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大倾角煤层长壁综采研究与探索
1
作者 伍永平 解盘石 +8 位作者 贠东风 王红伟 高喜才 吕文玉 罗生虎 郎丁 胡博胜 张浩 张颖异 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第1期20-34,共15页
为了破解我国大倾角煤层安全高效开采难题,支撑煤炭工业智能化转型,聚焦大倾角煤层长壁综采技术,系统阐述了大倾角煤层长壁综采理论与技术发展历程,并结合智能化开采趋势,展望了该领域未来拟解决的科学问题与技术发展方向。大倾角煤层(... 为了破解我国大倾角煤层安全高效开采难题,支撑煤炭工业智能化转型,聚焦大倾角煤层长壁综采技术,系统阐述了大倾角煤层长壁综采理论与技术发展历程,并结合智能化开采趋势,展望了该领域未来拟解决的科学问题与技术发展方向。大倾角煤层(倾角35°~55°)自1996年被明确定义以来,其开采倾角上限随着技术与装备进步已逐渐延伸至70°,该类煤层在我国分布广、储量大,是保障区域经济社会发展的重要资源,亦是当前智能化开采的重点与难点。系统梳理了大倾角煤层长壁开采历经的非机械化主导、机械化探索、综采技术突破及技术体系完善4个发展阶段,并从薄煤层、中厚煤层、厚及特厚煤层3类煤层角度,总结了绳锯采煤、伪俯斜走向长壁分段密集采煤、综采、综放等多种采煤方法的工程实践适用条件与优缺点,指出长壁综采(综放)仍为主流技术方向。在理论研究方面,介绍了大倾角长壁采场“支架-围岩”关系、顶板结构稳定性、底板滑移机理、支架与围岩系统动力学、煤壁稳定性、飞矸发生机理、覆岩机构与致灾机理等关键理论进展,以及长壁伪斜开采、非线性工作面布置、水平分段联合综放开采等技术创新及其配备智能化装备等研发成果。针对当前煤矿智能化发展趋势,进一步介绍了基于长壁开采的数字孪生模拟试验平台建设、智能化成套装备研发及典型矿井智能化实践案例,明确了长壁智能化综采是实现大倾角煤层安全高效开采的必由之路。最后,提出了当前亟待研究的围岩智能控制、装备系统协同稳定、复杂环境感知可靠性等关键问题,并对未来技术发展方向进行了展望,为促进大倾角煤层安全高效智能化开采提供理论参考与技术支撑。 展开更多
关键词 大倾角煤层 长壁综采 伪俯斜开采 智能化开采 重力倾角效应
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深部有色金属与地热资源协同开发关键技术进展与展望
2
作者 李夕兵 陈祉颖 +1 位作者 陈江湛 黄麟淇 《金属矿山》 北大核心 2026年第1期1-12,共12页
我国战略性金属矿开采正向深部迈进,深部矿产与地热资源共采是金属矿深部开采的战略方向,但矿热共采在国际上没有可借鉴的先例,开采面临资源赋存特征复杂、采场热害难调控、矿热资源难回收、协同开采难保障等问题。阐述了深部矿井高地... 我国战略性金属矿开采正向深部迈进,深部矿产与地热资源共采是金属矿深部开采的战略方向,但矿热共采在国际上没有可借鉴的先例,开采面临资源赋存特征复杂、采场热害难调控、矿热资源难回收、协同开采难保障等问题。阐述了深部矿井高地温环境和地热资源化利用的难题以及地热与矿产资源的共生特征,论述了深部矿产和矿井地热协同开发的必要性和可行性,提出了地热与矿产资源协同开发的思路。围绕“变害为利”的指导思想,阐述了矿山地热与矿产资源协同开发的内涵。基于水源热泵技术、充填埋管技术、溶浸采矿技术与新型矿热协同共采技术,提出了矿山超前地热开采协同岩层降温技术体系,详细阐述了该模式的关键技术和工艺流程,探讨了深部矿产资源协同地热开采的重难点及所蕴含的关键科学问题。指出了深部金属矿在矿热协同开发理论与方法上所面临的主要挑战,展望了从热害控制到热能利用的矿热协同调控系统模式发展,为深部矿热资源的安全、高效、智能共采提供理论依据与技术保障。面向“十五五”,该领域研究重点为深部多场耦合环境下矿热资源赋存机制精细表征、高温高应力条件下热能提取与采矿工艺的协同调控、矿热共采系统智能决策与高效运行的关键技术集成等核心难题。研究成果有助于推动深部矿热协同开发从概念创新走向工程现实,为我国深部资源与能源的自主保障提供重要支撑。 展开更多
