尾矿库排洪隧洞与采石场开采相互影响安全性研究

湖南某钨矿尾矿库加高扩容工程次年新建排洪隧洞穿过采石场下方,隧洞开挖与采石场开采对双方的安全性产生影响,需要开展安全性评价。为此分析了排洪系统与采石场的相互位置关系,通过室内试验得出采石场周围岩体的力学参数,采用有限元数值模拟方法分析了排洪隧洞开挖对采石场安全影响,得出排洪隧洞开挖影响范围为7.5~12.5 m,不会对采石场生产早晨安全造成影响;依照规程规范分析了采石场爆破振动对排洪隧洞的影响,得出在采石场目前生产区域采用中深空爆破或浅孔爆破,排洪隧洞处的振动速度分别为12.1 cm/s、10.1 cm/s,在允许安全值内;在采石场设计范围最底部台阶爆破时,爆破药量须控制在25 kg以内。研究结果为今后尾矿库排洪系统及采石场的正常运行提供有利的依据。     

某铀尾矿库排洪隧洞渗漏修复措施

对某铀尾矿库排洪隧洞进行调查分析,发现排洪隧洞混凝土衬砌损坏严重,渗漏现象较多,析钙比较严重。为此,提出先采用原衬砌壁后回填灌浆,再采用锚杆挂网喷射混凝土整体封闭原衬砌工程的治理方案。对治理方案的数值模拟分析表明,排洪隧洞修复后结构稳定性得到显著提升。排洪隧洞修复施工完毕后,排洪隧洞渗漏点得到有效控制,确保了尾矿库排洪设施的整体安全。     

围岩稳定性调查分析在某铁矿尾矿库排水隧洞的应用

随着我国加大对尾矿库安全的重视,越来越多的尾矿库排洪系统采用以排水隧洞为主来代替传统的以排水斜槽为主的排洪方式,减小了因排洪系统崩溃而带来的溃坝的可能性。为保障隧洞的安全和正常使用,对其进行围岩稳定性的调查分析就显得非常重要,以实际工程为背景,总结围岩稳定性调查分析中的技术要点。     

带式输送机纵向撕裂数字图像检测系统设计研究

 带式输送机是煤矿生产中重要的运输设备,其纵向撕裂事故会造成巨大经济损失。设计了一种数字图像自动识别系统,通过CCD工业摄像机对输送带实时拍摄并转化为数字图像信号,传输给计算机,针对撕带图像的特征对图像进行帧间差分、线性点运算、中值滤波、边缘检测及Otsu算法阈值分割,并基于裂缝特点设计了一种自适应的裂缝识别算法,实验证明,系统具有良好的实时性及鲁棒性。     

尾矿库排洪隧洞渗漏水及生活污水回收利用

针对太钢尖山矿生产规模扩大后选矿用水不足的问题,对尾矿库排洪隧洞渗漏水的水质、水量和水位进行了现场测量,并进行了洪水系统的水力估算和设计。将尾矿库排洪隧洞渗漏水采用4根325 mm管道引水,经426 mm长2.5 km的管道自流进入生活区污水处理系统进行处理,再泵入选矿生产用环水系统。补充水量达380~450 m3/h,且水质良好,不但满足了生产用水的需求,而且解决了尾矿库排洪隧洞渗漏水和生活区污水排放造成的环境污染问题,经济效益和环境效益显著,可为同类矿山企业尾矿废水的循环利用提供参考。     

尾矿库斜槽式排洪系统泄流能力探讨

斜槽作为排洪系统进水构筑物,被广泛应用于汇水面积较小的尾矿库。在低水头情况下,选择平盖板斜槽能大大提高进水能力,可有效解决调洪水深较小的小尾矿库的排洪问题。在斜槽-管（或隧洞）式排洪系统设计时,应充分考虑斜槽盖板类型、斜槽坡度、水头及泄流流态对整套系统泄流能力的影响。对斜槽式排洪系统的泄流能力进行了实例探讨,推荐采用平盖板斜槽式排洪系统。     

尾矿排放过程中排洪隧洞结构受力规律研究

针对尾矿库尾矿排放的工程条件,基于地质因素分析,以数值模拟方式为主,分析了在不同尾砂堆积高度时排洪隧洞结构受力的变化情况,对隧洞支护结构受力进行步步监测.分析了隧洞支护结构受力在尾矿排放过程中的变化规律.结果表明,岩体上部尾砂堆积高度值与排洪隧洞支护结构弯矩值、剪力值、轴力值均成正比关系.     

