有色金属》 2025年第4期12-14,共3页
智能化工艺技术是炭素企业提升核心竞争力最重要的途径,不同智能化工艺技术的应用是炭素企业“新质生产力”的体现。本文主要对智能仓储管控、原料精准配料、罐式煅烧炉自动温压控制技术以及罐式煅烧炉自动吹灰系统等智能化工艺技术的... 智能化工艺技术是炭素企业提升核心竞争力最重要的途径,不同智能化工艺技术的应用是炭素企业“新质生产力”的体现。本文主要对智能仓储管控、原料精准配料、罐式煅烧炉自动温压控制技术以及罐式煅烧炉自动吹灰系统等智能化工艺技术的工作原理、系统组成以及应用场景等进行了详细阐述,并对这些工艺技术能够为炭素生产企业提供的积极作用进行了分析与说明。最终结果表明,智能化工艺技术的成功应用能够为企业在节能降耗、提质增效等方面产生积极作用,是炭素企业未来的发展方向。 展开更多
关键词 智能仓储 精准配料 自动吹扫 自动温压控制 炭素制品
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基于帝国竞争算法的多金属矿山边界品位优化研究
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作者 许倩倩 郭进平 +2 位作者 王小林 刘亚雄 薛涛 《矿产保护与利用》 2025年第1期8-14,共7页
边界品位是矿山开采的一个重要决策参数,在多金属矿山开采项目中,确定合理的边界品位是为后续开采获取更大经济效益的基础。针对某矿山采选二阶段生产流程,以最大净现值法为基础,利用综合品位构建了基于帝国竞争算法(ICA)算法的多金属... 边界品位是矿山开采的一个重要决策参数,在多金属矿山开采项目中,确定合理的边界品位是为后续开采获取更大经济效益的基础。针对某矿山采选二阶段生产流程,以最大净现值法为基础,利用综合品位构建了基于帝国竞争算法(ICA)算法的多金属矿山边界品位动态优化模型,实现了该银铅矿最佳边界品位的动态确定。实例应用表明:该模型适用于多金属矿山边界品位的确定。在矿山寿命期间,通过ICA算法所确定的铅金银多金属矿最佳铅边界品位为2.619%,后期下降至1.331%,矿山总净现值为127 457.53万元;对比Lane法,该模型具有全局搜索能力,对矿山后期边界品位指标的动态优化更具优势,为矿山确定合理的边界品位指标提供了新思路。 展开更多
关键词 多金属矿 ICA算法 综合品位 最大净现值法 边界品位
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复杂多矿权资源整合下某矿山开拓系统的优选
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作者 马少维 谭丽龙 +3 位作者 刘晓明 李晓芸 肖凯 杨诗诗 《采矿技术》 2025年第1期246-250,共5页
开拓系统作为矿山的咽喉工程,直接影响矿山生产规模、运营成本和经济效益。复杂多矿权资源整合下的矿山开拓系统设计存在资源分散、运输和厂址方案多、井筒数量及功能差异大、配套选厂方案多、利旧工程多等问题。为了优选开拓系统,创建... 开拓系统作为矿山的咽喉工程,直接影响矿山生产规模、运营成本和经济效益。复杂多矿权资源整合下的矿山开拓系统设计存在资源分散、运输和厂址方案多、井筒数量及功能差异大、配套选厂方案多、利旧工程多等问题。为了优选开拓系统,创建了基于可比初始投资与可比运营成本的NPV数学模型。基于资源整合的采选条件,通过考虑总图、采矿、井建、选矿、矿机、尾矿输送等多种因素,初选三个方案并进行详细设计比对。通过计算可比投资、可比运营成本和NPV,综合考虑各方案的优缺点和适用性,最终确定方案一(混合井+双罐笼井开拓方案)为优选方案。研究方法对于复杂多矿权资源整合下的开拓系统选择具有借鉴意义。 展开更多
关键词 多矿权 资源整合 开拓系统 净现值 方案优选
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