关键词 深部开采 矿山地热资源 矿热共采 多场耦合 绿色低碳开采
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柔性导向复合桨叶对多性态物料连续均化搅拌的影响研究
3
作者 李创起 赖伟 +2 位作者 李平 袁子淇 段弘宇 《矿业研究与开发》 北大核心 2026年第1期117-125,共9页
为实现充填料浆高效、稳定的连续制备,运用计算流体力学数值模拟方法,对比分析了传统刚性桨叶与柔性导向复合桨叶在连续搅拌过程中对多性态物料流场结构、速度分布及混合特性的影响规律。重点探究了柔性导向复合桨叶对料浆混合均匀性、... 为实现充填料浆高效、稳定的连续制备,运用计算流体力学数值模拟方法,对比分析了传统刚性桨叶与柔性导向复合桨叶在连续搅拌过程中对多性态物料流场结构、速度分布及混合特性的影响规律。重点探究了柔性导向复合桨叶对料浆混合均匀性、混合时间及能耗的作用机制,结合室内试验验证其在多性态物料均化搅拌中的技术优越性,并进行工业应用。结果表明:柔性导向复合桨叶通过弹性变形和刚柔耦合作用,显著扩展了料浆湍动能分布范围,形成了轴向导流-径向扩散的搅拌流场,实现了多性态物料的广域弥散,与传统刚性桨叶相比,柔性导向复合桨叶下颗粒分散效率提升了51.8%;在等效混合效果下,柔性导向复合桨叶的功率降低了15.3%;在等效功率下,其搅拌效果显著优于传统刚性桨叶。目前,柔性导向复合桨叶已成功应用于矿山生产,其搅拌后的料浆均化效果优良,料浆质量浓度稳定于70%,且波动范围≤1%。研究结果为细粒级料浆制备提供了新方法。 展开更多
关键词 充填料浆 柔性导向 复合桨叶 多性态物料 颗粒分散效率 均质化搅拌 湍动能
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自动导引车的模糊自适应模型预测路径跟踪控制
4
作者 张继东 梁忠楠 +1 位作者 赵衍昭 周坤 《有色金属(中英文)》 北大核心 2026年第1期121-131,共11页
为了解决自动导引车(AGV)在路径跟踪过程中遇到的问题,本研究开发了一种路径跟踪控制器,其设计基于模糊自适应模型预测控制(MPC)方法。首先,AGV的线性化和离散化运动学模型被用作MPC控制器的预测模型。此外,根据状态增量和控制增量构建... 为了解决自动导引车(AGV)在路径跟踪过程中遇到的问题,本研究开发了一种路径跟踪控制器,其设计基于模糊自适应模型预测控制(MPC)方法。首先,AGV的线性化和离散化运动学模型被用作MPC控制器的预测模型。此外,根据状态增量和控制增量构建目标函数,并引入一些松弛因子以确保目标函数有解,然后将目标函数的解转化为带约束条件的二次规划问题。为增强AGV的动态性能,设计了模糊控制器,它能根据AGV的横向误差、航向误差以及路径曲率的变化,智能调整MPC控制器中目标函数的权系数,实现自适应控制。最后,对所设计的控制器进行仿真和验证。从实物实验中可以看出,在保证一定跟踪精度的同时,解决了传统MPC控制器在AGV远离期望路径时引起的高频角速度变化问题。因此,本文设计的控制器具有更好的跟踪性能。 展开更多
关键词 自动导引车 路径跟踪 模型预测控制 模糊控制器
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露天金属矿山化学检验分析工作质量管控实践
5
作者 李永华 陈旭艳 +1 位作者 丁科 潘祖瑛 《现代矿业》 2026年第1期120-124,129,共6页