融合中值滤波与小波软阈值去噪模型的新元矿视频监控图像滤波方法

井下视频监控系统的应用对于实时获取井下生产进度、机电设备运行状况等信息,及时有效开展井下应急救援工作发挥了重要作用,但井下光照不均匀、空气中大量粉尘导致监控系统获取的图像较模糊,影响了对井下各类信息进行有效采集和分析。以新元矿井下视频监控系统为例,将中值滤波算法与小波软阈值去噪模型相结合,提出了一种井下视频图像滤波方法。该方法预先对原始视频图像进行3层小波变换,对获取的低频小波系数和高频小波系数分别进行逆变换,得到3幅低频图像和3幅高频图像;针对低频图像,采用融合噪声判别准则的改进中值滤波算法进行去噪;对于高频图像采用改进型小波软阈值去噪模型进行处理。在此基础上,将滤波后的低频和高频图像进行融合,实现对视频图像的高效滤波。采用该矿井下两幅视频图像对所提方法进行试验,并与中值滤波算法、小波硬阈值去噪模型、小波软阈值去噪模型进行对比分析,结果表明,所提算法处理后的图像清晰度明显优于其余3类算法,且该方法耗时较短,适合于高效处理井下视频监控图像。     

某尾矿库运行初期排洪系统泄流能力分析

介绍了某尾矿库运行初期洪水计算、排洪系统泄流能力计算及调洪演算的方法和发现的问题,认为尾矿库运行初期排洪系统泄流能力不足是由排洪隧洞与排水井衔接部分断面较小所致,建议加大衔接断面或设结合构筑物。同时认为设计时调洪演算中最大下泄流量对应排洪系统工作状态宜按孔口泄流状态控制。     

某大型尾矿库排洪系统水工模型试验研究

为保证排洪系统安全、可靠运行,本文通过制作尾矿库排洪系统水工模型,模拟1~#～3~#排水竖井逐级运行方式下,排水竖井的溢流特性及其他工程水力学问题,研究排洪系统在最不利运行工况下主、支洞交汇区泄洪隧洞内流态、壅高及压力分布规律,检验库内排洪系统和库外主泄洪隧洞是否存在空化、气蚀等现象,校核各泄洪系统的泄流能力,可为尾矿库或类似工程设计和应用提供参考。     

基于机器视觉的悬臂式掘进机机身位姿检测系统

针对矿井巷道自动掘进的需求,为矿用悬臂式掘进机构建了一套机身位姿实时检测系统。该系统以十字激光器与激光标靶为信息来源,通过对标靶上十字光线成像特征的分析,建立了掘进机机身位姿空间解算模型。该模型利用机身与十字激光面的空间关系,使用空间矩阵变换方法,得到机身相对于巷道的三轴倾角以及在巷道断面上的偏离位移,实现了掘进机机身位姿的自动实时检测。最终,在实验室条件下,搭建了机身位姿自动检测试验平台,模拟掘进机在巷道内的姿态,试验结果表明:测量范围在2~100 m时,系统的角度测量误差在0.5°范围内,位移的检测误差小于20 mm,能够满足巷道施工过程中掘进机机身位姿自动、精确、实时测量的要求。     

数字图像处理在输送带撕裂视觉检测中的应用

针对煤炭生产中输送带易于产生纵向撕裂的背景,构建了基于数字图像处理和机器视觉技术的输送带撕裂检测系统。将数字图像处理技术应用于输送带撕裂的裂纹边缘信息的检测,对采集的裂纹图像进行预处理、边缘检测以及特征抽取。该方法具有实时动态显示输送带状况的优点,识别精度高。     

基于离散点的不规则巷道断面三维快速重构算法

针对井下巷道三维可视真实化的需求,根据井下巷道三维重构的拓扑结构,以及巷道中线和断面的基础数据,提出了基于离散点的不规则巷道断面三维快速重构算法,采用最短对角线和相邻轮廓线同步前进的协同策略,能够有效地逼近真实的巷道实体。仿真测试表明：该算法性能稳定,能够有效实现不规则断面的井下巷道的三维快速重构。     

新型排洪方式在尾矿库扩容工程中的应用分析

某尾矿库加高扩容采用模袋筑坝工艺,现有排洪设施不能满足扩容后的排洪要求,需要对现有排洪方式进行改造。根据尾矿库扩容方案特点,通过对阶梯式和分区两种排洪方式的比较,从排洪安全、施工难度及工期、运行管理、工程造价等多方面进行分析后,确定采用在库内新建模袋坝上设置钢筋混凝土结构的溢洪道阶梯式排洪。为解决模袋坝上的溢洪道在排洪过程中可能出现不均匀沉降引起的开裂问题,将溢洪道整体设计成多个Z型板自由搭接的实用新型结构,能很好地适应模袋坝沉降变形,该实用新型成果可为类似工程的排洪设计提供借鉴。     