为了保障露天金属矿山矿产资源的高效利用与质量控制,针对化学检验分析工作中质量管控体系构建、关键环节把控及标准样品应用等核心问题进行了系统性研究。概述了化学检验分析的基本内容与管理作用,分析了质量管控体系的框架与实施路径... 为了保障露天金属矿山矿产资源的高效利用与质量控制,针对化学检验分析工作中质量管控体系构建、关键环节把控及标准样品应用等核心问题进行了系统性研究。概述了化学检验分析的基本内容与管理作用,分析了质量管控体系的框架与实施路径,重点探讨了检验分析关键环节的影响因素及控制措施,并深入研究了标准样品的选择、制备及其在提升结果准确性中的作用,同时结合典型矿山实践案例验证了现有管控措施的成效,得到了现有质量控制措施在实际应用中的有效性数据。实践结果表明,露天金属矿山化学检验分析工作需通过优化质量管控体系、强化关键环节控制提升检验分析水平,并提出了未来化学检验分析质量管控的发展方向,可为其他矿山提供理论支持与实践指导。 展开更多
关键词 露天金属矿山 化学检验分析 质量管控 标准样品 准确性
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金属矿山生产调度应急管理技术研究
6
作者 熊伟 《中国金属通报》 2026年第2期222-224,共3页
本文针对金属矿山生产调度应急管理技术展开研究。随着矿山开采深度增加、生产规模扩大及地质条件复杂化,传统生产调度模式在应对突发事故时存在响应滞后、决策效率低等问题。研究系统梳理了金属矿山生产调度基本理论,分析了应急管理技... 本文针对金属矿山生产调度应急管理技术展开研究。随着矿山开采深度增加、生产规模扩大及地质条件复杂化,传统生产调度模式在应对突发事故时存在响应滞后、决策效率低等问题。研究系统梳理了金属矿山生产调度基本理论,分析了应急管理技术现状及存在问题,提出了多源信息融合、智能调度算法、动态风险评估等关键技术,并从构建智能化应急管理平台、完善应急预案体系、强化应急演练与培训等方面提出了技术优化路径。 展开更多
关键词 金属矿山 生产调度系统 应急管理 关键技术
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深凹露天坑挂帮矿体安全高效开采技术研究
7
作者 田世国 李广涛 +4 位作者 乔登攀 孙进辉 李子彬 杨天雨 熊志朋 《矿业研究与开发》 北大核心 2026年第1期39-51,共13页
挂帮矿开采作为一种介于露天开采与地下开采之间的过渡方案,对于确保矿山在时间、空间以及产量上的无缝衔接具有重要意义。以落凼矿区西区的挂帮矿体为研究对象,鉴于该矿体位于高边坡之下且紧邻露天运输系统的复杂地质条件,采用两步骤... 挂帮矿开采作为一种介于露天开采与地下开采之间的过渡方案,对于确保矿山在时间、空间以及产量上的无缝衔接具有重要意义。以落凼矿区西区的挂帮矿体为研究对象,鉴于该矿体位于高边坡之下且紧邻露天运输系统的复杂地质条件,采用两步骤条带式上向水平分层充填采矿法回采。采用FLAC3D数值模拟软件对挂帮矿回采过程中采场、边坡以及露天运输系统的稳定性进行了深入的模拟分析。研究结果表明,采用该采矿方法回采挂帮矿体时,采场顶板塑性区范围和位移最大值分别为3.4 m和6.6 mm,边坡及露天运输系统塑性区范围和位移最大值分别为9.5 m和5.8 mm;采场、边坡及露天运输系统拉应力最大值为1.2 MPa,整体稳定性良好;在挂帮矿回采过程中,采场距边坡的距离与采场稳定性之间呈显著的负相关关系。研究可为相似矿山开采挂帮矿体提供理论参考。 展开更多
关键词 深凹露天坑 挂帮矿 条带式开采 相关性分析 边坡稳定性
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超声波协同絮凝剂强化全尾砂料浆沉降试验研究
8
作者 刘金朋 何文 +2 位作者 石文芳 舒雯琦 刘庆生 《矿业科学学报》 北大核心 2026年第1期228-240,共13页
为有效提高全尾砂料浆的沉降浓密效率,将超声波引入全尾砂料浆沉降浓密试验。通过单因素试验确定了最佳超声波条件与初步絮凝参数,并获得了料浆的沉降速率与底流质量分数。在此基础上采用多因素响应曲面试验,优化得出超声波絮凝条件下... 为有效提高全尾砂料浆的沉降浓密效率,将超声波引入全尾砂料浆沉降浓密试验。通过单因素试验确定了最佳超声波条件与初步絮凝参数,并获得了料浆的沉降速率与底流质量分数。在此基础上采用多因素响应曲面试验,优化得出超声波絮凝条件下料浆快速沉降的最佳絮凝参数与沉降速率,并探讨了超声波作用的全尾砂料浆沉降机理。研究结果表明:(1)当全尾砂料浆沉降3 min时,施加频率20 kHz、功率90 W的超声波作用10 min,料浆沉降速率为128.16 cm/h,沉降2 h后的底流质量分数为70.3%,比自然沉降底流质量分数高4.24百分点。(2)在超声波作用下添加30 g/t的质量分数为0.1%、分子量为1200万的CPAM,料浆快速沉降时间由15 min缩短至3 min,沉降速率为537.84 cm/h,底流质量分数为70.27%。(3)根据响应曲面试验的优化结果,当添加30.72 g/t、质量分数0.11%、分子量1176万的CPAM时,料浆的理想沉降速率可达573.96 cm/h。(4)超声波通过空化效应与热效应实现料浆絮团致密化,促进料浆高效浓密。 展开更多
关键词 全尾砂 超声波 絮凝剂 底流质量分数 沉降速率
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数字化技术在金属矿山采矿工艺优化中的应用研究
9
作者 任泽柱 《中国金属通报》 2026年第2期46-48,共3页
本文探讨了金属矿山采矿工艺的重要性,强调了高效、安全、环保采矿工艺对矿产资源开采效率、质量、企业经济效益以及环境保护的影响。同时,本文分析了数字化技术在矿业领域的应用趋势,特别是在金属矿山采矿工艺优化中的潜力,深入探讨数... 本文探讨了金属矿山采矿工艺的重要性,强调了高效、安全、环保采矿工艺对矿产资源开采效率、质量、企业经济效益以及环境保护的影响。同时,本文分析了数字化技术在矿业领域的应用趋势,特别是在金属矿山采矿工艺优化中的潜力,深入探讨数字化技术如何提升采矿效率、确保安全生产、促进环境保护,并识别在实际应用中可能遇到的挑战及问题。 展开更多
关键词 金属矿山 采矿工艺 数字化技术 效率 安全 环保
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高大型混凝土井塔结构抗震及振动特性分析
10
作者 韩昆 钱晨阳 冯国将 《矿冶》 2026年第1期138-146,共9页
井塔结构是矿井工业场地内重要的地面塔式工业建筑,是实现材料运输、人员升降和矿物提升的重要通道。针对地上建筑高于60 m的高大型混凝土井塔的相关抗震、动力特性和设备激振力作用研究相对较少。本文通过YJK软件对某铜矿项目主井塔进... 井塔结构是矿井工业场地内重要的地面塔式工业建筑,是实现材料运输、人员升降和矿物提升的重要通道。针对地上建筑高于60 m的高大型混凝土井塔的相关抗震、动力特性和设备激振力作用研究相对较少。本文通过YJK软件对某铜矿项目主井塔进行三维建模,计算在现行抗震标准下该结构在6度、7度和8度地震作用下的地震响应,分析高大井塔结构的抗震薄弱环节,利用有限元软件Midas/Gen重点对提升层大厅振动特性进行分析,并进一步研究电动机大梁单激励结构振动规律。结果表明:由于高宽比偏大、楼板开洞率高和荷载分布不均匀等原因,高大型混凝土井塔结构抗震薄弱处突出,在设计过程中需特别注意控制层间剪力和层间位移角。在设计时由于考虑设备安装、检修、楼面堆载等多工况,提升层大厅楼板和主梁刚度较大,提升设备自振频率较低,仅为5.33 Hz,远小于该功能层的自振频率,电动机的自振频率为9.78 Hz,穿越提升大厅层第2阶和第3阶模态,由于激振力较小激起的振动最大应力为0.143 N·mm^(-2),最大变形值为0.0116 mm,最大变形速度为1.015 mm·s^(-1),均不足以引起该支撑梁振动,因此只要保障提升层大厅楼板和主梁具有足够刚度,在该提升系统下不会引起提升大厅功能层振动。 展开更多