基于DWT与改进中值滤波的矿井视频监控图像去噪

井下光照不均、煤尘浓度大以及视频图像获取设备电路电压不稳定等各类因素的存在,导致矿井视频监控系统获取的图像存在大量噪声,影响了对矿井各类生产信息的准确判读。为此,将离散小波变换(Discrete wavelet transform,DWT)与改进中值滤波算法相结合,提出了一种矿井视频监控图像高效去噪算法。首先,对获取的矿井视频图像进行自适应噪声检测,根据检测结果,对图像采用改进中值滤波算法处理;然后对滤波后的图像进行3层离散小波变换,鉴于图像的噪声信息绝大部分集中分布于高频分解系数中,故对低频分解系数不作处理;最后对高频分解系数采用一种改进软阈值去噪函数模型进行去噪,将去噪后的高频分解系数与原始低频分解系数进行重构,得到去噪后清晰度较高的图像。采用实地获取的山西潞安某煤矿井下视频图像进行试验,并与小波软阈值去噪、中值滤波等算法进行去噪效果对比分析,此外,对各算法的试验结果分别采用信噪比(Signal noise ratio,SNR)以及算法运行时间进行评价,结果表明:新算法对于矿井视频监控图像的去噪效果优于其余2类算法,且算法运算时间也具有一定的优势。     

基于BDND的脊波域井下视频图像改进中值滤波算法

井下视频图像总体上色调偏暗,目标信息对比度不高,且由于井下存在大量粉尘,导致图像中存在高密度的随机噪声,增加了图像判读与分析的困难。为此,首先对井下视频图像进行多尺度脊波分解,对分解得到的低频系数和高频系数分别进行系数重构,得到井下视频图像的背景图像和细节图像;其次,根据背景图像灰度直方图的分布特征,采用高斯分布函数进行规定化处理;然后,在分析中值滤波（Median filtering,MF）特征的基础上,采用边界判别噪声检测方法（Boundary discrimination noise detection,BDND）对其进行改进,提出了一种基于BDND的改进中值滤波算法并用于处理细节图像,该算法根据细节图像局部区域灰度值的分布特征,设定2个自适应阈值t₁和t₂,将经过2次噪声检测后处于［t₁,t₂］区间内的灰度值对应的像素点标记为非噪声点,对其余像素点分别进行中值滤波;最后,对于直方图规定化处理后的背景图像和滤波后的细节图像进行叠加。采用C++语言对所提算法进行编程试验,结果表明,该算法对于不同模糊程度的井下视频图像均有较好的滤波效果,其性能相对于中值滤波、加权中值滤波、开关中值滤波等同类算法而言有了一定程度的提升。     

矿区塌陷区遥感影像改进自适应维纳滤波算法

遥感影像为矿区开采沉陷研究提供了大量可靠的数据,对于提高矿区开采沉陷监测与预计的精度具有重要作用,但由于遥感影像的获取受到矿区成像环境、成像器件固有的缺陷等因素的影响,易混入不同程度的随机噪声,降低了遥感影像的成像质量,导致难以高精度提取矿区塌陷区域的相关数据。为此,提出了一种针对矿区塌陷区遥感影像的滤波算法。该算法首先对自适应维纳滤波算法添加了噪声图像块检测环节,对其进行了适当改进,将改进后的自适应维纳滤波算法用于对遥感影像进行去噪;然后针对去噪后遥感影像对比度不高的问题,采用动态均值算法进行增强处理,即通过设定某一阈值,将遥感影像像素点灰度值划分为亮度异常和亮度正常2个部分,采用亮度正常的像素点灰度值修正亮度异常的像素点灰度值,实现对遥感影像对比度的动态调整。采用一幅某矿区塌陷区的遥感影像分别对新算法、自适应维纳滤波、中值滤波、非局部均值滤波等算法进行试验,结果表明：新算法对于矿区塌陷区遥感影像的滤波效果相对于其余算法而言有一定的优势,对于提高矿区开采沉陷监测与预计的精度有一定的帮助。     

某尾矿库排洪隧洞出口段施工方法

尾矿库排洪隧洞出口段岩石破碎，不具备掘进施工条件，为了保证安全地完成排洪隧洞出口段不稳定岩层的施工，先进行钢拱架混凝土临时支护形成“人造巷道”， 再对“人造巷道”顶进行素混凝土回填形成“人造边坡”，再采用短掘短砌的方式进行掘砌作业。采用这种施工方法，可安全、有效地进行排洪隧洞出口段不稳定岩层的施工.