关键词 高大型混凝土井塔 提升大厅层 激振力 振动特性 MIDAS/GEN
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复杂多金属矿山露天转地下采矿工艺优化与实践
11
作者 舒天配 《世界有色金属》 2026年第1期118-120,共3页
针对复杂多金属矿山露天转地下过程中普遍存在的生产衔接不畅、开采技术复杂等核心挑战,本文以云南华联锌铟股份有限公司铜街-曼家寨矿权为工程背景,开展露天转地下采矿工艺优化研究。提出混合井-平硐+斜坡式联合开采方案,优化符合不同... 针对复杂多金属矿山露天转地下过程中普遍存在的生产衔接不畅、开采技术复杂等核心挑战,本文以云南华联锌铟股份有限公司铜街-曼家寨矿权为工程背景,开展露天转地下采矿工艺优化研究。提出混合井-平硐+斜坡式联合开采方案,优化符合不同矿体条件和安全性要求的下向与上向进路充填采矿方法,为该矿区露天转地下改造提供一套系统的安全高效资源综合利用技术方案。 展开更多
关键词 复杂多金属矿山 铜街-曼家寨矿权 露天转地下 采矿工艺
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绿色矿山技术在金属矿开采中的应用
12
作者 邹昌恩 《世界有色金属》 2026年第1期103-105,共3页
传统金属矿山开采导致生态破坏(如土地塌陷、植被损毁)、水污染及空气污染,环境承载能力逼近极限,倒逼行业寻求绿色转型路径。绿色矿山采矿技术是应对环境危机、资源枯竭及政策合规要求的必然选择,其核心意义在于通过科技创新重构“资源... 传统金属矿山开采导致生态破坏(如土地塌陷、植被损毁)、水污染及空气污染,环境承载能力逼近极限,倒逼行业寻求绿色转型路径。绿色矿山采矿技术是应对环境危机、资源枯竭及政策合规要求的必然选择,其核心意义在于通过科技创新重构“资源-环境-经济”平衡,推动金属矿山从“粗放开采”转向“高效、低碳、可持续”模式,为矿业长期发展与生态安全提供双重保障。基于此,文章阐述了绿色矿山采矿技术,分析了金属矿山开采技术,明确了绿色矿山采矿技术在金属矿山中的应用意义,探究了绿色矿山采矿技术在金属矿山中的应用过程,旨在为金属矿山开采提供参考。 展开更多
关键词 绿色矿山 采矿技术 金属矿山 开采技术
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基于地表沉降控制的废石与尾砂料浆协同嗣后充填研究
13
作者 刘庆博 万小军 +2 位作者 胡世利 邹伦凯 邱景平 《金属矿山》 北大核心 2026年第1期42-50,共9页
废石充填开采作为一种高效的采矿方法被广泛使用,但仍面临充填体自立性差、接顶困难和强度不足等问题,废石与尾砂料浆协同充填可解决上述问题。传统方法需将井下废石提升至地表,与尾砂料浆混合制备复合充填体后再输送至井下,工艺复杂且... 废石充填开采作为一种高效的采矿方法被广泛使用,但仍面临充填体自立性差、接顶困难和强度不足等问题,废石与尾砂料浆协同充填可解决上述问题。传统方法需将井下废石提升至地表,与尾砂料浆混合制备复合充填体后再输送至井下,工艺复杂且输送难度高。为此,提出了一种废石与尾砂料浆接顶协同充填的新方法,旨在简化充填过程并提高废石充填体性能。以铁岭红印铁矿为工程背景,通过理论计算与数值模拟,系统评估了该方法在采场充填效果及地表沉降控制中应用的可行性。重点探讨了废石充填比例对充填体应力分布、顶板位移及地表沉降的影响。研究表明:提高尾砂料浆比例可显著增强充填体的强度与稳定性;充填体内部以压应力主导,呈“四周小、中间大”的分布特征。尾砂料浆与废石交界区域易发生应力集中;废石比例提高导致充填体可压缩性显著增强,顶板及地表支撑减弱,产生更大位移;当废石比例不超过70%时,充填体能够有效控制顶板下沉,避免大范围塑性贯通,且该条件下地表监测线的最大倾斜变形、曲率、水平变形均在安全规范允许范围内,进一步验证了新充填方法的可行性。本研究通过优化废石高效利用途径,为矿山废弃物资源化利用和绿色采矿技术研发与应用提供了新的理论依据。 展开更多
关键词 充填开采 废石与尾砂料浆协同充填 二步采 废石比例 充填体强度 地表沉降变形
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大型金属露天矿境界优化及内排可行性研究
14
作者 朱乐 刘飞跃 +2 位作者 邓文学 杨天鸿 李金多 《中国矿业》 北大核心 2026年第1期165-172,共8页
在国内严控矿业用地的背景下,许多金属露天矿山面临着征地困难的局面;废石内排具有征地少、运距短等诸多优势,然而在复杂矿体(特别是倾斜或急倾斜、走向长度短的大型金属露天矿山)中,现有内排技术难以直接应用。研究以典型的急倾斜金属... 在国内严控矿业用地的背景下,许多金属露天矿山面临着征地困难的局面;废石内排具有征地少、运距短等诸多优势,然而在复杂矿体(特别是倾斜或急倾斜、走向长度短的大型金属露天矿山)中,现有内排技术难以直接应用。研究以典型的急倾斜金属矿床曙光金铜矿为例,基于地质品位模型及经济技术参数,论证在林地约束条件下露天采场境界优化的必要性;针对其外排土场容积不足、运距长、成本高的现实问题,开展内排可行性研究并编制相应采剥计划;突破传统内排模式对平缓矿体的依赖,提出“首采区强采、分区协同推进、采剥排分离”的急倾斜金属露天矿内排思路。应用结果表明:曙光金铜矿最终境界内形成三个坑底,其特殊的露天境界形状为内排土场的设置提供了潜在空间;受林地约束影响,1828万t挂帮矿无法开采,表明外部约束对露天开采有显著影响;曙光金铜矿主要包括北山矿和北山西矿,其中,北山矿距外排土场的距离较近,且开采水平较低,优先开采可在露天采场内形成379万m3的内排空间,能有效解决外排土场容积不足的问题;同时,将北山西矿产生的废石回填至北山矿形成的内排土场中,可大幅缩短运输距离,内排实施后预计可节省运输费用约7000万元,显著降低生产成本。该研究可为类似外部约束条件下金属露天矿境界优化与内排土场的设置提供参考。 展开更多
关键词 金属露天矿 内排土场 境界优化 外部约束 采剥计划
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露天坑尾矿回填转地下境界矿柱厚度优化取值方法
15
作者 王雁杰 胥孝川 +1 位作者 顾晓薇 朱振国 《金属矿山》 北大核心 2026年第1期65-72,共8页
露天坑尾矿回填转地下开采有效提高了露天边坡稳定性,同时解决了尾矿堆存引发的系列环境问题,但回填的尾矿对于地下开采境界矿柱稳定性有不利影响。针对尾矿回填工况条件下的境界矿柱厚度取值问题,提出了一种理论计算与数值模拟相结合... 露天坑尾矿回填转地下开采有效提高了露天边坡稳定性,同时解决了尾矿堆存引发的系列环境问题,但回填的尾矿对于地下开采境界矿柱稳定性有不利影响。针对尾矿回填工况条件下的境界矿柱厚度取值问题,提出了一种理论计算与数值模拟相结合的境界矿柱厚度科学取值方法。该方法首先通过修正K.B.鲁别涅伊特计算公式,将边坡角度和尾矿回填高度2个因素考虑在内,实现了境界矿柱厚度的初步取值;然后基于修正计算公式所得结果,结合Rhion-FALC3D耦合数值模拟方法,建立三维数值模型,通过分析地下回采过程中不同厚度境界矿柱的应力、位移、塑性区变化规律,实现境界矿柱厚度取值的进一步优选。以某深凹露天铁矿山为例,对所提方法进行了应用与验证。研究表明:境界矿柱厚度自25 m至40 m逐渐增大时,境界矿柱底板的应力与位移呈近似线性降低趋势,位于境界矿柱范围内的塑性区面积逐渐减小直至完全消失。当境界矿柱厚度超过30 m时,塑性区不再贯通境界矿柱,此时境界矿柱内部的最大拉应力小于岩石抗拉强度。因此,最优境界矿柱厚度应为30 m。研究成果可为该类露天矿坑回填转地下开采方案制定提供参考。 展开更多
关键词 露天转地下 境界矿柱厚度 数值模拟 露天坑回填 地下开采
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基于RSM的煤基充填胶凝材料强度演化规律及配比优化研究
16
作者 王灵玉 李希雯 +1 位作者 陈威 尹升华 《工程科学学报》 北大核心 2026年第3期461-476,共16页
为探究脱硫石膏质量分数、粉煤灰质量分数和水胶比对胶凝材料性能影响,优化充填料浆胶凝材料配比,提高固废综合利用率,本研究基于响应面法开展胶凝材料净浆试块制备试验,通过极差分析探究不同龄期强度的影响因素排序及最优配比,结合总... 为探究脱硫石膏质量分数、粉煤灰质量分数和水胶比对胶凝材料性能影响,优化充填料浆胶凝材料配比,提高固废综合利用率,本研究基于响应面法开展胶凝材料净浆试块制备试验,通过极差分析探究不同龄期强度的影响因素排序及最优配比,结合总功效系数分析综合考虑多个龄期强度进行配比优化,构建以强度为响应值的回归模型,揭示单因素及交互作用对强度的影响规律.研究结果表明,影响早中后期强度的主要因素分别为脱硫石膏质量分数、粉煤灰质量分数及水胶比;水胶比是综合三个龄期强度的主要影响因素,胶凝材料优化配比为脱硫石膏质量分数15%、粉煤灰质量分数50%、水胶比(质量比)0.32.各龄期多元非线性二次响应面回归模型拟合效果显著,根据各龄期回归模型与主观权重得到的总目标函数有最大值48.3 MPa和最小值21.2 MPa;早中后期强度均对脱硫石膏质量分数和粉煤灰质量分数的交互作用最为敏感;粉煤灰-水泥-脱硫石膏基胶凝材料的主要水化产物为C-S-H凝胶、Ca(OH)_(2)和钙矾石,粉煤灰质量分数过高会导致部分粉煤灰未参与水化反应,造成强度下降. 展开更多
关键词 粉煤灰 胶凝材料 响应面法 力学性能 多元非线性回归
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深部金属矿异构环境爆破开采诱发岩体动力灾害防控 被引量：4
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作者 周子龙 王少锋 +2 位作者 蔡鑫 黄英华 赵聪聪 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第1期306-322,共17页
战略性矿产资源为国民生产和国防建设提供重要物质基础,其供给保障直接关系国计民生与国家安全。地下金属矿山作为战略性金属矿产资源供给的主阵地,快速向深部延伸。深部金属矿山多采场多中段作业在地下形成了结构不连续、材料非均质、... 战略性矿产资源为国民生产和国防建设提供重要物质基础,其供给保障直接关系国计民生与国家安全。地下金属矿山作为战略性金属矿产资源供给的主阵地,快速向深部延伸。深部金属矿山多采场多中段作业在地下形成了结构不连续、材料非均质、应力非均匀的复杂异构环境。在这种环境下,爆破等开采扰动极易诱发岩体失稳进而引发岩爆、大规模坍塌等动力灾害,严重制约深部金属矿山安全高效可持续开发。因此,针对深部金属矿山存在的变异应力场、复杂岩体结构、强动力扰动等特点,亟需开展深部金属矿异构环境开采诱发岩体动力灾害防控理论与技术研究,获得异构环境下动力扰动诱发高应力岩体动态失稳规律,阐明深部异构环境下关键结构体的应力变化、动态损伤、裂纹扩展和能量耗散特性,揭示爆破应力波诱发深部异构区域高储能岩体灾变机制,构建以动静能量为指标的爆破诱发深部高储能岩体动力灾害判据,提出异构环境改良调控和高储能岩体精细化爆破主导有序破裂控制的深部金属矿复杂异构环境岩体动力灾害综合防控新模式,为深部金属矿山安全高效开采和灾害防控提供理论与技术支撑。 展开更多
关键词 深部金属矿 异构环境 爆破 岩体动力灾害 灾害防控
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深部硬岩诱变改性降危增割非爆机械化采掘实践与展望 被引量：3
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作者 王少锋 石鑫垒 +1 位作者 周子龙 李夕兵 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期979-997,共19页
以深部硬岩矿体为研究对象,针对矿岩特性智能感知与精准表征困难、深部硬岩矿体原位诱变改性机理不清、深部硬岩矿体机械化采掘理论与技术欠缺等三大关键技术难题,开展深部硬岩诱变改性降危增割非爆机械化采掘理论与技术研究,研究深部... 以深部硬岩矿体为研究对象,针对矿岩特性智能感知与精准表征困难、深部硬岩矿体原位诱变改性机理不清、深部硬岩矿体机械化采掘理论与技术欠缺等三大关键技术难题,开展深部硬岩诱变改性降危增割非爆机械化采掘理论与技术研究,研究深部矿岩力学特性原位智能感知、结构面智能识别与分级方法,揭示深部硬岩矿体原位诱变改性机理,建立深部硬岩矿体机械化破碎与智能调控技术体系,实现深部硬岩矿体力学与结构特性的智能感知、硬岩可切割性的原位诱变改性、硬岩矿体的机械化智能破碎,从而为深部硬岩矿体安全高效采掘提供理论基础和技术保障。此外,梳理了深部硬岩矿体非爆机械化采掘理论、技术及装备的发展方向,以便为深部硬岩采掘技术变革提供参考。 展开更多
关键词 金属矿开采 深部硬岩 诱变改性 降危增割 机械破岩
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冻融循环和循环荷载下裂隙砂岩断裂特性 被引量：2
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作者 刘涛影 崔梦园 +3 位作者 盛业山 董陇军 李地元 林杭 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第7期2538-2560,共23页
在高寒地区矿产开发中,冻融循环与循环荷载的耦合作用易引发岩体冻胀破坏,威胁工程安全。本文采用数字图像技术(DIC)和扫描电子显微镜(SEM)分析裂隙岩体的断裂特征,发现通过SEM研究发现冻融次数增加会加剧水冰相变对颗粒胶结力的弱化,... 在高寒地区矿产开发中,冻融循环与循环荷载的耦合作用易引发岩体冻胀破坏,威胁工程安全。本文采用数字图像技术(DIC)和扫描电子显微镜(SEM)分析裂隙岩体的断裂特征,发现通过SEM研究发现冻融次数增加会加剧水冰相变对颗粒胶结力的弱化,形成蜂窝状松散结构,孔洞和微裂隙增多,最终发展为贯通裂隙。冻融次数升高会促使砂岩裂纹扩展加剧,破坏形态由单斜面剪切转为X状共轭剪切,其中45°倾角砂岩损伤最显著。冻融循环使砂岩起裂强度、K_(Ⅰ)和K_(Ⅱ)线性下降,裂隙倾角对起裂强度的影响呈先降后升的二次函数规律,K_(Ⅰ)随倾角增大呈指数递减,而K_(Ⅱ)不受倾角影响。 展开更多
关键词 冻融循环 循环加卸载 数字图像技术 断裂特征
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《金属矿山》第七届编委会
20
《金属矿山》 北大核心 2026年第1期I0002-I0002,共1页
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